Презентация на тему: Кремний и его соединения

Кремний и его соединения

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 хрусталяна его основе создано промышленное производство керамики, стекла, цемента полупроводник

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

Кристаллическая решётка кремнияКремний – неметалл с атомной кристаллической решеткой.

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.

Структура связей атома кремния в кристаллической решетке

Строение атома

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

Физические свойства кремния Темно-серые, блестящие, непрозрачные кристаллыХрупкийТвердыйТугоплавкий,Плохой проводник тока

Химические свойства кремния а) восстановительные1) Si + O2 =SiO22) Si + 2CL2 = SiCL43) Si + S = SiS24)Si + 2H2O (пар) = SiO2 + H25)Si + C = SiC (карборунд)6)Si +2NaOH(конц) + H2O = Na2SiO3 + H2б) окислительныеSi + 2Ca = Ca2Si

Методы получения кремния В промышленности кремний получают восстановлением кремнезема SiO2 коксом в электрических печах при 1500-17000С:SiO2 + 2C Si + 2COВ лаборатории:SiO2 + 2Mg Si + 2MgO3SiO2 + 4Al 3Si + 2Al2O3Чистый кремний получают:SiCl4 + 2Zn↑ Si + ZnCl2

Применение кремния материал для электроникиматериал для сосудов;компонент сплавов сжелезом;- сверхчистый кремний –полупроводник длясолнечных батарей

Соединения кремния1. Оксид кремния (IV) Оксид кремния SiO2 (IV) называют также кремнеземом. Физические свойства: бесцветное, твердое тугоплавкое вещество (температура плавления 1700°С), твердый

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)

Кварц – SiO2 кристаллическая модификация Кварцевое стекло - SiO2 Аморфная модификация

SiO2 кристаллизуется в атомной решеткеКаждый атом кремния заключен в тетраэдр из 4 атомов кислорода. При этом атом кремния находится в центре, а по вершинам тетраэдрарасположены атомы кислорода.

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

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 CaSiO3в) SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2 ↑

2. Реагирует со щелочами в растворе (образует ортосиликаты). Кип. SiO2 (ам.)+ 4NaOHNa4SiO4+ 2H2O3. Взаимодействует только с плавиковой кислотой: SiO2 + 4HF SiF4 + 2H2O

4. Восстанавливается углеродом, магнием, железом (в доменном процессе). Кипа) SiO2 + 3C(кокс)SiC+COб)SiO2 + 2MgSi+ 2MgO 5. В воде оксид кремния (IV) не растворяется и с ней химически не взаимодействует.

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.

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.

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.

Выводы: 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.