Тема: Кремний и его соединения.

Цели урока:

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:



обеспечить в ходе урока усвоение химических и физических свойств

кремния его соединений, их получение, распространение в природе,

их значение для человека.



выработка

умений

и

навыков:

обращения

с

лабораторным

оборудованием,

текстом

учебника,

дополнительной

литературой;

проводить наблюдения, систематизировать и обобщать знания, делать

выводы.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ



всестороннее развитие личности: формирование умений ставить цели,

выделять главное, планирование своей деятельности при

работе в

группе;

осуществлять

самоконтроль,

подводить

итоги,

работать

в

оптимальном темпе, беречь время;



воспитание эмоционально – ценностного отношения к миру.

РАЗВИВАЮЩАЯ



обеспечить

условия

для

развития

познавательного

интереса

и

интеллектуальных способностей, развития творческих способностей

детей;

Средства обучения: периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева,

схемы, коллекции, «Природные силикаты», «Стекло и изделия из стекла», дополнительная

литература, лабораторное оборудование, химические реактивы: раствор соляной кислоты,

раствор карбоната натрия, раствор силикатного клея; штативы с пробирками; образцы

природных соединений кремния ( гранит, горный хрусталь, кварц и др.), образцы изделий

из стекла, фаянса, фарфора, керамики.

Ход урока:

1.Организационный момент.

-Здравствуйте, ребята! Садитесь. Давайте мы им улыбнемся и пожелаем доброго дня.

На уроке мы с вами повторим пройденный материал, познакомимся с темой «Кремний и

его соединения», решим задачи, проведем опыты.

2. Повторение пройденной темы.

-На предыдущих уроках мы с вами познакомились с углеродом и с его соединениями.

Давайте, мы с вами повторим. Для этого выполним задания .

Задание № 1.

Число электронов во внешнем электронном слое атома с зарядом ядра +6 равно:

1) 6 2) 3 3) 4 4) 2

Задание № 2

Кислотным оксидом является:

1) CO2 2)Al2 O3 3) Na 2O 4) NO

Задание № 3

Оксид углерода (IV) взаимодействует с

1) NaCl 2) P2 O5 3) Ca(OH)2 4) HNO3

Задание № 4

В ряду химических элементов Ge – Si – C

1)

увеличиваются радиусы атомов

2)

увеличивается электроотрицательность

3)

усиливаются кислотные свойства их высших оксидов

4)

возрастает значение высшей степени окисления

5)

увеличивается число электронов во внешнем электронном слое атомов

Задание № 5

К избытку карбоната кальция добавили 146 г раствора с массовой долей соляной кислоты

5 %. Вычислите объем (н.у.) выделившегося газа.

Ответ: 2,24 л.

Молодцы, ребята!

3.Новая тема.

- Сегодня мы познакомимся с ещё одним неметаллом, значимость которого очень велика,

т.к. по распространенности на Земле он второй после кислорода, - это кремний.

Дадим характеристику этому химическому элементу: (сообщение одного из обучающихся,

работа с периодической системой)

1.Строение.

Кремний – элемент IV группы и 3-го периода, порядковый номер 14, А=28, 14 протонов

и 14 нейтронов, 14 электронов. Строение его электронной оболочки следующая: 14 Si 2e

8e 4e

2. Нахождение в природе.

(материал по этому вопросу подготовлен и освещён обучающимися)

- Земная кора на одну четверть состоит из соединений кремния. Наиболее

распространённым является оксид кремния (IV) – кремнезём. В природе он образует

минерал кварц и многие другие разновидности: горный хрусталь, аметист, агат, опал,

яшма, халцедон, сердолик (полудрагоценные камни), а также обычный кварцевый

песок .

Именно кремень положил начало каменному веку. Причин этому две: доступность и

распространённость, а также способность образовывать на сколе острые режущие края.

Второй тип природных соединений кремния – силикаты. Самые распространённые

алюмосиликаты: гранит, различные виды глин, слюды

Не содержащий алюминия силикат – асбест ( из него изготавливают огнестойкие ткани)

Оксид кремния (IV) необходим и растениям, и животным. Он придаёт прочность стеблям

растений и покровам животных ( камыши твёрдо стоят, осока режет, как лезвие, чешуя

рыб, панцири насекомых, крылья бабочек, перья птиц, шерсть животных содержат оксид

кремния (IV).

Кремний придаёт гладкость и прочность костям человека, входит в состав низших живых

организмов – диатомовых водорослей и радиолярий (образует их скелеты)

3. Открытие кремния.

(материал по этому вопросу подготовлен и освещён обучающимися)

- Уже в глубокой древности люди широко использовали в своём быту соединения

кремния. Вспомните древних людей. Из чего были изготовлены их орудия труда? Но сам

кремний впервые был получен в 1824 г. Шведским химиком И.Я. Берцелиусом. Однако, за

12 лет до него кремний получили Ж. Гей-Люссак и Л. Тенар, но он был очень загрязнён

примесями.

