Характеристика кремния по плану химия 9 класс

Кремний (IV группа, 3 период, №14) — полупроводник, степени окисления +4/-4, реагирует с кислородом, металлами и щелочами, основной компонент песка и силикатов.

Характеристика кремния: 

1. Si - кремний

2. Кремний - элемент третьего периода, четвёртой группы главной подгруппы

3.  Заряд ядра +14, число электронов - 14,  число протонов - 14, число нейтронов - 28 - 14 = 14

    Электронная формула: 1s²2s²2p⁶3s²3p²

Характеристика кремния (Si) по плану для 9 класса:

1. **Положение в Периодической системе:**
- Кремний находится в **IV группе** (главная подгруппа), **3-м периоде** Периодической системы Д. И. Менделеева.
- Порядковый номер: **14**.
- Относительная атомная масса: **28,09**.

2. **Строение атома:**
- Число протонов: **14**.
- Число электронов: **14**.
- Число нейтронов: **14** (в основном изотопе).
- Электронная конфигурация: \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^2\).
- На внешнем энергетическом уровне у кремния **4 электрона**, что определяет его способность образовывать **ковалентные связи**.

3. **Физические свойства:**
- Кремний — это **твердое вещество** с кристаллической структурой.
- Цвет: **темно-серый** с металлическим блеском.
- Кремний — **полупроводник**.
- Температура плавления: **1414 °C**.
- Температура кипения: **3265 °C**.

4. **Химические свойства:**
- Кремний — **неметалл**, но менее активен, чем углерод.
- Взаимодействует с **кислородом** при нагревании, образуя оксид кремния (IV):
\[
Si + O_2 \rightarrow SiO_2
\]
- Реагирует с **галогенами** (например, с хлором):
\[
Si + 2Cl_2 \rightarrow SiCl_4
\]
- Взаимодействует с **металлами** с образованием силицидов:
\[
2Mg + Si \rightarrow Mg_2Si
\]
- С **кислотами** кремний не реагирует, но растворяется в щелочах с образованием силикатов и водорода:
\[
Si + 2NaOH + H_2O \rightarrow Na_2SiO_3 + 2H_2 \uparrow
\]

5. **Нахождение в природе:**
- Кремний — второй по распространенности элемент в земной коре (после кислорода).
- Встречается в виде **оксида кремния (IV)** (кварц, песок) и **силикатов** (глина, полевой шпат).

6. **Применение:**
- Используется в **полупроводниковой промышленности** (микроэлектроника, солнечные батареи).
- Входит в состав **стекла**, **керамики**, **цемента**.
- Применяется в производстве **кремнийорганических соединений**.

7. **Интересные факты:**
- Кремний — основа современных технологий, включая компьютеры и мобильные устройства.
- В организме человека кремний играет важную роль в формировании костей и соединительных тканей.

Характеристика кремния (Si)

Общая информация

Название: Кремний (Silicium)

Химический символ: Si

Порядковый номер: 14

Атомная масса: 28,0855 а. е. м.

Группа: 14 (углеродная группа)

Период: 3

Электронная конфигурация: [Ne] 3s² 3p²

Валентность: IV (иногда II)


Физические свойства

Агрегатное состояние: Твёрдое вещество

Цвет: Серо-стальной с металлическим блеском

Плотность: 2,33 г/см³

Температура плавления: 1414 °C

Температура кипения: 3265 °C

Твердость по Моосу: 6,5

Теплопроводность: 149 Вт/(м·К)

Электропроводность: Полупроводник


Химические свойства

Окислительные состояния: -4, 0, +2, +4 (наиболее устойчивые +4 и -4)

Растворимость: В воде не растворяется

Реакции:

С кислородом: При нагревании образует диоксид кремния (SiO₂)

С кислотами: Взаимодействует с плавиковой кислотой (HF), образуя гексафторкремниевую кислоту (H₂SiF₆)

С щелочами: Реагирует с расплавами щелочей, образуя силикатные соединения

С галогенами: Легко соединяется, образуя галогениды кремния



Природное распространение

Содержание в земной коре: ~27,2% (второй по распространённости после кислорода)

Основные минералы: Кварц (SiO₂), силикатные соединения (полевые шпаты, слюды, амфиболы)

Нахождение в природе: В чистом виде не встречается, присутствует в составе минералов и горных пород


Использование

1. Полупроводниковая промышленность – основа производства чипов, транзисторов, микросхем


2. Производство стекла и керамики – основа стекломассы (SiO₂)


3. Строительные материалы – цемент, бетон, кирпичи


4. Солнечные батареи – фотоэлементы на основе монокристаллического кремния


5. Производство сплавов – ферросилиций (FeSi) используется в металлургии


6. Косметика и медицина – силиконовые соединения в пластической хирургии, зубных имплантах


7. Пиротехника – в составе некоторых термитных смесей



Биологическая роль

Важен для формирования соединительной ткани, костей, кожи

Участвует в синтезе коллагена

Присутствует в организме человека (до 1 г), особенно в волосах и ногтях

Входит в состав растительных клеточных стенок (например, у злаков, диатомовых водорослей)


Заключение

Кремний — один из важнейших элементов на Земле, играющий ключевую роль в технологии, строительстве, биологии и электронике. Благодаря своим уникальным свойствам, он остаётся незаменимым материалом в самых разных сферах науки и техники.

1. Si - кремний, № 14, Ar = 28, 3 малый период, IV группа, главная подгруппа (А)
2.
а) протон 14 p(+), нейтрон 14 n(0), электрон 14 e(-)
Возможные степени окисления: -4; 0; +2, +4.
Диаграмма Бораб) Электронная формула атома кремния: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2
в) Электронно-графическая формула:Диаграмма Бора с учетом спаренных/не спаренных электронов:г) Формула Льюиса:3. Кремний - p-элемент, неметалл.
4. Высший оксид:
SiO2 - оксид кремния (IV).
Проявляет кислотные свойства: SiO2 + Ca(OH)2 ⟶ CaSiO3 + H2O
Высший гидроксид:
H2SiO3 – метакремниевая кислота.
Проявляет кислотные свойства: H2SiO3 + 2NaOH ⟶ Na2SiO3 + 2H2O
5. Летучее водородное соединение:
SiH4 - силан.
6.
Al < Si < P
7. Простой генетический ряд:
Si → SiO2 → Na2SiO3 → H2SiO3 → SiO2 → Si