Кремний ж?не оны? ?асиеттері

Физика математика бағытындағы Назарбаев Зияткерлік мектебі

Кремний

және оның қасиеті

Мақсаты :

кремнийдің электронды құрылысын қайталау

— ол макромолекулярлы құрылысты жасайтын төрт ковалентті қоспаны түзейтіндігін түсіну

— кремний, кремний қос тотығы және карбид кремнийі құрылысын және негізгі қасиетін білу

— жартылай өткізгіш ретінде оның сапасын білу

— қазіргі әлемдегі оның мәнін білу

O

Si

Периоды

Ряды

Д.И.Менделеевтің химиялық элементтердің периодты кестесі

Группы элементов

I

III

V

VII

IV

II

VI

VIII

1

2

1

Si

He

1

H

4,0026

1,00797

14

4

Гелий

Водород

10

7

9

3

6

5

8

4

Li

N

Be

С

В

F

O

Ne

8

2

2

15,9994

6,939

20,163

9,0122

14,0067

10,811

12,0112

18,9984

28,086

Литий

Вериллий

Бор

Углерод

Азот

Кислород

Неон

Фтор

2

18

12

13

16

11

14

17

15

1824 ж.

Na

S

Р

Al

Mg

Si

3

3

Ar

Cl

Кремний

39,948

24,312

22,989

35,453

26,982

28,086

32,064

30,9738

Аргон

Сера

Натрий

Магний

Кремний

Хлор

Алюминий

Фосфор

Silicium

4

4

Й. Берцелиус

5

5

6

Уважаемый коллега!

Представляю работу по характеристике простых веществ-неметаллов на примере кремния. Почти на всех слайдах установлены триггеры, с помощью которых материал подается последовательно, поэтому будь внимателен, сначала найди «горячую зону», потом продолжи работу со слайдом. После раскрытия отдельных пунктов плана, следует вернуться на главную страницу и далее продолжить работу в выбранной последовательности. Желаю успеха!

7

6

8

9

7

10

Кремний орналасқан өңірді тап

3

Периоды

Қатар

Д.И.Менделеевтің химиялық элементтердің периодты кестесі

Элемент топтары

V

VI

VII

I

III

IV

VIII

II

1

1

Химиялық элементтің сипаттамасы

Атауы

лат. silex – кремень

Ашылуы

Тұрақты изотоптары

1824 ж., Й. Берцелиус

28 Si (92,27%); 29 Si (4,68%);

Электронды құрылысы

Электр терістілігі

1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 2

30 Si (3,05%).

Тотығу дәрежесі

1,8

R a (нм)

— 4; 0; +4;

0,117

Табиғатта кездесуі

Жер бетінде таралуы бойынша 2 ші элемент. Тек қосылыстар күйінде кездеседі(кремнезем SiO 2 және силикаттар)

2

2

Si

0

28

3

3

4

4

5

6

5

7

+14

8

6

9

7

10

Кремний

1. Электронды құрылысы

2. Табиғатта кездесуі және атом құрылысы

3. Кремнийдің аллотроптық түрлері

4. Физикалық қасиеттері

5 . Химиялық қасиеттері

6. Алынуы және қолданылуы

7. Білімді бекіту

Кремний

мәзір

1. Электрондық құрылысы

Толтыру реттілігі

Si

0

28

Валенттік электрондары

3d 0

+14

3P 2

3P 2

3S 2

3S 2

4

2

8

2P 6

2P 6

Валенттілігі IV

2S 2

2S 2

1S 2

1S 2

Қысқа электронды жазуы:

Кремний

мәзір

6. Табиғатта кездесуі; кремний құрылысы

Кремнийлі қоспалы минералдар

Кремний құрылысы

Кремнезем SiO 2

Ортоклаз K 2 O∙Al 2 O 3 ∙6SiO 2

Альбит Na 2 O∙Al 2 O 3 ∙6SiO 2

Анортит CaO∙Al 2 O 3 ∙2SiO 2

Тальк MgO∙4SiO 2 ∙H 2 O

Лунный грунт – 40% SiO 2

Тасты метеориттер– 20% SiO 2

Si

3Р 3

3S 1

Кремнийде химиялық байланыстың қандай типі және кристалдық тордың қандай түрі тән

Si

Si

Кремнийдің табиғатта кездесуі бойынша қорытынды жасаңыз .

Si

Si

Нефелин Na[AlSiO 4 ]

Каолин Al 2 O 3 ∙2SiO 2 ∙2H 2 O

Кварц SiO 2

•••

Si*

Si

Кремнийдің кристалды торы Кремний – атомдық кристалды торы бар бейметалл

Құрылысы

Кремнийдің құрылысы алмаздың құрылысына ұқсас. Кремнийдің кристал торында әрбір атом басқа көрші төрт атомдармен қоршалған және олар ковалентті байланыс пен байланысқан.Бұл алмаздағы көміртек атомдарының арасындағы байланысқа қарағанда едәуір әлсіз.

Кремнийдің кристалдарындағы ковалентті байланыстардың біршама бөлігі қалыпты температураның өзінде бұзыла бастайды

Кристалды

Аморфты

Кремний

мәзір

2 . Аллотропиялық түрі

3. Физикалық қасиеттері

Аморфты кремний

Кристалды кремний

• Металдық жылтыры бар (tбалқу=1400°С) қара сұр түсті, морт жартылай өткізгіш зат.
• Металдық жылтыры бар (tбалқу=1400°С) қара сұр түсті, морт жартылай өткізгіш зат.

