Кремний
презентация к уроку по химии (9 класс) по теме

Слайд 1

Слайд 2

Характеристики кремния и кристаллическая решетка Имя Кремний/Silicium символ Si номер 14 Атомная масса (молярная масса) 28,0855 а. е. м. (г/моль) Электроотрицательность 1,90 (шкала Полинга) Степени окисления +4 , −4 Плотность (при н. у.) 2,33 г/см³ Кристаллическая структура кремния.

Слайд 3

Положение в Периодической системе Кремний — элемент главной подгруппы четвертой группы третьего периода периодической системы химических элементов Д. И Менделеева, с атомным номером 14. Электронов – 14, протонов – 14, нейтронов – 14. Энергетических уровней – 3. Схема строения атома: +14 )2е)8е)4е. У кремния неметаллические свойства выражены слабее, чем у углерода, но сильнее, чем у германия, т.к. в главных подгруппах неметаллические свойства убывают сверху вниз. У кремния неметаллические свойства выражены сильнее, чем у алюминия, но слабее, чем у фосфора, т.к. в периодах неметаллические свойства возрастают слева направо.

Слайд 4

Происхождение названия и нахождение в природе Происхождение названия В 1825 году шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус действием металлического калия на фтористый кремний SiF4 получил чистый элементарный кремний. Новому элементу было дано название «силиций» (от лат. silex — кремень). Русское название «кремний» введено в 1834 году российским химиком Германом Ивановичем Гессом. В переводе c др.-греч. κρημνός — «утес, гора». Нахождение в природе Содержание кремния в земной коре составляет по разным данным 27,6—29,5 % по массе. Таким образом по распространённости в земной коре кремний занимает второе место после кислорода. Концентрация в морской воде 3 мг/л. Чаще всего в природе кремний встречается в виде кремнезёма - соединений на Основе диоксида кремния (IV) SiO 2 (около 12 % массы земной коры). Основные минералы, образуемые диоксидом кремния - это песок (речной и кварцевый), кварц и кварциты, кремень. Вторую по распространённости в природе группу соединений кремния составляют силикаты и алюмосиликаты. Отмечены единичные факты нахождения чистого кремния в самородном виде.

Слайд 5

Биологическая роль Для некоторых организмов кремний является важным биогеным элементом. Он входит в состав опорных образований у растений и скелетных — у животных. В больших количествах кремний концентрируют морские организмы — диатомовые водоросли, радиолярии, губки. Большие количества кремния концентрируют хвощи и злаки, в первую очередь — подсемейства Бамбуков и Рисовидных, в том числе — рис посевной. Мышечная ткань человека содержит 0 ,1 – 0,2% кремния, костная ткань — 0,0017%, кровь — 3,9 мг/л. С пищей в организм человека ежедневно поступает до 1 г кремния. Соединения кремния относительно нетоксичны. Но очень опасно вдыхание высокодисперсных частиц как силикатов, так и диоксида кремния, образующихся, например, при взрывных работах, при долблении пород в шахтах, при работе пескоструйных аппаратов и т. д. Микрочастицы SiO2, попавшие в лёгкие, кристаллизуются в них, а возникающие кристаллики разрушают лёгочную ткань и вызывают тяжёлую болезнь — силикоз. Чтобы не допустить попадания в лёгкие опасной пыли, следует использовать для защиты органов дыхания респиратор.

Слайд 6

Химические свойства Чистый кристаллический кремний образует алмазоподобную решетку в которой кремний четырёхвалентен. В соединениях кремний обычно также проявляет себя как четырехвалентный элемент со степенью окисления +4 или −4. Встречаются двухвалентные соединения кремния, например оксид кремния (II) SiO. При нормальных условиях кремний химически малоактивен и активно реагирует только с газообразным фтором, при этом образуется летучий тетрафторид кремния SiF 4 . Такая «неактивность» кремния связана с пассивацией поверхности наноразмерным слоем диоксида кремния, немедленно образующегося в присутствии кислорода воздуха или воды (водяных паров).

Слайд 7

Химические свойства При нагревании до температуры свыше 400—500 °C кремний реагирует с кислородом с образованием диоксида SiO 2 . Si +О 2 = SiО 2 При нагревании до температуры свыше 400—500 °C кремний реагирует с хлором, бромом и иодом — с образованием соответствующих легко летучих тетрагалогенидов SiHalogen 4 и, возможно, галогенидов более сложного состава. С водородом кремний непосредственно не реагирует, соединения кремния с водородом — силаны с общей формулой SinH 2n+2 — получают косвенным путем. Моносилан SiH 4 (его часто называют просто силаном) выделяется при взаимодействии силицидов металлов с растворами кислот, например: Ca 2 Si + 4HCl → 2CaCl 2 + SiH 4 ↑.

Слайд 8

Химические свойства При нагревании кремний реагирует с металлами с образованием силицидов: 2Si + Mg = Mg 2 Si. Образующийся в этой реакции силан SiH4 на воздухе самовоспламеняется и сгорает с образованием диоксида кремния и воды: SiH 4 + 2O 2 = SiO 2 + 2H 2 O. Кремний взаимодействует с концентрированными водными растворами щелочей, образуя силикаты и водород: Si + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2 . Свободный кремний может быть получен прокаливанием с магнием мелкого белого песка, который по химическому составу является почти чистым ок c идом кремния или восстанавливая его углеродом: SiO 2 + 2Mg = 2MgO + Si или SiO 2 + 2C = Si + 2CO .