Кремний и его соединения

Содержание

Слайд 2

Кремний в виде кристаллов входит в состав горных пород образует бесцветные

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

Слайд 3

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

Кремний – кристаллическое вещество темно-серого цвета с металлическим блеском. Кристаллическая решетка

кремния напоминает структуру алмаза.
Слайд 4

Кристаллическая решётка кремния Кремний – неметалл с атомной кристаллической решеткой.

Кристаллическая решётка кремния Кремний – неметалл с атомной кристаллической решеткой.

Слайд 5

Структура кремния аналогична структуре алмаза. В его кристалле каждый атом окружен

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.

Слайд 6

Структура связей атома кремния в кристаллической решетке

Структура связей атома кремния в кристаллической решетке

Слайд 7

Строение атома Si 14 )2e)8e)4e

Строение атома

Si 14 )2e)8e)4e

Слайд 8

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

Соединения кремния

0 +4 +2
Примеры: Si, SiO2, SiO.

Слайд 9

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

Физические свойства кремния

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

Слайд 10

Химические свойства кремния а) восстановительные 1) Si + O2 =SiO2 2)

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
Слайд 11

Методы получения кремния В промышленности кремний получают восстановлением кремнезема SiO2 коксом

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
Слайд 12

Применение кремния материал для электроники материал для сосудов; компонент сплавов с

Применение кремния

материал для электроники
материал для сосудов;
компонент сплавов с
железом;
- сверхчистый кремний


полупроводник для
солнечных батарей
Слайд 13

Соединения кремния 1. Оксид кремния (IV) Оксид кремния SiO2 (IV) называют

Соединения кремния 1. Оксид кремния (IV)

Оксид кремния SiO2 (IV) называют также кремнеземом.


Физические свойства:
бесцветное, твердое тугоплавкое вещество (температура плавления 1700°С), твердый
Слайд 14

Модификации кремнезёма (кварца) кристаллический кремнезем — в виде минерала кварца и

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)
Слайд 15

Кварц – SiO2 кристаллическая модификация Кварцевое стекло - SiO2 Аморфная модификация

Кварц – SiO2
кристаллическая модификация

Кварцевое стекло - SiO2
Аморфная модификация

Слайд 16

SiO2 кристаллизуется в атомной решетке Каждый атом кремния заключен в тетраэдр

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.
Слайд 17

Весь кусок кремнезема SiO2 можно рассматривать как кристалл, формула которого (SiO2)n.

Весь кусок кремнезема SiO2 можно
рассматривать как кристалл,
формула которого (SiO2)n.

Такое
строение оксида кремния (IV)
обусловливает его высокую твердость и тугоплавкость
Слайд 18

Химические свойства оксида кремния (IV) Относится к кислотным оксидам: 1. При

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 ↑
Слайд 19

2. Реагирует со щелочами в растворе (образует ортосиликаты). Кип. SiO2 (ам.)+

2. Реагирует со щелочами в растворе (образует ортосиликаты).
Кип.
SiO2 (ам.)+

4NaOH?Na4SiO4+ 2H2O
3. Взаимодействует только с плавиковой кислотой:
SiO2 + 4HF? SiF4 + 2H2O
Слайд 20

4. Восстанавливается углеродом, магнием, железом (в доменном процессе). Кип а) SiO2

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.
Слайд 21

Кремневые кислоты H2SiO3 — кислота очень слабая, в воде мало растворима.

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.
Слайд 22

Силикаты Силикаты – химические соединения, содержащие кремнекислотные остатки различного состава [SinOm].

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.
Слайд 23

Применение силикатов в качестве жидкого стекла - концентрированных растворов силикатов калия

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.