Кремний и его соединения

Кремний в виде кристаллов входит в состав горных пород в виде кристаллов входит в состав горных пород образует бесцветные кристалла кварца и горного хрусталя образует бесцветные кристалла кварца и горного хрусталя на его основе создано промышленное производство керамики, стекла, цемента на его основе создано промышленное производство керамики, стекла, цемента полупроводник полупроводник по распространению в земной коре занимает 2-е место после кислорода (26 %) В природе встречается в виде оксидов, силикатов и алюмосиликатов 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 его оксиды являются основной частью песка и глины

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

Кристаллическая решётка кремния Кремний – 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. 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 Si 14 )2e)8e)4e

Соединения кремния Примеры: Si, SiO 2, SiO.

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

Химические свойства кремния а) восстановительные 1) Si + O 2 =SiO 2 2) Si + 2CL 2 = SiCL 4 3) Si + S = SiS 2 4)Si + 2H 2 O (пар) = SiO 2 + H 2 5)Si + C = SiC (карборунд) 6)Si +2NaOH (конц) + H 2 O = Na 2 SiO 3 + H 2 б) окислительные Si + 2Ca = Ca 2 Si

Методы получения кремния В промышленности кремний получают восстановлением кремнезема SiO 2 коксом в электрических печах при С: В промышленности кремний получают восстановлением кремнезема SiO 2 коксом в электрических печах при С: SiO 2 + 2C Si + 2CO В лаборатории: В лаборатории: SiO 2 + 2Mg Si + 2MgO 3SiO 2 + 4Al 3Si + 2Al 2 O 3 Чистый кремний получают: Чистый кремний получают: SiCl 4 + 2Zn Si + ZnCl 2

Применение кремния -материал для электроники -материал для сосудов; -компонент сплавов с железом; - сверхчистый кремний – полупроводник для солнечных батарей

Соединения кремния 1. Оксид кремния (IV) Оксид кремния SiO 2 (IV) называют также кремнеземом. Физические свойства: Физические свойства: бесцветное, твердое тугоплавкое вещество (температура плавления 1700°С), твердый бесцветное, твердое тугоплавкое вещество (температура плавления 1700°С), твердый

Модификации кремнезёма (кварца) 1)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)

SiO2 Кварц – SiO2 кристаллическая модификация SiO2 Кварцевое стекло - SiO2 Аморфная модификация

SiO 2 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.

Весь кусок кремнезема SiO 2 можно рассматривать как кристалл, формула которого (SiO 2 ) n. Такое строение 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) SiO 2 + 2NaOH H 2 O+ Na 2 SiO 3 б) SiO 2 + CaO CaSiO 3 в) SiO 2 + Na 2 CO 3 Na 2 SiO 3 + CO 2 в) SiO 2 + Na 2 CO 3 Na 2 SiO 3 + CO 2

2. Реагирует со щелочами в растворе (образует ортосиликаты). Кип. Кип. SiO 2 (ам.)+ 4NaOH Na 4 SiO 4 + 2H 2 O SiO 2 (ам.)+ 4NaOH Na 4 SiO 4 + 2H 2 O 3. Взаимодействует только с плавиковой кислотой: SiO 2 + 4HF SiF 4 + 2H 2 O SiO 2 + 4HF SiF 4 + 2H 2 O

4. Восстанавливается углеродом, магнием, железом (в доменном процессе). Кип а) SiO 2 + 3C(кокс) SiC+CO б)SiO 2 + 2Mg Si+ 2MgO 5. В воде оксид кремния (IV) не растворяется и с ней химически не взаимодействует. 5. В воде оксид кремния (IV) не растворяется и с ней химически не взаимодействует.

Кремневые кислоты H 2 SiO 3 кислота очень слабая, в воде мало растворима. H 2 SiO 3 кислота очень слабая, в воде мало растворима. Состав кремниевых кислот представляют в виде формул: Состав кремниевых кислот представляют в виде формул: nSiO 2 *mH 2 O. 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 [Si n O m ]. Силикаты – химические соединения, содержащие кремнекислотные остатки различного состава [Si n O m ]. Основа всех силикатов - кремнекислородный тетраэдр [SiO 4 ], Основа всех силикатов - кремнекислородный тетраэдр [SiO 4 ], в центре которого расположен атом кремния, а в вершинах – атомы кислорода. 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: 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.

Кремний в отличии от углерода в свободном виде в природе не встречается. Кремний в отличии от углерода в свободном виде в природе не встречается. Кремний может быть, как окислителем так и восстановителем. Кремний может быть, как окислителем так и восстановителем. Оксид кремния в отличии от оксида углерода (IV) с водой не взаимодействует. 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. Кремний - полупроводник, его соединение используют для получения стекла, цемента, бетона, а также для получения кирпича, фарфора, фаянса и изделия из них. Выводы: