Značilnost si po položaju v periodnem sistemu. in strukturo atoma. Aluminosilikati: granit, glina, sljuda

Državna izobraževalna ustanova splošno izobraževalna šola št. 89 Kalininskega okrožja Sankt Peterburga
Učiteljica kemije: Malinovskaya Yulia Vladislavovna
Povzetek lekcije na temo: »Položaj ogljika in silicija v periodnem sistemu kemični elementi, primerjalne značilnosti teh elementov. Alotropija ogljika.
Razred: 9. razred
Cilj: ustvariti pogoje za sistematizacijo in poglabljanje znanja učencev o strukturi atomov, razmerju sestava - zgradba - lastnosti snovi

Naloge:

Izobraževalni:

Posploševanje in poglabljanje znanja učencev o zgradbi atomov glede na položaj v periodnem sistemu; razmerja sestava – zgradba – lastnosti snovi na primeru alotropskih modifikacij ogljika
Širjenje splošnega kulturnega obzorja učencev

V razvoju:

Razvoj sposobnosti analiziranja, primerjanja, sklepanja, vzpostavljanja odnosov

Izobraževalni:

Razkritje svetovnega nazora o razmerju sestave, strukture, lastnosti snovi; vzgoja intelektualno razvite osebnosti; negovanje kulture komuniciranja

^ Vrsta lekcije: za didaktični namen - izboljšanje in uporaba znanja; po načinu organizacije - uporaba znanja in seznanjanje z novo snovjo
Uporabljene izobraževalne tehnologije:

Informativno
Tehnologija aktualizacije osebne izkušnje
Osredotočena tehnologija kognitivni razvoj osebnosti

Oblika obnašanja: kombinacija pogovora, samostojne dejavnosti
Oprema: računalnik, projektor, računalniška predstavitev, zbirka: "Vrste premoga", vzorci kristalnih mrež diamanta in grafita.
^ Lekcija v 1 koraku

Organizacijski. Najava teme lekcije.
Zdravo! Danes bomo v lekciji govorili o dveh kemijskih elementih.

Imena teh elementov izvirajo iz latinskih besed carbo in lapis cremans. (Učenci to takoj razumejo bomo govorili na ogljiku in siliciju).

"Carbo" - "carboneum" - pomeni "premog" - ogljik, "lapis kremans" - kamen, ki daje ogenj - silicij.

Danes v lekciji bomo morali podati primerjalni opis teh elementov z uporabo predhodno pridobljenega znanja.

V zvezke učenci zapišejo temo lekcije: Primerjalne značilnosti elementi ogljika in silicija.

Primerjati pomeni najprej izbrati merila za primerjavo. Povejte nam, katera merila bi po vašem mnenju morali primerjati. Učenci odgovarjajo: lega v PS, zgradba atoma, valenčne možnosti, oksidacijska stanja itd.
^ 2-stopenjski pouk

S pomočjo znanja o zgradbi atomov, značilnostih elementov glede na njihov položaj v PS, učenci samostojno izpolnijo primerjalno tabelo št.
Tabela št. 1. Primerjalne značilnosti elementov ogljika in silicija

^ Primerjalni kriteriji	OD ogljik	Si silicij
Predpisi v PS	2 obdobje, IV skupina, glavna podskupina (A)	3 obdobje, IV skupina, glavna podskupina (A)
Struktura atomov	Z i =+6, p=6, e=6, n=12-6=6, zunanji e=4	Z i =+14, p=14, e=14, n=28-14=14, zunanji e=4
Elektronska konfiguracija atomov	1s 2 2s 2 2p 2	1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2
Valenčne možnosti	II v stabilnem stanju IV v vznemirjenem stanju
Možna oksidacijska stanja	-4 do +4 CH 4, C 2 H 6, C 2 H 4, CaC 2, C, C 2 F 2, CO, C 2 F 6, CO 2	-4, 0, +2, +4 Mg 2 Si, Si, SiO, SiO 2
Polmer atoma	poveča
Elektronegativnost (po Paulingovi lestvici)	2,5	1,9
Formula višjega oksida, njegov značaj, ime	CO 2 - kislo, ogljikov monoksid (IV), ogljikov dioksid, ogljikov dioksid	SiO 2 - kislina, silicijev oksid (IV)
Formula višjega hidroksida, njegov značaj, ime	H 2 CO 3 - šibka nestabilna kislina (CO 2 + H 2 O), soli - karbonati	H 2 SiO 3 je šibka kislina, ima polimerno strukturo (SiO 2 nH 2 O), soli so silikati
Vodikova spojina	CH 4 - metan	SiH 4 - silan (nestabilen)
V naravi	Bistveni element organske snovi	Najpogostejši (po kisiku) element zemeljske skorje

