Кремний и его соединения

• 1 слайд

  Кремний и его соединения
  

• 2 слайд

  Кремний
  
  в виде кристаллов входит в состав горных пород
  образует бесцветные кристалла кварца и горного хрусталя
  на его основе создано промышленное производство керамики, стекла, цемента
  полупроводник
   по распространению в земной коре занимает 2-е место после кислорода (26 %) В природе встречается в виде оксидов, силикатов и алюмосиликатов
   его оксиды являются основной частью песка и глины
  

• 3 слайд

  Кремний – кристаллическое вещество темно-серого цвета с металлическим блеском. Кристаллическая решетка кремния напоминает структуру алмаза.
  

• 4 слайд

  Кристаллическая решётка кремния
  Кремний – неметалл с атомной кристаллической решеткой.
  

• 5 слайд

  Структура
  кремния аналогична структуре алмаза. В его кристалле каждый атом окружен четырьмя другими и связан с ними ковалентной связью, которая значительно слабее, чем между атомами углерода в алмазе.
  В кристалле кремния даже при обычных условиях часть ковалентных связей разрушается.
  

• 6 слайд

  Структура связей атома кремния в кристаллической решетке
  

• 7 слайд

  Строение атома
  
  
  
  
  
  
  Si 14 )2e)8e)4e
  

• 8 слайд

  Соединения кремния
  0 +4 +2
  Примеры: Si, SiO2, SiO.
  

• 9 слайд

  Физические свойства кремния
  Темно-серые, блестящие, непрозрачные кристаллы
  Хрупкий
  Твердый
  Тугоплавкий,
  Плохой проводник тока
  

• 10 слайд

  Химические свойства кремния
  
  
  
  
  а) восстановительные
  1) Si + O2 =SiO2
  2) Si + 2CL2 = SiCL4
  3) Si + S = SiS2
  4)Si + 2H2O (пар) = SiO2 + H2
  5)Si + C = SiC (карборунд)
  6)Si +2NaOH(конц) + H2O = Na2SiO3 + H2
  
  б) окислительные
  Si + 2Ca = Ca2Si
  

• 11 слайд

  Методы получения кремния
  В промышленности кремний получают восстановлением кремнезема SiO2 коксом в электрических печах при 1500-17000С:
  SiO2 + 2C  Si + 2CO
  В лаборатории:
  SiO2 + 2Mg  Si + 2MgO
  3SiO2 + 4Al  3Si + 2Al2O3
  Чистый кремний получают:
  SiCl4 + 2Zn↑  Si + ZnCl2
  

• 12 слайд

  Применение кремния
  материал для электроники
  материал для сосудов;
  компонент сплавов с
  железом;
  - сверхчистый кремний –
  полупроводник для
  солнечных батарей
  
  
  

• 13 слайд

  Соединения кремния
  1. Оксид кремния (IV)
  Оксид кремния SiO2 (IV) называют также кремнеземом.
  Физические свойства:
  бесцветное, твердое тугоплавкое вещество (температура плавления 1700°С), твердый
  
  

• 14 слайд

  Модификации кремнезёма (кварца)
  кристаллический кремнезем — в виде минерала кварца и его разновидностей (горный хрусталь, халцедон, агат, яшма, аметист, авантюрин, цитрин, кремень). Кварц составляет основу кварцевых песков, широко используемых в строительстве и в силикатной промышленности;
  2) аморфный кремнезем (кварцевое стекло, диатомит, трепел)
  

• 15 слайд

  Кварц – SiO2
  кристаллическая модификация
  
  Кварцевое стекло - SiO2
  Аморфная модификация
  

• 16 слайд

  SiO2 кристаллизуется в атомной решетке
  Каждый атом кремния заключен в тетраэдр из 4 атомов кислорода.
  
  При этом атом кремния находится в центре, а по вершинам тетраэдра
  расположены атомы кислорода.
  
  

• 17 слайд

  Весь кусок кремнезема SiO2 можно
  рассматривать как кристалл,
  формула которого (SiO2)n. Такое
  строение оксида кремния (IV)
  обусловливает его высокую твердость и тугоплавкость
  
  

• 18 слайд

  Химические свойства оксида кремния (IV)
  Относится к кислотным оксидам:
  1. При сплавлении его с твердыми щелочами, основными оксидами и карбонатами образуются соли кремниевой кислоты: метасиликаты.
  а) SiO2 + 2NaOH  H2O+ Na2SiO3 б) SiO2 + CaO  CaSiO3
  в) SiO2 + Na2CO3  Na2SiO3 + CO2 ↑
  
  

• 19 слайд

  2. Реагирует со щелочами в растворе (образует ортосиликаты).
  Кип.
  SiO2 (ам.)+ 4NaOHNa4SiO4+ 2H2O
  3. Взаимодействует только с плавиковой кислотой:
  SiO2 + 4HF SiF4 + 2H2O
  

• 20 слайд

  4. Восстанавливается углеродом, магнием, железом (в доменном процессе). Кип
  а) SiO2 + 3C(кокс)SiC+CO
  б)SiO2 + 2MgSi+ 2MgO
  5. В воде оксид кремния (IV) не растворяется и с ней химически не взаимодействует.
  
  
  

• 21 слайд

  Кремневые кислоты
  H2SiO3 — кислота очень слабая, в воде мало растворима.
  Состав кремниевых кислот представляют в виде формул:
  nSiO2*mH2O. Кислоты с различным числом m легко переходят друг в друга и не могут быть выделены в чистом виде.
  

• 22 слайд

  Силикаты
  Силикаты – химические соединения, содержащие кремнекислотные остатки различного состава [SinOm].
  Основа всех силикатов - кремнекислородный тетраэдр [SiO4],
  в центре которого расположен атом кремния, а в вершинах – атомы кислорода.
  
  

• 23 слайд

  Применение силикатов
  в качестве жидкого стекла - концентрированных растворов силикатов калия и натрия; его используют:
  а) при изготовлении клея и водонепроницаемых тканей.
  б) при изготовлении кислотоупорных бетонов,
  в) изготовления замазок, конторского клея.
  г) пропитка тканей, дерева и бумаги для придания им огнестойкости и водонепроницаемости.
  
  

• 24 слайд

  Кремний в отличии от углерода в свободном виде в природе не встречается.
  Кремний может быть, как окислителем так и восстановителем.
  Оксид кремния в отличии от оксида углерода (IV) с водой не взаимодействует.
  Кремний - полупроводник, его соединение используют для получения стекла, цемента, бетона, а также для получения кирпича, фарфора, фаянса и изделия из них.
  
  Выводы: