Как найти заряд ядра атома кремния

Лидеры категории

М.И.

Искусственный Интеллект

Y.Nine

Искусственный Интеллект

•••

Тема 2 9 класс

Урок 43

Тема урока: Кремний.

Цели урока: обучающие: рассмотреть формы существования кремния как химического элемента: атомы, простые вещества и важнейшие соединения, сравнить их с соответствующими формами углерода, показать значение кремния, диоксида кремния и силикатов в природе и жизни человека.

развивающие: развивать умение анализировать данные, выявлять сущность наблюдаемых процессов, обобщать и делать выводы: уметь извлекать информацию из справочных таблиц,

наблюдаемых процессов совершенствовать навыки самооценки знаний и умений.

воспитательные: совершенствовать коммуникативные умения в ходе коллективного обсуждения, развивать умение формировать и аргументировать собственное мнение, развивать самостоятельность.

Задачи: знать особенности строения атомов кремния, их характерные свойства и свойства соединений кремния, уметь составлять уравнения реакций, решать расчётные задачи с использованием изученных понятий.

Оборудование: коллекция «Минеральные и горные породы», HCl, K₂SiO₃, пробирки.

Методы: словесный – беседа, рассказ

иллюстративный – демонстрация таблиц, презентация,

практический – демонстрация опытов.

Ход урока:

1. Организационная часть урока.

2.Проверка знаний учащихся.

Вопросы и задания:

1. Написать уравнение реакции устранения временной жесткости воды.

2. Написать уравнение реакции устранения постоянной жёсткости воды.

3. Качественная реакция на карбонаты и гидрокарбонаты. Записать уравнение реакции.

Фронтальный опрос.

1. Назовите тривиальное название оксида углерода(2) и оксида углерода(4).

2. В чём выражается токсическое действие угарного газа на организм человека?

3. Что такое «сухой лёд»? Как его получают и для чего используют? Как называется процесс перехода вещества из твёрдого в газообразное агрегатное состояние, минуя жидкое?

4. Что такое жёсткость воды? Перечислите виды жёсткости воды.

5. Как устранить разные виды жёсткости воды.

3. Изучение программного материала.

1. Положение атома кремния в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева

и строение атома .

Кремний – это элемент жизни, как сказал академик Вернадский. Кремний, благодаря своим химическим свойствам, создаёт электрически заряженные системы. Они обладают свойством «приклеивать» на себя вирусы, болезнетворные микроорганизмы, т.е. под действием электрического притяжения все вирусы нейтрализуются. Отсюда можно сделать вывод, что все болезни возбудителей не смогли бы проявиться в организме человека,

если бы люди имели в организме достаточно кремния. Итак, кремний жизненно важный элемент.

Положение кремния в Периодической системе:

1. Химический знак – Si
2. Порядковый номер – 14
3. Атомная масса – 28,086
4. Кремний находится в IV группе, гл. подгруппе, 3 малый период.

Строение атома кремния

• Заряд ядра атома +14

• Состав ядра: 14 протонов и 14 нейтронов ,14 ;

• Электронная оболочка: 2е,8е,4е

Электронная формула: ₊₁₄ Si 2е; 8е;4е

₊₁₄ Si 1S² 2S²2р⁶3S²3р²

Электронно-графическая формула:

Семейство – р-элемент

Важнейшие степени окисления:   – 4; 0; +4.

Характер элемента –  Кремний неметалл . У кремния слабее чем у углерода выражены неметаллические (окислительные ) и сильнее – металлические (восстановительные свойства).

+4 е Si⁰ – 4е

окислитель с Ме и Н₂ восстановитель с НеМе

Mg₂Si; SiH ₄SiCl₄

2. Кремний как простое вещество.

1) Химическая формула – Si
2) Молекулярная масса – 28,086
3) Тип химической связи – ковалентная неполярная 
4) Тип структуры кристаллической решётки – атомная

Кремний может находиться в 2 -х аллотропных модификациях.

Аллотропные модификации кремния

Аморфный кремний

Кристаллический кремний

Представляет собой бурый порошок, с температурой плавления 1420 °С. , гораздо реакционно- способнее кристаллического кремния.

Твёрдое вещество, темно-серого цвета со слабым металлическим блеском, обладает тепло- и электропроводимостью, тетраэдрическая кристаллическая решётка сходство с алмазом. В отличие от углерода -хрупок и обладает полупродниковыми свойствами, так как радиус атома кремния больше радиуса атома углерода.

