Углерод и кремний

Содержание

Слайд 2

Общая характеристика углерода В. Углерод (Carboneum-рождающий уголь) 1. Характеристика по ПСХЭ.

Общая характеристика углерода

В. Углерод (Carboneum-рождающий уголь)
1. Характеристика по ПСХЭ.
а) неметалл
б)

IV группа, главная подгруппа
в) II период ,2ряд
г) степени окисления -4,0,+2,+4
д) оксиды- СО( не образует кислот)- угарный газ
СО2 ( кислотообразующий) – углекислый газ
е) кислота H2CO3- угольная
ё) образует огромное число соединений с водородом, самое простое СН4 - метан
Слайд 3

а) Z=+6 б) +1р=6 в) 0n=12-6=6 г) е=6 д) +6)2)4 2

а) Z=+6
б) +1р=6
в) 0n=12-6=6
г) е=6
д) +6)2)4
2 2 2
е) 1S 2S

2P

Строение атома углерода

Слайд 4

Аллотропные модификации углерода - алмаз, графит карбин.

Аллотропные модификации углерода

- алмаз,
графит
карбин.

Слайд 5

бесцветное кристаллическое вещество с атомной решеткой. Каждый атом углерода в алмазе

бесцветное кристаллическое вещество с атомной решеткой.
Каждый атом углерода в алмазе

окружен четырьмя другими, расположенными от него в направлениях от центра тетраэдра к его вершинам( рис. на доске).
Алмаз имеет высокую твердость, плотность 3,5 г/см2, плохо проводит тепло и практически не проводит электрический ток.
Это самое тугоплавкое природное вещество tпл =3730С.
В чистом виде алмаз сильно преломляет свет.
Его применяют как украшение, а также для резки стекла, бурения горных пород и шлифования особо твердых материалов.

Алмаз

Слайд 6

жирное на ощупь вещество черного или серого цвета с металлическим блеском,

жирное на ощупь вещество черного или серого цвета с металлическим блеском,

тугоплавок (плавится под давлением 105 атм и при температуре свыше 3700 °C), электропроводен, мягок, легко расслаивается.
Из графита изготавливают огнестойкие изделия, устойчивые против действия щелочей и расплавленных систем; графитом покрывают формы для литья, чтобы предупредить прилипание к изделию формовой земли; изготавливают электротехнические изделия, карандаши, краски, смазки, антифрикционные материалы и изделия. Графит применяется в атомной технике как замедлитель нейтронов, изоляционный материал
Видоизменения графита, часто встречающиеся в природе- кокс, сажа. древесный уголь.

Графит

Слайд 7

Кристаллическая решётка графита для графита характерна гексагональная кристаллическая решетка. Состоит из

Кристаллическая решётка графита

для графита характерна гексагональная кристаллическая решетка. Состоит из параллельных

слоев, образованных правильными шестиугольниками из атомов углерода.
Слайд 8

Взаимное превращение алмаза и графита При огромном давлении графит превращается в

Взаимное превращение алмаза и графита

При огромном давлении графит превращается в

алмаз, и наоборот при высоких температурах алмаз превращается в графит
Слайд 9

Уголь Видоизменения графита, часто встречающиеся в природе- кокс, сажа, древесный уголь.

Уголь

Видоизменения графита, часто встречающиеся в природе- кокс, сажа, древесный уголь.

Слайд 10

аллотропная модификация углерода. Представляет собой черный порошок. Карбин является полупроводником и

аллотропная модификация углерода. Представляет собой черный порошок.
Карбин является полупроводником и его

проводимость возрастает под действием света. Впервые карбин получен в 1963 году при каталитическом окислении ацетилена (учеными В. В. Коршак, А. М. Сладковым, В. Ш. Касаточкиным). Позднее карбин обнаружили в природе.

Карбин

Слайд 11

Адсорбция-свойство угля и других твёрдых веществ удерживать на своей поверхности пары,

Адсорбция-свойство угля и других твёрдых веществ удерживать на своей поверхности пары,

газы и растворённые вещества.
Адсорбент- вещество, на поверхности которого происходит адсорбция.

Адсорбция

Слайд 12

Противогаз Зелинского Кроме угля есть другие адсорбенты, например синтетические и природные

Противогаз Зелинского

Кроме угля есть другие адсорбенты, например синтетические и природные смолы.
Адсорбция

растворённых веществ углем открыта ещё в конце XVIII века русским академиком Ловицем. Изучена она более подробно Зелинским Николаем Дмитриевичем, он и предложил использовать активированный уголь в противогазах.
Слайд 13

Химические свойства. Cвойства окислителя: а) с металлами образует карбиды 4Al+3C=Al4C3 (

Химические свойства.

Cвойства окислителя:

а) с металлами образует карбиды
4Al+3C=Al4C3 ( при нагревании)
карбида

алюминия получают метан
Al4C3 +12H2O =4Al(OH)3+ 3CH4
Ca+2C=CaC2 ( при нагревании)
Из карбида кальция получают ацетилен
CaC2 + 2H2O= Ca(OH)2 +C2H2
б) с водородом
С +2H2 =CH4 (метан) ( при нагревании)


Слайд 14

Свойства восстановителя в) восстанавливает металлы из их оксидов CuO + C

Свойства восстановителя

в) восстанавливает металлы из их оксидов
CuO + C =

CO2 +Cu
г) горит в кислороде с выделением большого количества тепла
2C + O2 = 2CO + Q
C + O2 = CO2 + Q
Слайд 15

Кремний и его соединения

Кремний и его соединения

Слайд 16

Кремний по распространению в земной коре занимает 2-е место после кислорода

Кремний

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

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

Слайд 17

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 18

Кристаллическая решётка кремния

Кристаллическая решётка кремния

Слайд 19

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 20

Структура связей атома кремния в кристаллической решетке

Структура связей атома кремния в кристаллической решетке

Слайд 21

Строение атома Si 14 )2e)8e)4e

Строение атома

Si 14 )2e)8e)4e

Слайд 22

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

Соединения кремния

0 +4 +2
Примеры: Si, SiO2, SiO.

Слайд 23

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 24

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 25

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 26

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 27

Соединения кремния 1)Оксид кремния SiO2 (IV) называют также кремнеземом. Физические свойства:

Соединения кремния

1)Оксид кремния SiO2 (IV) называют также кремнеземом.
Физические свойства:


бесцветное, твердое тугоплавкое вещество (температура плавления 1700°С), твердый
Слайд 28

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 29

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 30

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 31

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 32

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.