Na koncu samostojno delo za izpolnjevanje tabele vsi skupaj z učiteljem izpolnijo tabelo, ki so jo predhodno napisali na tablo. V procesu polnjenja sklepov učenci skupaj z učiteljem upoštevajo, izgovarjajo nekatere značilnosti elementov, na katere je treba biti pozoren:

V skoraj vseh svojih spojinah sta ogljik in silicij štirivalentna, tj. atomi teh elementov so v vzbujenem stanju. Učitelj (učenec) to pokaže na tabli:

Raznolikost oksidacijskih stanj ogljikovih atomov je posledica obstoja organskih spojin; v anorganskih snoveh so najbolj značilna oksidacijska stanja: -4, 0, +2, +4
Značilna razlika med ogljikom in silicijem je sposobnost ogljika za tvorjenje verige. Atomi ogljika, ki se povezujejo med seboj, tvorijo stabilne spojine, podobne silicijeve spojine so nestabilne.

^ 3 stopenjska lekcija

Od značilnosti kemijskih elementov do enostavnih snovi.
Delo z računalniško predstavitvijo.

Za ogljikove atome je značilna alotropija. Učenci se spomnijo definicije pojma - "alotropija". Učitelj vpraša: "Kateri od predhodno opravljenih kemijskih elementov ima alotropske modifikacije?".

Učenci navedejo primere: element kisik (O) - O 2 - kisik, O 3 - ozon; element žveplo (S) - kristalno in plastično žveplo.
Nato učitelj učence vpraša, ali poznajo alotropske modifikacije ogljika.

Ogljik obstaja v obliki naslednjih enostavnih snovi: diamant, grafit, karbin, fuleren. Premog, saje se lahko obravnavajo kot sorte grafita.

Zanimivo je oglje.

Celo pračlovek ga je poznal: našel ga je na mestih požarov in po požarih, ki jih je kuril. Oglje ima visoko poroznost in se ne pogreza. Leta 1785 je kemik Toviy Lovitz po nesreči razlil vinsko kislino (rjave barve zaradi nečistoč) na mešanico peska in premoga. Lovitz je zbral razlito raztopino, jo filtriral iz peska in premoga. V filtru ostane brezbarvna snov. Izkazalo se je, da je premog absorbiral nečistoče, ki jih vsebuje vinska kislina. Tako je bil odkrit pojav, imenovan adsorpcija.

Adsorpcija- lastnosti premoga in drugih trdnih snovi, da zadržujejo pline in raztopljene snovi na svoji površini. Snovi, na površini katerih pride do adsorpcije, imenujemo adsorbenti.

Adsorpcijo premoga določa njegova poroznost. Več kot je por, boljša je sorpcijska sposobnost premoga. Toda običajno so pore premoga napolnjene z različnimi snovmi. Za njihovo čiščenje premog segrejejo v curku vodne pare. Takšen ogljik z očiščenimi porami imenujemo aktiviran.

najprej svetovna vojna, je pojav adsorpcije našel uporabo v boju proti kemičnim bojnim sredstvom. Klor (dušilni plin) je bil uporabljen leta 1915 na zahodni fronti blizu mesta Ypres proti anglo-francoskim enotam. Napad s klorom je onesposobil celotno divizijo (15.000 mož je bilo izločenih iz akcije, 5.000 ubitih).

Ruski profesor Nikolaj Zelinski (kasneje akademik) je julija 1915 izumil in preizkusil plinsko masko, ki je delovala na osnovi pojava adsorpcije.

Silicij tvori preprosto snov - kristalni silicij. Obstaja tudi amorfni silicij - prah bele barve.
Nato se učitelj ustavi in pokaže fizične lastnosti vsaka preprosta snov, ki jo tvorijo atomi ogljika (diapozitivi).

Učitelj učence opozori na dejstvo, da imata diamant in grafit, ki sta sestavljena iz ogljikovih atomov, tako različne fizikalne lastnosti. Zakaj? (na to vprašanje učenci ne znajo vedno odgovoriti). Učitelj opozori na različno zgradbo kristalnih mrež diamanta in grafita.

V kristalu diamanta vsak atom ogljika tvori štiri močne kovalentne vezi, usmerjene so v oglišča tetraedra, vse razdalje med atomi so enake. Pri grafitu je razdalja med atomi v plasti veliko manjša od razdalje med plastmi (vzorci kristalnih mrež).

^ 4-stopenjski pouk
Njegov namen je širjenje splošnega kulturnega obzorja dijakov, vzpostavljanje medpredmetnih povezav med kemijo in zgodovino.

V prejšnji lekciji, kot Domača naloga Učiteljica je učence prosila, naj poiščejo Zanimiva dejstva o zgodovini diamanta in pripravi govor z računalniško predstavitvijo.

Če so učenci, ki so opravili nalogo, jim učitelj da besedo, če ne, pa pove sam in pokaže svojo predstavitev.