1) Химическая формула – Si
2) Молекулярная масса – 28,086
3) Тип хим. связи – ковалентная неполярная 
4) Тип структуры кристаллической решётки – атомная

3.Физические свойства кремния.

Вывод:

Для кремния как и для углерода, характерно явление аллотропии.

4.Химические свойства кремния.

1. Реагирует с простыми веществами – неметаллами

а) с галогенами:

Si +2F₂ = SiF4
Si + 2Cl₂ = SiCl4
Si + 2Br₂ = SiBr₄

б) с кислородом (при t°)

Si + O₂ = SiO₂

2. Взаимодействует со сложными веществами

а) кислотами:

3Si + 12HF + 4HNO₃ = 3SiF₄ + 4NO + 8H₂O

б) щелочами:

Si + 2NaOH + H₂O = Na2SiO₃ + 2H₂

Проявляет окислительные свойства:

а)  с металлами:

Si + 2Mg = Mg₂Si

Прямо не соединяется с водородом, как углерод и SiH_4, получают косвенно, действуя на силициды кислотами или разлагая их водой.

1. Mg₂Si +2H₂SO₄ =2MgSO₄ + SiH₄

Вывод: Окислительно-восстановительные свойства кремния:

1. Si⁰ по отношению к металлам окислитель – Si^-4

2.Si⁰ по отношению к неметаллам восстановитель – Si⁺², Si⁺⁴

5.Получение кремния.

Кремний получают как в промышленности, так и лаборатории.

Промышленный способ:

В электрических печах при высокой температуре происходит восстановление кремния из его оксида коксом (углём):

SiO₂ + 2C = Si + 2CO

SiO₂+ С=Si +CO₂

В духовых печах при t =1800⁰C

Лабораторный способ:

В качестве восстановителей используют магний или алюминий:

SiO₂ + 2Mg = Si + 2MgO
3SiO₂ + 4Al = 3Si + 2Al₂O₃

6.Кремний и его соединение в природе .

Кремний – это один из распространенных в земле элементов (25% массы). Главная часть находится в соединениях кремния с кислородом и др. металлами – силикатных породах.
Соединения, в состав которых входит оксид алюминия, называются алюмосиликатами. Таковы белая глина, слюда, полевой шпат. Значительная часть кремния представлена оксидом кремния (IV) – кремнезема. Окрашивание оксида кремния (IV) различными примесями образует драгоценные и полудрагоценные камни, например, изумруд, топаз, аквамарин.
Вообще в чистом виде кремний был выделен в 1811 году французским учёным Жозефом Луи Гей–Люссаком и Луи Жаком Тенаром. Название кремний произошло от латинского «silex» – кремень, но в 1834 году русский химик Герман Иванович Гесс ввел другое название – кремний.

Вывод:

• Второй по распространенности после кислорода химический элемент

• Земная кора на четверть состоит из соединений кремния

После кислорода это самый распространённый элемент на Земле. Однако в свободном состоянии кремний в природе не встречается. Наиболее распространённым соединением кремния является оксид кремния (IV) SiO₂ – кремнезём. В природе он образует минерал кварц и многие разновидности, такие как горный хрусталь, аметист,агат, яшма, халцедон, сердолик, кварцевый песок.

Второй тип природных соединений кремния – это силикаты

( алюмосиликаты: гранит, глина, слюда.)

Оксид кремния (IV) SiO₂ необходим для жизни растений и животных. Он придаёт прочность стеблям растений и защитным покровам животным.

Благодаря ему тростники, камыши и хвощи стоят крепко, как штыки, острые листья осоки режут, как ножи, стерня на скошенном поле колет, как иголки, а стебли злаков настолько крепки, что не позволяют ниве на полях ложиться от дождя и ветра. Чешуя рыб, панцири насекомых, крылья бабочек, перья птицы и шерсть животных, прочны, так как содержат кремнезём. Кремний придаёт гладкость и прочность костям человека. кремний входит и в состав низших организмов – диатомовых водорослей и радиолярий, нежнейших комочков живой материи, которые создают свои непревзойденные по красоте скелеты из кремнезёма.

7. Соединения кремния.

Кремний – (Si)

Оксид Водородное Кремниевая кислота Соли: Силикаты

кремния силан Силициды

SiO₂ SiH₄ H₂SiO₃ Na₂SiO₃,Mg₂Si

8. Оксид кремния(IV) SiO₂

Сравнение оксида углерода (IV) и оксида кремния (IV)

Признаки сравнения

CO₂ – оксид углерода(4)

SiO₂ – оксид кремния(4)

1) Строение

Молекулярная кристаллическая решётка

атомная кристаллическая решётка

2) физические свойства

Газ – при обычных условиях легко снижается и затвердевает. В воде растворим.

