Разработка урока по химии в 9 классе Джабраилова Х.Д. Тема: Кремний и его соединения

Разработка урока по химии в 9 классе Джабраилова Х.Д. Тема: Кремний и его соединения Цели урока: ­ дать общую характеристику кремния; ­ рассмотреть природные соединения кремния; ­ провести сравнительный анализ с соединениями углерода; ­ изучить свойства кремния и его соединений: SiH4, SiO2, H2SiO3. ^ Ход урока: 1. Вводная часть  ­ Сегодня мы познакомимся с ещё одним неметаллом, значимость которого очень  велика, т.к. по распространенности на Земле он второй после кислорода, ­ это  кремний. ^ 2. Открытие кремния  (материал по этому вопросу может быть подготовлен и освещён учащимися) ­ 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. Гей­Люссак 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. ^ 3. нахождение в природе  ­ 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)  ^ 4. Строение и свойства атомов  (в сравнении с углеродом) 1 ученик у доски: характеристика положения кремния в таблице химических  элементов Д.И. Менделеева, возможные степени окисления, построение электронной  формулы атома кремния. 2 ученик: характеристика положения углерода в таблице  химических элементов Д.И. Менделеева, возможные степени окисления, построение электронной  формулы атома углерода. 3 ученик делает обобщение: ­У кремния электроны расположены на трёх энергетических уровнях, а у углерода  – на двух, следовательно, окислительные (неметаллические) свойства у кремния  выражены слабее, а восстановительные (металлические) – сильнее. ­­ 4e­ Si Si + O2 (CI,C) Si+4 +4e­ Si Si + металл Si ­4 окислитель восстановитель ^ 5. Физические свойства (слайд 12) (материал по этому вопросу может быть 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 – серовато­стального 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/см3; t пл.= 1415 0С; t кип.= 3500 0С ^     Аморфный кремний представляет собой белый порошок. 6. получение кремния  ­ Способы получения кремния основаны в основном на восстановлении оксида  кремния (IV) сильными восстановителями – активными металлами (Mg, Al) и  углеродом. Лабораторный способ:     SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si  Промышленный способ:      1900oC  SiO2 + 2C 2CO + Si  SiCi4 + 2Zn = 2ZnCi2 + Si ^ 7. Химические свойства (слайд 14)  а) кремний ­ восстановитель Все реакции протекают при нагревании! 1. Si + O2 = SiO2 (оксид кремния (IV)) Si0 – 4e­ Si+4 восстановитель O2 + 4e­ 2O­2 окислитель 2. 3. Si + 2Cl2 = SiCl4 (хлорид кремния) Si + 2S = SiS2 (сульфид кремния) 20000C 4. 5. 6. Si + C Si+4C­4 (карбид кремния или карборунд, по твёрдости близок к алмазу) Si + 2H2O(пар) = SiO2 + H2 Si + 2NaOH(конц.) + H2O = Na2SiO3 + 2H2  б) кремний – окислитель Si + 2Ca = Ca2Si (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. ^ 8. Соединения кремния  Свойства кремнезёма  Учитель подробно рассматривает свойства оксида кремния (IV) и проводит  сравнительный анализ двух оксидов – SiO2 и CO2. результаты обсуждения в виде  таблицы выводятся на экран. Обратите внимание на одно важное свойство оксида кремния: SiO2 + 4HF = 2H2O + SiF4 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 (CO2) и атомную (SiO2), но химические  свойства схожи. Отличие состоит в различном отношении к воде. ^ Силан SiH4  ­Силан получают косвенно, действуя на силициды металлов водой или кислотами: Mg2Si + 4H2O = 2Mg(OH)2 + SiH4 Силан – бесцветный газ, самовоспламеняющийся на воздухе и сгорающий с  образованием оксида кремния и воды: SiH4 + 2O2 = SiO2 + 2H2O ^ Кремниевая кислота и её соли (слайд 18) ­кремниевая кислота H2SiO3 ­единственная нерастворимая неорганическая кислота, ­ двухосновная,  ­ слабая H2SiO3 H2O +SiO2  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) Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3 SiO3 2­ + 2Н+ = H2SiO3  Соли кремниевой кислоты называют силикатами .  Их можно получить сплавлением оксида кремния с оксидами металлов или  карбонатами:  SiO2 + CaO = CaSiO3 SiO2 + CaCO3 = CaSiO3 + CO2  9. Применение соединений кремния в народном хозяйстве  10. Заключительные выводы