^ 5-stopenjski pouk

Povzemanje. Odsev.
Učenci odgovarjajo na vprašanja:

Kateri novi koncepti so se naučili v lekciji?

Katera vprašanja so povzročala težave? itd.

Učitelj oceni tiste učence, ki so pri pouku pokazali dobro in odlično znanje, da so bili aktivni.
Bibliografija:

Levkin A.N. Splošna in anorganska kemija: gradivo za izpite. - Sankt Peterburg: "Parity", 2003 - 240 str.
Malinovskaya Yu.V. kemija. 6. razred / Propedevtični tečaj. - St. Petersburg: LLP Firm "Ikar", 2002, - 76 str.
Taube P.R., Rudenko E.I. Od vodika do nobelija? - M .: država. založba " podiplomska šola", 1961 - 330 str.
Kemija: učbenik za 9. razred splošne izobrazbe. študent / Rudzitis G.E., Feldman F.G. – 11. izd. per. - M.: Razsvetljenje, 2010

Značilnosti za PSCE 1. Položaj v PSCE. 1. Položaj v PSCE. 4. skupina, glavna podskupina, 4. skupina, glavna podskupina, 3. obdobje 3. vrstica 3. obdobje. 3. vrsta Ar=28 Ar=28 oksidacijsko stanje: oksidacijsko stanje: -4, oksidi: oksidi: SiO (indiferenten) SiO (indiferenten) SiO 2 (kisla) SiO 2 (kisla) Silicijeva kislina Silicijeva kislina H 2 SiO 3 H 2 SiO 3

Z=+14 Z= p=14 +1 p=14 0 n=28-14=14 0 n=28-14=14 e=14 e=14 +14) 2) 8) 4 +14) 2) 8 ) S 2S 2P 3S 3P

Silicij je tretji (za kisikom in vodikom) v Silicij je tretji (za kisikom in vodikom) najpogostejši element: predstavlja številčnost elementa: predstavlja 16,7 % celotnega števila atomov v zemeljski skorji. 16,7 % celotnega števila atomov v zemeljski skorji. V naravi se silicij pojavlja le v obliki dioksidov in soli kremenčeve kisline (silikati). Najbolj razširjeni so aluminosilikati. V naravi se silicij pojavlja le v obliki dioksidov in soli kremenčeve kisline (silikati). Najbolj razširjeni so aluminosilikati.

Osnovni minerali silicija Osnovni minerali silicija Al 2 O 3 *2SiO 2 *2H 2 O -Bela glina Al 2 O 3 *2SiO 2 *2H 2 O -Bela glina K 2 O*Al 2 O 3 *SiO 2 - glinenec K 2 O * Al 2 O 3 * SiO 2 - glinenec K 2 O * Al 2 O 3 * 6SiO 2 * H 2 O - sljuda K 2 O * Al 2 O 3 * 6SiO 2 * H 2 O - sljuda SiO 2 - silicijev dioksid ali rečni pesek SiO 2 - kremen ali rečni pesek

silicij- glavni element v kraljestvu mineralov in kamnin. Najpogosteje se pojavlja v obliki mineralov kremena (različice so kremen, kremen (pesek), ahat, jaspis) in kamnitega kristala (različice so: ametist, dimljeni topaz). Silicij je glavni element v kraljestvu mineralov in kamnin. Najpogosteje se pojavlja v obliki mineralov kremena (različice so kremen, kremen (pesek), ahat, jaspis) in kamnitega kristala (različice so: ametist, dimljeni topaz). Silicija skoraj nikoli ne najdemo v prosti obliki. Silicija skoraj nikoli ne najdemo v prosti obliki.

Nekateri morski organizmi kopičijo silicij v velike količine. Nekateri morski organizmi kopičijo silicij v velikih količinah. Z njimi bogate morske rastline so diatomeje, od živali pa veliko silicija vsebujejo radiolariji in silicijeve spužve. Z njimi bogate morske rastline so diatomeje, od živali pa veliko silicija vsebujejo radiolariji in silicijeve spužve.

A. v industriji - predelava s premogom v električnih pečeh a. v industriji - redukcija s premogom v električnih pečeh SiO 2 +2C=Si+2CO SiO 2 +2C=Si+2CO b. v laboratoriju - kovinska redukcija kremena b. v laboratoriju - redukcija kovin silicijevega dioksida 3SiO 2 + 4Al \u003d 3Si + 2Al 2 O 3 3SiO 2 + 4Al \u003d 3Si + 2Al 2 O 3

1) amorfni silicij - rjav prah 1) amorfni silicij - rjav prah tališče t 1420 C. tališče t 1420 C. 2) kristalni silicij - trdna snov, temno siva barve s šibko kovinski sijaj, ima toplotno in električno prevodnost 2) kristalni silicij je trdna snov, temna siva barva z rahlim kovinskim sijajem, ima toplotno in električno prevodnost

