KRZEM JEGO ZWIĄZKI I Opracowała:Grażyna Rdzanek.

Prezentacja na temat: "KRZEM JEGO ZWIĄZKI I Opracowała:Grażyna Rdzanek."— Zapis prezentacji:

1 KRZEM JEGO ZWIĄZKI I Opracowała:Grażyna Rdzanek

2 Nazwa łacińska pochodzi od słowa SILEX co znaczy krzemień.
PIERWIASTEK WYIZOLOWANY W 1823 ROKU PRZEZ SZWEDZKIEGO CHEMIKA J. J. BERZELIUSA. Nazwa łacińska pochodzi od słowa SILEX co znaczy krzemień. Nazwa polska wywodzi się od łacińskich słów lapis cremaus, co oznacza kamień dający ogień.

3 Zawartość wybranych pierwiastków w różnych formach materii (%).
Pierwiastki Litosfera Woda oceaniczna Człowiek Lucerna tlen , , , ,9 krzem , , , ,009 żelazo , , , ,003 wapń , , , ,58 wodór , , , ,72 węgiel , , , ,30 azot , , , ,25

4 WYSTĘPOWANIE w stanie rodzimym nie występuje
w stanie związanym w postaci krzemianów, glinokrzemianów oraz wolnego tlenku krzemu IV stanowi 27% litosfery

5 Si 14 Ne 3s23p2 [ ] IV II Masa atom.28,0855 SILICIUM blok:p
Okres 3 Grupa 14 Masa atom.28,0855 blok:p Si [ Ne 3s23p2 ] 14 IV II SILICIUM Elektroujemność 1,8 WĘGLOWCE

6 IZOTOPY KRZEMU 29Si 28Si 30Si 32Si 3 naturalne trwałe T1/2=160 lat
92,23% 4,6% 3,1% 11 sztucznych promieniotwórczych np. 32Si T1/2=160 lat

7 KONFIGURACJA ELEKTRONOWA
1s2 2s2p6 3s2p2 M L K

8 2 2 METODY OTRZYMYWANIA KRZEMU redukcja SiO2 magnezem
SiO Mg Si MgO 2 2 redukcja mieszaniny piasku i rudy żelaza węglem-żelazokrzem do celów metalurgicznych termiczny rozkład SiHCl3- preparaty o wysokiej czystości

9 WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE krystaliczne ciało stałe o metalicznym połysku
pierwiastek bardzo twardy i kruchy wysoka temperatura topnienia półmetal i półprzewodnik

10 BUDOWA KRYSZTAŁU KRZEMU
W sieci krystalicznej krzemu występują wiązania atomowe. Atomy w sieci są rozmieszczone w takich odległościach, że ich powłoki zachodzą na siebie. ,

11 WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE
w temperaturze pokojowej mało aktywny po podgrzaniu reaguje z tlenem, metalami, zasadami Si + O SiO2 tlenek krzemu (IV) Si + 2Mg Mg2Si krzemek magnezu Si + 2NaOH Na2SiO H2 metakrzemian sodu

12 KRZEM JAKO MIKROELEMENT
występuje w gruczołach dokrewnych-grasicy, nadnerczach i przysadce mózgowej odgrywa ważną rolę w gospodarce hormonalnej ludzi starszych obniża poziom cholesterolu we krwi wpływa na elastyczność, wygląd i zdrowie skóry, włosów i paznokci uczestniczy w tworzeniu tkanki łącznej i chrząstek

13 Produkty spożywcze bogate w krzem:
Dawka krzemu z pożywieniem mg/dzień Produkty spożywcze bogate w krzem: otręby, fasola, groch, warzywa korzeniowe Zioła zawierające dużą ilość rozpuszczalnej krzemionki : skrzyp polny, pokrzywa, perz, podbiał, rdest ptasi, poziewnik Przy chorobach, szczególnie skóry, zaleca się stosowanie wewnętrzne i zewnętrzne odwarów z tych ziół.

