Кремний
презентация к уроку на тему

Слайд 1

Слайд 3

Строение атома кремния

Слайд 4

Строение атома Положение в ПС: период III ; группа IV , главная; Заряд ядра: +14 Si ; Относительная атомная масса: Ar (Si)=28 Строение атома: p=14, e=14, n=28 - 14 =14 Электронная формула: +14 Si 2e;8e;4e; +14 Si 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 Неметалл;

Слайд 5

Свойства атома Si 0 - 4 е восстановитель + 4е окислитель Si +4 Si -4 Кремний, отдавая все внешние электроны более ЭО элементам, окисляется, переходя в Si +4 ; Принимая 4 электрона на свой внешний энергетический уровень, восстанавливается до Si -4 ;

Слайд 7

Физические свойства кремния Кремний – неметалл, существует в кристаллическом и аморфном состоянии. Кристаллический кремний – вещество серовато – стального цвета с металлическим блеском, весьма твердое, но хрупкое. Аморфный кремний – бурый порошок. р = 2,33 г / см 3 ; t пл. = 1415 0 С; t кип. = 3500 0 С;

Слайд 8

Кристаллическая структура кремния Кристаллическая решетка кремния кубическая гранецентрированная типа алмаза. Но из-за большей длины связи между Si – Si , твердость кремния значительно меньше, чем алмаза. Кремний хрупок, только при нагревании выше 800 0 С.

Слайд 9

Электрофизические свойства Элементарный кремний — типичный полупроводник. На электрофизические свойства кристаллического кремния большое влияние оказывают содержащиеся в нем микропримеси. Для получения монокристаллов кремния с дырочной проводимостью в кремний вводят добавки элементов III-й группы — бор, алюминия, галлия и индия, с электронной проводимостью — добавки элементов V-й группы — фосфора, мышьяка или сурьма.

Слайд 10

Кремний в природе Кремний в свободном виде в природе не встречается. Кремний – второй по распространенности элемент ПСХЭ. В природе встречается в виде кремнезема ( SiO 2 ) , силикатов и алюмосиликатов.

Слайд 11

Кремень Кремень, именно этот невзрачный и очень прочный камень, положил начало каменному веку – веку кремневых орудий труда. Причин две: - распространенность и доступность кремния; - способность образовывать при сколе острые режущие края;

Слайд 12

Разновидности минералов на основе оксида кремния Агат Горный хрусталь Кварц Цитрин Кошачий глаз Аметист Яшма Сердолик Опал

Слайд 13

Знаете ли вы, что… В чистом виде кремний был выделен в 1811 году французскими учеными: Жозеф Луи Гей-Люссак Луи Жаком Тенор

Слайд 14

Знаете ли вы, что.. Кремний в элементарном состоянии был впервые получен в 1825 году шведским химиком Йенсом Якобсом Берцелиусом

Слайд 15

Знаете ли вы, что… Русское название «кремний» введено в 1834 г. российским химиком Германом Ивановичем Гессом.

Слайд 16

Знаете ли вы, что.. Способ получения кремния в чистом виде разработан Николаем Николаевичем Бекетовым. Кремний в России производится на заводах: г. Каменск - Уральский (Свердловская область) г. Шелех (Иркутская область).

Слайд 17

Получение кремния В промышленности кремний получают восстанавливая расплав SiO 2 коксом при t = 1800 0 C в дуговых печах. Чистота полученного таким образом кремния составляет 99,9 %.

Слайд 18

Получение кремния Лабораторный способ получения: SiO 2 + 2 Mg  2MgO + Si

Слайд 19

Химические свойства кремния Химически кремний малоактивен. При комнатной температуре реагирует только c фтором, образуя летучий тетрафторид кремния: Si + 2F 2  SiF 4

Слайд 20

Химические свойства кремния При нагревании до 400 – 500 0 С кремний реагирует с кислородом с образованием диоксида кремния: Si + O 2  SiO 2

Слайд 21

Химические свойства кремния с хлором, бромом и йодом — с образованием соответствующих легко летучих тетрагалогенидов SiHal 4 : Si + 2Cl 2  SiCl 4 Si + 2Br 2  SiBr 4

Слайд 22

Химические свойства кремния При взаимодействии с металлом, кремний проявляет себя как окислитель. При взаимодействии образуются: силициды. 2 Са + Si  Ca 2 Si Кремний легко растворяется в щелочах.