A) interakcija z preproste snovi. a) interakcija s preprostimi snovmi. Si reducent Si reducent 1) s halogeni 1) s halogeni Si+2F 2 =SF 4 - silicijev fluorid Si+2F 2 =SF 4 - silicijev fluorid 2) s kisikom 2) s kisikom Si+O 2 SiO 2 silicijev oksid (lV) Si + O 2 SiO 2 - silicijev oksid (lV) 3) z dušikom 3) z dušikom 3Si + 2N 2 = Si 3 N 4 - silicijev nitrid 3Si + 2N 2 = Si 3 N 4 - silicijev nitrid 4) z ogljik 4) z ogljikom Si + C= SiC - silicijev karbid ali Si + C= SiC - silicijev karbid ali karborund karborund

Si-oksidator Si-oksidator 5) s kovinami 5) s kovinami Si + 2Mg \u003d t Mg 2 Si - magnezijev silicid Si + 2Mg \u003d t Mg 2 Si - magnezijev silicid Silicij ne reagira neposredno z vodikom. Silicij ne reagira neposredno z vodikom. SiH 4 pridobivamo posredno. SiH 4 pridobivamo posredno. Mg 2 Si+4HCl=2MgCl 2 +SiH 4 Mg 2 Si+4HCl=2MgCl 2 +SiH 4 (silan, strupeni plin) (silan, strupeni plin)

B) interakcija s kompleksnimi snovmi 1) iz vodikovih halogenidov, reakcija poteka samo s HF 1) iz vodikovih halogenidov, reakcija poteka samo s HF Si + 4HF = SiF 4 + 2H 2 Si + 4HF = SiF 4 + 2H 2 2) iz kislin reakcija poteka samo z mešanico dušikove in fluorovodikove 2) iz kislin reakcija poteka samo z mešanico dušikove in fluorovodikove 3Si + 12HF + 4HNO 3 \u003d 3SiF 4 + 4NO + 8H 2 O 3Si + 12HF + 4HNO 3 \u003d 3SiF 4 + 4NO + 8H 2 O Pod delovanjem drugih kislin na površini silicija nastane gost SiO 2 oksidni film. Pod delovanjem drugih kislin nastane gost SiO 2 oksidni film na površini silicija 3 ) interakcija z alkalijami 3) interakcija z alkalijami Si + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2 Si + 2NaOH + H 2 O \u003d Na 2 SiO 3 + 2H 2

Otvoritev. Leta 1834 je ruski kemik Hess dal temu elementu rusko ime. Leta 1834 je ruski kemik Hess dal temu elementu rusko ime. Silicij je bil odkrit Silicij je leta 1825 odkril švedski kemik Berzelius leta 1825. Berzelius.

Uporaba Uporablja se v tehniki za proizvodnjo polprevodniških materialov in zlitin. Tudi za proizvodnjo stekla in cementa, rezalnikov za kovinskorezalne stroje. Uporablja se v tehniki za pridobivanje polprevodniških materialov in zlitin. Tudi za proizvodnjo stekla in cementa, rezalnikov za kovinskorezalne stroje.

Silicijev (IV) oksid ali silicijev dioksid Silicijev (IV) oksid ali silicijev dioksid 1. Zgradba: Silicijev (IV) oksid nima molekularne (kot ogljikov dioksid), temveč atomsko kristalno mrežo 1. Zgradba: Silicijev (IV) oksid nima -molekularna ( kot ogljikov dioksid), vendar atomska kristalna mreža. Zato je SiO 2 trdna in ognjevzdržna snov, zato je SiO 2 trdna in ognjevzdržna snov, ki se ne topi v vodi in kislinah, razen fluorovodikovi (spomnite se halogenovodikovih kislin ). Ki je netopen v vodi in kislinah, razen v fluorovodikovi (spomnite se halovodikovih kislin).

Silicij je najpomembnejši element zemeljske skorje, po razširjenosti je na drugem mestu za kisikom (približno 27,6%).

Silicij ima tri izotope: i (92,27 %); (4,68 %); (3,05 %).

Silicij obstaja v dveh alotropskih modifikacijah: amorfen in kristalno. Razlika v strukturi določa tudi razliko v fizikalnih lastnostih teh modifikacij. Amorfni silicij- rjav prah, nima določenega tališča. Kristalni silicij avtor videz podoben kovini, temno siv s kovinskim leskom, ognjevzdržen (tališče 1400 ° C), vendar ga ne uvrščamo med kovine, saj je krhek, slabo prevaja električni tok in ima kemijske lastnosti nekovin.