Латинское название «силициум» берёт своё начало от латинского «силекс» - камень. С

греческого языка «кремнос» - утёс, скала.

4. Физические свойства

(материал по этому вопросу подготовлен и освещён учащимися)

- Вы обратили внимание, что когда мы говорим о содержании в природных условиях

элемента кремния, то упоминаем только его соединения, но не простое вещество.

Кремний в свободном виде в природе не встречается в отличие от углерода (алмаз,

графит, аморфный С и т.д.)

кремний – неметалл, существует в кристаллическом и аморфном виде.

Кристаллический кремний – серовато-стального цвета с металлическим блеском, твёрдый

(7 баллов по шкале Мооса), но хрупкий, малореакционноспособный; полупроводник, (с

повышением температуры электропроводность повышается), и с нарушением

правильности структуры.

Такие свойства обусловлены строением кристаллов, аналогичным структуре алмаза.

Физические константы: g = 2,33 г/см

3

; t пл.= 1415

0

С; t кип.= 3500

0

С

Аморфный кремний представляет собой белый порошок.

5. Получение кремния

- Способы получения кремния основаны в основном на восстановлении оксида кремния

(IV) сильными восстановителями – активными металлами (Mg, Al) и углеродом.

Лабораторный способ: SiO

2

+ 2Mg = 2MgO + Si

Промышленный способ:

1900

oC

SiO

2

+ 2C 2CO + Si

SiCi

4

+ 2Zn = 2ZnCi

2

+ Si

6. Химические свойства

а) кремний - восстановитель

Все реакции протекают при нагревании!

1)

Si + O

2

= SiO

2

(оксид кремния (IV))

Si

0

– 4e

-

Si

+4

восстановитель

O

2

+ 4e

-

2O

-2

окислитель

2)

Si + 2Cl

2

= SiCl

4

(хлорид кремния)

3)

Si + 2S = SiS

2

(сульфид кремния)

2000

0

C

4)

Si + C Si

+4

C

-4

(карбид кремния или карборунд, по твёрдости близок к

алмазу)

5)

Si + 2H

2

O(пар) = SiO

2

+ H

2

6)

Si + 2NaOH(конц.) + H

2

O = Na

2

SiO

3

+ 2H

2

б) кремний – окислитель

Si + 2Ca = Ca

2

Si (силицид кальция)

Вывод: свойства кремния и углерода похожи. Оба неметалла взаимодействуют с

кислородом, галогенами, серой, металлами. Но в отличие от углерода кремний

напрямую не соединяется с водородом.

7. Соединения кремния

Свойства кремнезёма

Учитель подробно рассматривает свойства оксида кремния (IV) и проводит

сравнительный анализ двух оксидов – SiO

2

и CO

2

. результаты обсуждения в виде

таблицы выводятся на экран.

Обратите внимание на одно важное свойство оксида кремния:

SiO

2

+ 4HF = 2H

2

O + SiF

4

Оксид кремния входит в состав стекла, поэтому плавиковую кислоту нельзя хранить в

стеклянной посуде.

Вывод: физические свойства оксидов резко отличаются, т.к. они образуют разные

кристаллические решётки – молекулярную (CO

2

) и атомную (SiO

2

), но химические

свойства схожи. Отличие состоит в различном отношении к воде.

Силан SiH

4

-Силан получают косвенно, действуя на силициды металлов водой или кислотами:

Mg

2

Si + 4H

2

O = 2Mg(OH)

2

+ SiH

4

Силан – бесцветный газ, самовоспламеняющийся на воздухе и сгорающий с образованием

оксида кремния и воды:

SiH

4

+ 2O

2

= SiO2 + 2H

2

O

Кремниевая кислота и её соли

-кремниевая кислота H

2

SiO

3

-единственная нерастворимая неорганическая кислота,

- двухосновная,

- слабая H

2

SiO

3

H

2

O +SiO

2

При высыхании образует силикагель, используемый в качестве адсорбента.

Получить кремниевую кислоту можно только из её солей.

Проведение лабораторного опыта и составление уравнения реакции получения

кремниевой кислоты (самостоятельно, на доске)

Na

2

SiO

3

+ 2HCl = 2NaCl + H

2

SiO

3

SiO

3

2-

+ 2Н

+

= H

2

SiO

3

Соли кремниевой кислоты называют силикатами (слайд 19).

Их можно получить сплавлением оксида кремния с оксидами металлов или карбонатами:

SiO

2

+ CaO = CaSiO3

SiO

2

+ CaCO

3

= CaSiO

3

+ CO

2

8. Применение соединений кремния в народном хозяйстве

Для получения полупроводников.

Кислотоупорных сплавов.

Стекло, цемент, бетон, железобетон, кирпич, фарфор, фаянс.

Закрепление.

Работа с учебником.

Задание № 4,

Напишите

уравнения

реакций

с

помощью

которых

можно

осуществить

следующие

превращения:

SiO 2 - Si - Ca 2 Si - SiH 4 - SiO 2 - Si

9. Заключительные выводы