Твёрдое, тугоплавкое нелетучее вещество. В воде нерастворим.

3)Химические свойства

Оба кислотные оксиды.

1) Взаимодействуют со щелочами:

2KOH+ CO₂= K₂CO₃+H₂O 2KOH+SiO₂=K₂SiO₃+H₂O

2) Взаимодействуют основными оксидами:

CaO+CO₂=CaCO₃CaO+SiO₂=CaSiO₃

3)C водой реагирует обратимо С водой не реагирует

CO₂+H₂O H₂CO₃ SiO₂+H₂O=

4) Восстанавливаются магнием:

CO₂+2Mg=2MgO+C SiO₂+2Mg=2MgO+Si

Вывод: Взаимодействует при сплавлении со щелочами, с карбонатами, с оксидами металлов.

9. Кремниевая кислота и силикаты.

H₂SiO₃ – двухосновная, кислородосодержащая, слабая кислота, нерастворимая в воде.

Получение: SiO₃+H₂O =

Выделить в чистом виде нельзя т.к. при нагревании разлагается.

H₂SiO₃=SiO₂+H₂O.

Демонстрация опыта: (получение кремниевой кислоты)

Получают в виде студенистого осадка, действуя какой-либо кислотой на раствор силиката.

K₂SiO₃+2HCl=2KCl+H₂SiO₃

Соли кремниевой кислоты называются силикатами . Из силикатов растворимы в воде лишь соли натрия и калия (Na₂SiO₃ и K₂SiO₃). Они по внешнему виду представляют стекловидную массу и потому получили название растворимого стекла, а водные их растворы – жидкого стекла. Жидкое стекло применяется для приготовления канцелярского клея, замазок, в строительстве.

Качественная реакция на силикат-ион – взаимодействие растворов силикатов с кислотами.

10. Применение кремния.

Кремний применяется во многих отраслях промышленности:

– при производстве жаропрочных и кислотоупорных сталей
– электротехнике
– солнечных батареях.

4. Закрепление материала.

Тест:

1. Атомы кремния и углерода не различаются:

а) радиусом

б)числом электронов на внешнем уровне

в)зарядом ядра

г)электроотрицательностью

2. Наиболее распространён в земной коре.

а)кремний б)кислород в)железо г) алюминий

3. Какой из природных минералов не является соединением кремния:

а)известняк б) кварц в)гранит г)слюда.

4. Кремний вступает в реакцию с :

а) металлом, водородом, галогенами.

б) металлами, галогенами, легко растворяется в щелочах.

в)оксидами, кислотами, неметаллами.

5. Кремневую кислоту можно получить взаимодействием:

а) оксида кремния (IV) с водой

б) кремния с водой

в) силицида натрия с соляной кислотой

г) силиката калия с серной кислотой.

Верные ответы:

1) б 2)б 3)а 4)б 5)г

Ключ к оценке качества выполнения теста:

«5» – 0 ошибок

«4» – 1 ошибка

«3» – 2 ошибки.

5. Задание на дом: § 31, упр.4 (а, б)

Диоксид кремния SiO2 – кремнезем

• Минерал кварц

• Песок

• Многие разновидности

Разновидности кремнезема

Силикаты

• Алюмосиликаты: гранит, глина, слюда

Значение оксида SiO₂ в природе

• Придает прочность стеблям растений

Значение оксида SiO₂ в природе

• Придает прочность покровам животных

Значение оксида SiO₂ в природе

• Придает гладкость и прочность костям человека

Значение оксида SiO₂ в природе

• Скелеты низших живых организмов – диатомовых водорослей и радиолярий

Выразите состав минералов кремния в виде оксидов

Вы открыли страницу вопроса Укажите заряд ядра атома кремния : 1) + 28 2) + 3 3) + 12 4) + 14?. Он относится к категории
Химия. Уровень сложности вопроса – для учащихся 10 – 11 классов.
Удобный и простой интерфейс сайта поможет найти максимально исчерпывающие
ответы по интересующей теме. Чтобы получить наиболее развернутый ответ,
можно просмотреть другие, похожие вопросы в категории Химия,
воспользовавшись поисковой системой, или ознакомиться с ответами других
пользователей. Для расширения границ поиска создайте новый вопрос, используя
ключевые слова. Введите его в строку, нажав кнопку вверху.