Struktura kristalni silicij podobno strukturi diamanta. V njegovem kristalu je vsak atom povezan s štirimi drugimi kovalentnimi vezmi. Poleg tega je kovalentna vez med atomi silicija veliko šibkejša kot med atomi ogljika v diamantu. Tudi v normalnih pogojih se nekatere vezi uničijo in pojavijo se prosti elektroni, ki povzročijo majhno električno prevodnost. Pri segrevanju in osvetlitvi se poveča število pretrganih vezi, zato se pojavi več prostih elektronov in električna prevodnost se poveča.

Kristalni silicij je polprevodnik. Polprevodniki so snovi, katerih električna prevodnost je vmesna med prevodnostjo kovin in dielektrikov. Ta pojav boste podrobneje preučili pri pouku fizike v srednji šoli. Ta lastnost je osnova za uporabo silicija pri izdelavi AC usmernikov in sončnih celic, ki pretvarjajo termalna energija sonce v elektriko. Takšne baterije so nameščene na umetnih zemeljskih satelitih in se uporabljajo tudi na tleh.

Različna zgradba silicija (amorfna in kristalna) določa tudi različno kemijsko aktivnost alotropnih modifikacij. V normalnih pogojih je kristalni silicij inerten, medtem ko amorfni silicij gori v fluoru:

Pri segrevanju silicij medsebojno deluje s številnimi nekovinami (kisik, klor, dušik, ogljik, žveplo) in se sprosti veliko število toplina. Silicij se spaja s kovinami. Te spojine imenujemo silicidi.

telovadba. Naloga 1. Napišite ustrezne reakcijske enačbe in navedite funkcije silicija v redoks reakcijah.

Naloga 2. Napišite enačbe kemijskih reakcij silicija z magnezijem, aluminijem. Določite oksidant, reducent. Ugotovite, kakšno oksidacijsko stanje ima silicij.

Kisline (razen fluorovodikove HF) ne delujejo na silicij, vendar pri spajanju hidroksidov alkalijskih kovin s silicijem nastane sol silicijeve kisline - silikat in vodik:

pri visoka temperatura silicij obnavlja številne kovine iz njihovih oksidov:

Silicija v naravi ni v čisti obliki.

Silicij je leta 1822 prvič pridobil švedski znanstvenik I. Berzelius z redukcijo silicijevega fluorida SiF 4 s kovinskim kalijem pri segrevanju na 400 °C. Še lažje ga pridobimo z redukcijo SiO 2 s kovinskim magnezijem:

V industriji se silicij običajno pridobiva s segrevanjem mešanice peska in koksa:

Reducirani silicij delno reagira s presežkom ogljika, da nastane karborund Karborund ima diamantu podobno kristalno mrežo, kovalentne vezi v njem so zelo močne, zato je po trdoti blizu diamanta in se uporablja za izdelavo brusov in brusov.

telovadba. Kakšno je pravilno ime za SiC - silicijev karbid ali ogljikov silicid? Podajte utemeljen odgovor.

Silicijeve spojine

V naravi se silicij nahaja predvsem v obliki kremena (peska) SiO 2 in silikatov. Čisti kristali silicijevega oksida (IV) tvorijo več polimorfnih modifikacij, ena izmed njih je kremen, ki se pojavlja v obliki kamenega kristala. Lepo obarvani kristali kremena (ametist, dimljeni topaz, črni morion, karneol, ahat, opal, jaspis itd.) so poldragi kamni.

Silicijev(IV) oksid SiO 2 je trdna ognjevarna snov (tališče 1713 ° C), netopna v vodi (slika 54). On poseduje atomsko kristalna mreža (slika 55): tukaj ni molekul, štirje atomi kisika se nahajajo v bližini vsakega atoma silicija - nekakšen prostorski okvir. Košček kremena je kot ena velikanska molekula. Kremen je anorganski polimer, njegova formula je (SiO 2) n.

Tukaj lahko prenesete lekcijo na temo: "Položaj ogljika in silicija v periodnem sistemu kemičnih elementov, zgradba njihovih atomov. Ogljik, alotropske modifikacije" za predmet: Kemija. Ta dokument vam bo pomagal pripraviti dobro in kakovostno gradivo za lekcijo.

Datum _____________ Razred _______________

Tema: Položaj ogljika in silicija v periodnem sistemu kemičnih elementov, struktura njihovih atomov. Ogljik, alotropske modifikacije.

Ime

kemična

element

Diagram zgradbe atoma

Elektronska struktura zadnje energijske ravni

Vrhunska oksidna formulaRO 2

Formula hlapne vodikove spojine

RH 4

1. Ogljik

C+6) 2 ) 4

…2 s 2 2 str 2

C +4 O 2

C -4 H 4

2. Silicij

Si +14) 2 ) 8 ) 4

…3 s 2 3 str 2

Si +4 O 2

Si -4 H 4

Kot je razvidno iz diagramov strukture atomov, so na zunanji energijski ravni teh elementov 4 elektroni, zato imata ogljik in silicij oksidacijsko stanje +4 in -4.

