учитель химии ВКК
МКОУ Заброденская СОШ
Кремний
(9 класс)
Цель: способствовать формированию понятий о формах существования химического элемента кремния: атомы, простые вещества и важнейшие соединения. Сравнить с соответствующими формами углерода. Показать значение кремния, оксида кремния и силикатов в природе и жизни человека.
Задачи:
1. Организовать усвоение учащимися знаний о формах существования кремния как химического элемента, о значении кремния и его соединений в природе и жизни человека.
2. Продолжить развивать умения выделять признаки и свойства, делать выводы, самостоятельно овладевать знаниями с помощью текста учебника и дополнительных источников информации.
3. Продолжить формирование понимания познаваемости окружающего мира, мировоззрения уч-ся.
Оборудование: лабораторное оборудование, интерактивная доска и медиаоборудование.
Ход урока.
I. Организационный момент.
II. Актуализация знаний.
1. Выполнение химического эксперимента.
Задание. С помощью качественных реакций определить в какой из пробирок находиться Na2SO4, NaCl, Na2CO3
2. Решение динамического тестового задания на интерактивной доске.
Задание. Уберите неверное высказывание о неметаллах.
III. Изучение нового материала.
Сегодня мы продолжим знакомство элементами IVА группы.
1. Открытие кремния.
С природными соединениями кремния человек знаком еще с древнейших времен. Из кремния в доисторические времена делали первые каменные орудия - наконечники для стрел и копий, скребки, огнива. На протяжении 5 веков кремень использовали для поджига пороха в ружьях и пушках, т. к. при ударах кресала о кремень высекалась долгоживущая искра. Есть доказательства, что воины Александра Македонского, уходя в поход, должны были иметь при себе мешочек, наполненный кремнем. На этом же настаивал и Петр I. Оба полководца знали о свойствах кремния очищать воду. На Руси кремнем было принято выкладывать дно колодцев с целью очистки воды. Людям были известны такие минералы как кварц или горный хрусталь, а также халцедон, топаз, оникс (все эти минералы есть ни что иное, как окрашенный кварц). Основу всех этих минералов составляет оксид кремния, или кремнезём. Разложить кремнезём на кремний и кислород не представлялось возможным. Это соединение очень тугоплавкое, необходимо нагреть до температуры выше 1500 градусов Цельсия. Предпринимались попытки получить кремний взаимодействием с другими веществами.
Сообщение учащегося.
2. Строение атома кремния.
Задание. Давайте рассмотрим, какие особенности строения имеет атом кремния основании его положения в ПСХЭ и сравним его с атомом углерода (ученик у интерактивной доски работает с ЦОР по теме «Строение атома кремния» ).
Запишите в тетрадях схему строения атома кремния, его электронную и графическую электронную формулы. Назовите, что общего есть в строении атомов кремния и углерода.
Назовите, какие степени окисления возможны у кремния?
3. Аллотропия кремния.
Как называется явление, когда один химический элемент имеет несколько видоизменений?
Кремний – металлоид. Существуют две аллотропные формы кремния: аморфная и кристаллическая. Аморфный кремний – мелкий бурый порошок. Кристаллический кремний представляет собой серые, твердые, но довольно хрупкие кристаллы. Структура кремния похожа на структуру алмаза. Кремний – полупроводник. При комнатной температуре химическая активность кремния невысока, хотя порошок кремния имеет очень высокую химическую активность.
4. Получение кремния.
Чистый кремний получают восстановлением кремнезема SiO2 магнием, углем или алюминием.
SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si
5. Химические свойства кремния.
Рассмотрим окислительно-восстановительные свойства кремния. Есть ли сходство между свойствами углерода и кремния?
Учащиеся по очереди выходят к доске и на основе имеющихся знаний записывают УХР окислительных и восстановительных свойств кремния. Учитель корректирует работу учащихся.
Химические свойства кремния:
1.Горит в кислороде | Si+O2 = SiO2 |
2.При нагревании взаимодействует с металлами | Si + Mg = Mg2Si |
3.Реагирует с конц. растворами щелочей | Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3+ 2H2 |
Задание. Дымовая завеса.
Эта история произошла во время Первой мировой войны. Английский крейсер вел преследование поврежденного в бою немецкого эсминца. Цель почти была достигнута, как вдруг между кораблями появилось плотное облако дыма. Экипаж крейсера почувствовал удушливый запах, раздражающий горло и легкие. Крейсер был вынужден дать задний ход и выйти из дымового облака. Однако моряки успели взять на анализ пробу дыма. Химики обнаружили в нем присутствие кремния и хлорида аммония. Пострадал и корабль: на латунных деталях появился белый налет (это был хлорид цинка), а стальные части покрылись бурой коростой ржавчины. После чистки весь металлический такелаж будто покрыли оспины… Как могло быть получено химически дымовое облако?
SiCl4 + 2H2O = SiO2 + 4HCl
HCl + NH3 = NH4Cl
6. Соединения кремния
Оксид кремния (IV)
Задание. Сравнить химические свойства оксида углерода (IV) оксида кремния (IV).
Во время обсуждения учащиеся постепенно заполняют таблицу.
Свойства CO2 | Свойства SiO2 |
Кислотный оксид | |
Молекулярная кристаллическая решетка | Атомная кристаллическая решетка |
Бесцветный газ, при сжатии и охлаждении легко переходит в жидкое и твердое состояние («сухой лед»). | Кристаллическое, твердое вещество, Тугоплавкое, высококипящее. Имеет несколько полиморфных модификаций. |
Химические свойства | |
H2O+CO2↔H2CO3 | |
CO2+CaO=CaCO3 | SiO2+CaO=CaSiO3 |
CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O | SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O |
CO2+2Mg=2MgO+C | SiO2+2Mg=2MgO+Si |
C+CO2=2CO↑ | SiO2+2C=Si+2CO↑ |
H2SiO3 - кремниевая кислота. Охарактеризуйте её по плану.
Ответ учащихся.
· Кислородсодержая,
· Двухосновная,
· Нерастворимая,
· Нелетучая,
· Слабая,
· Нестабильная.
Силикаты - соли кремниевой кислоты. Растворимы только силикаты калия и натрия, их растворы называют жидкими стеклами.
Для определения силикат ионов используют реакцию: (демонстрация опыта)
Na2SiO3+2HCl = 2NaCl+H2SiO3
7. Нахождение кремния в природе и его значение в живых организмах..
Работа по слайдам. Учащиеся делают вывод о распространении кремния в земной коре.
Кремний – второй по распространенности элемент на Земле после кислорода. Его доля составляет 27,7% массы земной коры. В природе кремний встречается только в виде соединений, таких как силикаты, алюмосиликаты и кремнезем – оксид кремния(IV) SiO2.
8. Применение кремния. Сообщение учащихся (ЦОР).
Биологическое значение кремния
• Дает прочность стеблям растений и защитным покровам животных
• Гладкость и прочность костям
• Стимулирует иммунную систему
• Улучшает состояние производных кожи
• Снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний
• Необходим для нормальной деятельности нервной системы
IV. Закрепление.
Выполнение интерактивного теста.
V. Домашнее задание.
П. 31, упр 4(а). подготовить сообщения по темам «Стекло», «Керамика», «Цемент».
VI. Подведение итогов урока.