14 Kryształy krzemu służą do produkcji:
tranzystorów układów scalonych laserów diod emitujących światło ogniw słonecznych

15 Krzem stosowany też jest:
jako odtleniacz do stopów miedzi jako dodatek do stali stopowych w celu polepszenia ich właściwości mechanicznych i odporności na korozje do wytwarzania detektorów fal krótkich do wytwarzania soczewek do promieni podczerwonych

16 kwarc krystobalit trydymit - KRZEMIONKA tlenek krzemu (IV) SiO2
występuje w trzech odmianach polimorficznych model struktury kwarcu kwarc krystobalit trydymit -

17 DOBRZE WYKSZTAŁCONE KRYSZTAŁY KWARCU
CYTRYN DOBRZE WYKSZTAŁCONE KRYSZTAŁY KWARCU AMETYST KRYSZTAŁ GÓRSKI

18 CZYSTA BEZPOSTACIOWA KRZEMIONKA TO OPAL.
ODMIANA OPALU -AGAT

19 REAKCJE SiO2 z wodorotlenkiem sodu z węglem z kwasem fluorowodorowym
SiO2 + HF SiF4 + H2O 4 2 z wodorotlenkiem sodu SiO NaOH Na2SiO3 + H2O 2 z węglem SiO2 + C Si + CO2

20 glin gleb skał (granity, gnejsy) piasku
KRZEMIONKA JEST PODSTAWOWYM SKŁADNIKIEM: glin gleb skał (granity, gnejsy) piasku

21 schemat ułożenia atomów w stanie szklistym
Stopiony SiO2 po szybkim oziębieniu zastyga w sztywną bezpostaciową masę-szkło kwarcowe. schemat ułożenia atomów w stanie szklistym Struktura szkła kwarcowego wg. Zachariasena

22 SZKŁA KRZEMIANOWE szkło sodowo-wapniowe Na2O . CaO . 6 SiO2 to szkło okienne szkło potasowo-ołowiowe to tzw. szkło kryształowe i optyczne szkło flint szkło jenajskie to szkło trudnotopliwe np. Pyrex, Duran, Supremax

23 Szkła otrzymywane w technice „ zol-żel”
Technika „zol-żel”polega na syntezie szkieł poprzez reakcje chemiczne w temperaturach zbliżonych do pokojowej. układ PbO2 /SiO2 stosowany jest w światłowodach układ ZnO/SiO2 stosowany jest w dyskach optycznych ROM układ TiO2/SiO2 stosowany jest w laserach i koncentratorach światła słonecznego

24 SiO2.H2O H2SiO3 SiO2 . 2H2O H4SiO4 KWASY KRZEMOWE Kwas metakrzemowy
Kwas ortokrzemowy 2 SiO2 .H2O H2Si2O5 Kwas metadwukrzemowy

25 6 2 6 Ciekawe nieorganiczne związki krzemu SiO2 + C + N2 Si3N4 + CO
azotek krzemu Si3N4 związek o twardości diamentu i znacznej odporności chemicznej stosowany do konstrukcji ceramicznych silników samochodowych i turbin gazowych SiO C N Si3N CO kat 6 2 6 T

26 SiO2 + C SiC + CO 3 2 WĘGLIK KRZEMU SiC
techniczny SiC KARBORUND –substancja bardzo twarda(9,5-9,7 w skali Mohra), należąca do beztlenkowych materiałów ceramicznych, stosowana do wyrobu materiałów ściernych.

27 Czterochlorek krzemu SiCl4
ciecz bezbarwna o ostrym zapachu, bardzo łatwo hydrolizuje tworząc białe dymy uwodnionego dwutlenku krzemu SiO2 oraz kwas solny. Stosowany jest w wojsku do wytwarzania zasłon dymnych.

28 Silany reagują gwałtownie z tlenem i wybuchowo z fluorowcami.
Krzem tworzy z wodorem krzemowodory zwane silanami. SiH4 MONOSILAN Si2H6 DWUSILAN( krzemoetan) Silany reagują gwałtownie z tlenem i wybuchowo z fluorowcami. SiH4 + 2O SiO H2O SiH4 + Cl SiH3Cl + HCl chlorosilan

29 H3SiCl + H2O H3Si-O-SiH3 + HCl 2 2
W wyniku kondensacji pochodnych chlorowych silanów otrzymuje się siloksany. H3SiCl + H2O H3Si-O-SiH HCl 2 2 Z chlorosilanów i siloksanów otrzymuje się polimery krzemoorganiczne (polisiloksany) potocznie zwane silikonami. R R R-grupa alkilowa lub aromatyczna Si O Si R R n n-liczba merów

30 Kopolimery silikonowo –organiczne mają właściwości ciekłokrystaliczne i stosowane są w elektrooptyce, magnetooptyce i termooptyce. Emulsje wodne silikonów oraz poliolefin i różnych środków sieciujących stosowane są do usuwania rysunków graffiti bez niszczenia tynków. Kompozyty organiczno-nieorganiczne zwane silseskwioksanami mają właściwości ciekłokrystaliczne i świecące.