Iz diagrama je razvidno, da ima prostornina ogljika dva nesparjena elektrona na zunanji ravni (podobno silicij). To pojasnjuje, da imata lahko ogljik in silicij oksidacijsko stopnjo +2 (CO je na primer ogljikov monoksid). Ko preide v vzbujeno stanje, lahko eden od s-elektronov preide na prosto p-orbitalo. Nato se v atomih pojavijo 4 nesparjeni elektroni in oksidacijsko stanje je +4 in -4.

2. Spremenite lastnosti v podskupini

V podskupini ogljika se z naraščajočo zaporedno številko povečuje naboj jedra atomov, število elektronov na zunanji ravni je konstantno, število energijskih nivojev v atomih se povečuje in polmer atoma se povečuje od ogljika do svinca, privlačnost negativnih elektronov k pozitivnemu jedru oslabi in sposobnost oddajanja elektronov se poveča, posledično pa se v podskupini ogljika z naraščajočo serijsko številko nekovinske lastnosti zmanjšujejo, kovinske pa povečujejo.

C in Si sta nekovine, Ge je polprevodnik, Sn in Pb sta kovini.

OGLJIK. ALOTRPOPIJA OGLJIKA

Ogljik najdemo v naravi, tako v prosti obliki kot v spojinah. Pojavlja se v prosti obliki kot alotropske modifikacije– diamant, grafit, karabin, fuleren.

Diamant

Kristalna snov, prozorna, močno lomi svetlobne žarke, zelo trdna, ne prevaja električnega toka, slabo prevaja toploto, ρ = 3,5 g/cm3; t°pl. = 3730 °C; t°vretje = 4830 °C.

Lahko se pridobi iz grafita pri p> 50 tisoč atm; t° = 1200°C.

Uporaba:

Brusilni prašek, svedri, rezalniki stekla, po rezanju - diamanti.

Grafit

Kristalna snov, plastna, neprozorna, temno siva, ima kovinski sijaj, mehka, prevaja električni tok; ρ \u003d 2,5 g / cm3.

Uporaba:

Elektrode, svinčniki, moderator nevtronov v jedrskih reaktorjih, je del nekaterih maziv.

karabin

črni prah; ρ \u003d 2 g / cm 3; polprevodnik.

Sestavljen je iz linearnih verig –C≡C–C≡C– in =C=C=C=C=.

Pri segrevanju se spremeni v grafit.

Lekcija

2. tema 9. razred

Lekcija 43

Tema lekcije: Silicij.

Cilji lekcije: vzgojno: obravnavati oblike obstoja silicija kot kemijskega elementa: atome, enostavne snovi in najpomembnejše spojine, jih primerjati z ustreznimi oblikami ogljika, prikazati pomen silicija, silicijevega dioksida in silikatov v naravi in življenju ljudi.

razvijajoči: razviti sposobnost analiziranja podatkov, prepoznati bistvo opazovanih procesov, posploševati in sklepati: znati izluščiti informacije iz referenčnih tabel,

opazovani procesi za izboljšanje veščin samoocenjevanja znanja in spretnosti.

vzgojno: izboljšati Komunikacijske sposobnosti med kolektivno razpravo razvijajo sposobnost oblikovanja in argumentiranja lastnega mnenja, razvijajo neodvisnost.

Naloge: poznati značilnosti strukture atomov silicija, njihove značilne lastnosti in lastnosti silicijevih spojin, znati sestaviti reakcijske enačbe, rešiti računske probleme z uporabo preučenih konceptov.

Oprema: zbirka »Mineral in kamnine«, HCl, K 2 SiO 3, epruvete.

Metode: verbalno - pogovor, zgodba

ilustrativno – demonstracija tabel, predstavitev,

praktično - demonstracija poskusov.

Med predavanji:

1. Organizacijski del pouka.

2 .Preverjanje znanja učencev.

Vprašanja in naloge:

Napišite enačbo reakcije za odpravo začasne trdote vode.

Napišite enačbo reakcije za odpravo stalne trdote vode.

Kvalitativna reakcija na karbonate in bikarbonate. Zapišite reakcijsko enačbo.

sprednja anketa.

Kako se trivialno imenujeta ogljikov monoksid (2) in ogljikov monoksid (4).

Kakšen je toksični učinek ogljikovega monoksida na človeško telo?

Kaj je "suhi led"? Kako se ga pridobiva in za kaj se uporablja? Kako se imenuje proces prehoda snovi iz trdnega v plinasto agregatno stanje, mimo tekočega stanja?

Kaj je trdota vode? Naštej vrste trdote vode.

Kako odpraviti različni tipi trdota vode.