Слайд 23

Химические свойства кремния С водородом кремний непосредственно не реагирует. Водородное соединение силан , получают косвенным способом, при взаимодействии силицидов с кислотами: Ca 2 Si + 4HCl → 2CaCl 2 + SiH 4 ↑.

Слайд 24

Соединения кремния Кремний Si Оксид Кремния: SiO 2 Водородное: Силан SiH 4 Кремниевая кислота: H 2 SiO 3 Соли: Силикаты Силициды:

Слайд 25

Свойства оксида СО 2 SiO 2 Кислотный оксид Кислотный оксид Молекулярная кристаллическая решетка Атомная кристаллическая решетка Бесцветный газ. Кристаллическое, твердое вещество, тугоплавкое. Химические свойства H 2 O + CO 2 = H 2 CO 3 Не взаимодействует CO 2 + CaO = CaCO 3 SiO 2 + CaO = CaSiO 3 CO 2 + Ca(OH) 2 =CaCO 3 + H 2 O SiO 2 + NaOH = Na 2 SiO 3 + H 2 O CO 2 + 2Mg = 2MgO + C SiO 2 + 2C = 2MgO + Si C + CO 2 = 2CO SiO 2 + 2C = Si + 2CO

Слайд 26

Свойства кислот H 2 CO 3 H 2 SiO 3 Двухосновная, кислородсодержащая, слабая, непрочная, т.к. летучая. Двухосновная, кислородсодержащая, слабая, нерастворимая в воде. Получение: СО 2 + Н 2 О = Н 2 СО 3 Получение: SiO 2 + H 2 O = нельзя Нестойкая, непрочная, при стоянии или нагревании разлагается: Н 2 СО 3 = СО 2 + Н 2 О Выделить в чистом виде нельзя, т.к. при нагревании разлагается: H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O Zn + H 2 CO 3 = ZnCO 3 + H 2 Незначительное выделение газа __________

Слайд 27

Соли Угольной кислоты Кремниевой кислоты - карбонаты; - гидрокарбонаты; - силикаты; Карбонаты обладают всеми свойствами солей, являются сильными электролитами, полностью диссоциируют на ионы(растворимых в воде). Растворимыми являются только соли щелочных металлов, остальные образуют нерастворимые или вообще не образуют солей( Al +3 , Cr +3 , Ag + ) .

Слайд 28

Применение кремния и его соединений Стекло Цемент Кирпич Фарфор Фаянс Клей Силикон Асбест Гранит Керамика

Слайд 29

Применение кремния в технике

Слайд 30

Применение кремния в медицине

Слайд 31

Биологическая роль Важнейшее соединение кремния – SiO 2 необходим для жизни растений и животных. Благодаря ему тростники, камыши и хвощи стоят крепко, как штыки. Острые листья осоки режут, как ножи, стерня на скошенном поле колет, как иголки, а стебли злаков настолько крепки, что не позволяют ниве на полях ложиться от дождя и ветра

Слайд 32

Биологическая роль Чешуя рыб, панцири насекомых, крылья бабочек, перья птиц и шерсть животных прочны, так как содержат кремнезем.

Слайд 33

Биологическая роль Кремний придаёт гладкость и прочность костям и кровеносным сосудам человека. В организме человека кремния менее 0,01% по весу.

Слайд 34

Кремний - микроэлемент, постоянно содержащийся в организме человека. Наибольшее его количество содержится в лимфоузлах, соединительной ткани аорты, трахеи, в волосах и коже. Кремний необходим для построения эпителиальных клеток. Кремний играет важную роль в процессе минерализации костной ткани; необходим для поддержания эластичности стенки артерий, оказывает положительное влияние на иммунитет и замедляет процессы старения в тканях организма человека. Среднее содержание кремния в крови составляет 8,25 мг/сутки. С возрастом его уровень в организме снижается, поэтому у пожилых людей потребность в кремнии, как правило, повышается. Улучшают усвоение кремния организмом наличие кальция, магния, марганца и калия.

Слайд 35

Биологическая роль Кремний входит и в состав низших живых организмов – диатомовых водорослей и радиолярий, - нежнейших комочков живой материи, которые создают свои непревзойденные по красоте скелеты из кремнезема. Диатомовые водоросли Радиолярии

Слайд 36

Кремний в продуктах питания