• Қоңыр түсті ұнтақ, реакцияға оңай түсетін тұрақты балқу температурасы жоқ Бейметалл
• Қоңыр түсті ұнтақ, реакцияға оңай түсетін тұрақты балқу температурасы жоқ
• Бейметалл

Кремний

мәзір

4. Химиялық қасиеттері

Ме

Бейм

Ме

Бейм

Металдармен

Металдармен

Бейметал

дармен

Бейметалдармен

Si + 2F 2 = SiF 4

Si + 2Cl 2 = SiCl 4 (340°C – 420°C)

Si + O 2 = SiO 2 (1200°C – 1300°C)

Si + C = SiC (1200°C – 1300°C)

4Na + Si = Na 4 Si (балқыту)

2Mg + Si = Mg 2 Si (балқыту)

2Ca + Si = Ca 2 Si (балқыту)

Si

Si

Сілтілермен

Сумен

Si

Тапсырма: кремнийдің химиялық қасиеттеріне талдау жасаңыз әр түрлі заттармен әрекеттескенде қандай тотығу дәрежелерін көрсетеді

Н 2 0

NaOH сілті

Si + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2

Минералды қышқылдар қалыпты температурады кремниймен әсекеттеспейді

Si + 2H 2 O = SiO 2 + 2H 2 (400°C – 500°C)

Галоген сутектермен

Бейм

Si + 4HF = SiF 4 + 2H 2 (40°C – 100°C)

Si + 4HCl = SiCl 4 + 2H 2 + қоспа (300°С жоғары)

Ме

Si

SiHCl 3 , SiH 2 Cl 2 , SiH 3 Cl

Су мен галоген сутектермен

Сілтілермен

Si

NaOH

Н 2 0

NaOH

H 2 O

Кремний

5. Алынуы мен қолданылуы

Өндірісте

Лабораторияда

SiO 2 + 2Mg = 2MgO + Si

SiO 2 + 2C = 2CO + Si (1900°C)

SiCl 4 + 2H 2 = Si + 4HCl

SiH 4 = Si + 2H 2 (400°C)

Кремнийді магний оксидінен бөліп алу үшін тұз қышқылын қолданады

MgO + 2HCl = MgCl 2 + H 2 O

Керамика:

құрылыста;тұрмыста;өндірісте.

Әйнек

Құрылыс заттары:

цемент, бетон, темірбетон

Тотықсыздандырғыш, шойын мен болат құрамына қосылады, (выпрямители переменного тока) күн сәулелі батареяларда түзеткіш.

Кремний

5 . Қолданылу және алынуы

Si

Керамика:

құрылыста;тұрмыста;өндірісте

.

Әйнек

Құрылыс заттары: цемент, бетон, темірбетон

мәзір

Күн сәулелі батарея

Si

Қолданылуы:

Электротехника

Шойын мен болат өндірісі

Кремний

7. Білімді бекіту

Кремний оксиді оксидтердің қандай тобына жатады?

Қандай химиялық элементтердің атомдарында бірдей электрон, протон және нейтрон сандары болады?

Кристалды кремний қандай заттармен әрекеттеседі ?

Кремнийдің қозған күйдегі электронды формуласының құрылысын көсетіңіз .

Кремнийдің кристалды торы қандай?

Сұрақ 1

негізік

[Ne]3S 2 3P 3

H 2 SO 4

амфотерный

[Ne]3S 2 3P 2

А

В

А

В

А

KOH

Тұз түзбейтін

В

Атомдық

Молекулалық

F

P

Сұрақ 2

Сұрақ 3

С

D

D

D

С

қышқылдық

HCl

[Ne]3S 1 3P 3

Cl 2

[Ne]3S 2 3P 4

С

C

Si

Сұрақ 4

Металдық

Ионды

Сұрақ 5

Кремний

мәзір

7. Білімді бекіту

Si + HF →

+

H 2

SiF 4

H 2 O

SiF

+

SiCl 4 + H 2 →

Cl 2

HCl

SiH 4

Si

Si

+

SiO 2 + C →

SiC

CO

CO 2

Si + H 2 O →

+

H 2

H 2 SiO 3

SiH 4

SiO 2

Na + Si →

Na 4 Si

Na 2 Si

NaSi

SiC

Si 2 C

Si + C →

Si 4 C

Бағалы тастар — бұл кремний оксиді.

Агат

Аметист лиловый

Сердолик

Яшма

Оникстен болған

ваза

(агаттың бір түрі)

Халцедон

Қызғылт аметист

Үй жұмысы

«Кремний жартылай өткізгіштері негізіндегі қондырғылар» тақырыбы бойынша брошюра дайындау және басып шығарылған брошюраны көрсете отырып, оны ауызша презентация түрінде ұсыну қажет

Қосымша тапсырмалар

I. Масасы 18,25 г тұз қышқылы мен натрий силикатының артық мөлшері әрекеттескенде тұнбаға түсетін кремний қышқылының массасын және мөлшерін есепте.

II. Массасы 30%-тік 140г кремний қышқылына массасы 32 г калий гидроксидін қосқанда түзілетін тұздың массасын табыңдар

ІІІ. Кремний оксидінің артық мөлшері массасы 10 кг натрий гидроксидімен әрекеттескенде 11,2 кг натрий силикаты алынды. Натрий силикатының теориялық мүмкіндікпен салыстырғандағы шығымын анықтаңдар.