3. Študijsko programsko gradivo.

1. Položaj atoma silicija v periodnem sistemu kemičnih elementov D. I. Mendelejeva

in strukturo atoma.

Silicij je element življenja, kot je rekel akademik Vernadski. Silicij zaradi svojih kemičnih lastnosti ustvarja električno nabite sisteme. Imajo lastnost "lepljenja" virusov, patogenov nase, tj. Pod vplivom električne privlačnosti se vsi virusi nevtralizirajo. Iz tega lahko sklepamo, da se vse bolezni patogenov ne morejo manifestirati v človeškem telesu,

če bi ljudje imeli dovolj silicija v telesu. Silicij je torej ključnega pomena pomemben element.

Položaj silicija v periodnem sistemu:

1. Kemični znak -Si
2. Serijska številka -14
3. Atomska masa -28,086
4. Silicij je noterSkupina IV, Ch. podskupina, 3 mala obdobja.

Struktura atoma silicija

Atomski jedrski naboj +14
Sestava jedra: 14 protonov in 14 nevtronov,14 ;
Elektronska lupina: 2e, 8e, 4e

Elektronska formula: +14 Si 2e; 8e; 4e

+14 Si 1 S 2 2 S 2 2p 6 3 S 2 3p 2

Elektronska grafična formula:

Družina - p-element

Najpomembnejša oksidacijska stanja: – 4; 0; +4.

Narava elementa -Silicij nekovinsko. Silicij ima šibkejše nekovinske (oksidativne) in močnejše kovinske (redukcijske) lastnosti kot ogljik.

4 e Si 0 - 4e

oksidant z Me in H 2 reducent z NeMe

Mg2Si; SiH 4 SiCl 4

2. Silicij kot enostavna snov.

1) Kemijska formula– Si

3) Vrsta kemične vezi -kovalentna nepolarna jedrska

Silicij je lahko v 2 alotropskih modifikacijah.

Alotropne modifikacije silicija

Amorfni silicij

Kristalni silicij

Je rjav prah s tališčem 1420 °C. , veliko bolj reaktiven kot kristalni silicij.

Trdna snov, temno sive barve z rahlim kovinskim leskom, ima toplotno in električno prevodnost, tetraedrično kristalno mrežo, podobno diamantu. Za razliko od ogljika je krhek in ima lastnosti polprevodnika, saj je polmer atoma silicija večji od polmera atoma ogljika.

1) Kemijska formula - Si
2) Molekulska masa - 28,086
3) Vrsta kem. komunikacije -kovalentna nepolarna
4) Vrsta strukture kristalne mreže -jedrska

3.Fizikalne lastnosti silicija.

Zaključek:

Za silicij je tako kot za ogljik značilen pojav alotropije.

4. Kemijske lastnosti silicija.

1. Reagira z enostavnimi snovmi – nekovinami

a) s halogeni:

Si +2 F 2 = SiF4
Si + 2 Cl 2 = SiCl4
Si + 2 Br 2 = SiBr 4

b) s kisikom (pri t°)

Si+O 2 = SiO 2

2. Interakcija s kompleksnimi snovmi

a) kisline:

3Si + 12HF + 4HNO 3 = 3SiF 4 + 4NO + 8H 2 O

b) alkalije:

Si + 2NaOH + H 2 O = Na2SiO 3 + 2H 2

Kaže oksidativne lastnosti:

a) s kovinami:

Si + 2Mg = Mg 2 Si

Ne povezuje se neposredno z vodikom, tako kot ogljik in SiH 4, pridobiva se posredno z delovanjem na silicide s kislinami ali njihovo razgradnjo z vodo.

Mg 2 Si + 2H 2 SO 4 \u003d 2MgSO 4 + SiH 4

Zaključek: Redoks lastnosti silicija:

1. Si 0 v zvezi s kovinami je oksidant Si -4

2.Si 0 v zvezi z nekovinami je redukcijsko sredstvo Si +2 , Si +4

5. Pridobivanje silicija.

Silicij se pridobiva tako v industriji kot v laboratorijih.

Industrijski način:

V električnih pečeh pri visokih temperaturah se silicij reducira iz njegovega oksida s koksom (premog):

SiO 2 + 2C = Si + 2CO

SiO 2 + C \u003d Si + CO 2

V pečicah pri t =1800 0 C

Laboratorijski način:

Kot reducenti se uporabljajo magnezij ali aluminij:

SiO 2 + 2Mg \u003d Si + 2MgO
3SiO 2 + 4Al = 3Si + 2Al 2 O 3

6. Silicij in njegove spojine v naravi.

Silicij je eden najpogostejših elementov v zemlji (25 % mase). Glavni del se nahaja v spojinah silicija s kisikom in drugimi kovinami - silikatnimi kamninami.
Spojine, ki vsebujejo aluminijev oksid, imenujemo aluminosilikati. To so Bela glina, sljuda, glinenec. Pomemben del silicija predstavlja silicijev oksid (IV) - silicijev dioksid. Obarvanost silicijevega oksida (IV) z različnimi nečistočami tvori dragocene in poldragi kamni, na primer smaragd, topaz, akvamarin.
Na splošno sta čisti silicij leta 1811 izolirala francoska znanstvenika Joseph Louis Gay-Lussac in Louis Jacques Tenard. Ime silicij izhaja iz latinskega "silex" - kremen, leta 1834 pa je ruski kemik German Ivanovich Hess uvedel drugo ime - silicij.

Zaključek:

Drugi najpogostejši kemični element za kisikom
Četrtina zemeljske skorje je sestavljena iz silicijevih spojin

Za kisikom je najpogostejši element na zemlji. Silicija pa v naravi ne najdemo v prostem stanju. Najpogostejša silicijeva spojina je silicijev oksid (IV) SiO 2 – silicijev dioksid. V naravi tvori mineral kremen in številne različice, kot so kamniti kristal, ametist, ahat, jaspis, kalcedon, karneol, kremenčev pesek.

Druga vrsta naravnih silicijevih spojin so silikati.

(aluminosilikati: granit, glina, sljuda.)

Silicijev oksid (IV) SiO 2 je nujen za življenje rastlin in živali. Daje moč steblom rastlin in zaščitnim pokrovom živali.

Po njegovi zaslugi trstičje, trstičje in preslica stojijo močni kot bajoneti, ostri šaševi listi režejo kot noži, strnišče na pokošeni njivi bode kot igle, žitna stebla pa so tako močna, da ne dovolijo, da bi se njiva na njivah polegla. dež in veter. Ribje luske, lupine žuželk, metuljeva krila, ptičje perje in živalski kožuh so močni, ker vsebujejo kremen. Silicij daje človeškim kostem gladkost in moč. Silicij je tudi del nižjih organizmov – diatomej in radiolarij, najnežnejših grudic žive snovi, ki iz kremena ustvarjajo svoja neprekosljivo lepotna okostja.

7. Silicijeve spojine.

Silicij - (Si)

Oksid Vodik Soli silicijeve kisline: Silikati

silicijev silanski silicidi

SiO 2 SiH 4 H 2 SiO 3 Na 2 SiO 3, Mg 2 Si

8. silicijev oksid (IV ) SiO 2

Primerjava ogljikovega monoksida (IV ) in silicijev oksid (IV )

Znaki primerjave

CO 2 - ogljikov monoksid (4)

SiO 2 - silicijev oksid (4)

1) Struktura

Molekularna kristalna mreža

atomska kristalna mreža

2) fizikalne lastnosti

Plin - v normalnih pogojih se zlahka zmanjša in strdi. Raztopimo v vodi.

Trdna, ognjevzdržna nehlapna snov. Netopen v vodi.

3) Kemijske lastnosti

Oba sta kislinska oksida.

1) Interakcija z alkalijami:

2KOH+ CO 2 \u003d K 2 CO 3 + H 2 O 2KOH + SiO 2 \u003d K 2 SiO 3 + H 2 O

2) Interakcija z bazičnimi oksidi:

CaO +CO 2 \u003d CaCO 3 CaO + SiO 2 \u003d CaSiO 3

3) Reverzibilno reagira z vodo Ne reagira z vodo

CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 SiO 2 + H 2 O \u003d

4) Obnovljeno z magnezijem:

CO 2 +2Mg \u003d 2MgO + C SiO 2 + 2Mg \u003d 2MgO + Si

Zaključek: Interakcija med fuzijo z alkalijami, s karbonati, s kovinskimi oksidi.

9. Kremenčeva kislina in silikati.

H 2 SiO 3 je dibazična šibka kislina, ki vsebuje kisik, netopna v vodi.

Pridobivanje: SiO 3 + H 2 O \u003d

Nemogoče je izločiti v čisti obliki. pri segrevanju razpade.

H 2 SiO 3 \u003d SiO 2 + H 2 O.

Prikaz izkušenj: (pridobivanje silicijeve kisline)

Pridobiva se v obliki želatinaste oborine z delovanjem kisline na silikatno raztopino.

K 2 SiO 3 + 2HCl \u003d 2KCl + H 2 SiO 3

Soli kremenčeve kisline imenujemo silikati. Od silikatov so v vodi topne le natrijeve in kalijeve soli (Na 2 SiO 3 in K 2 SiO 3). Po videzu predstavljajo steklasto maso in so zato dobila ime topno steklo, njihove vodne raztopine pa imenujemo tekoče steklo. Tekoče steklo se uporablja za pripravo pisarniškega lepila, kita v gradbeništvu.