Bài giảng Hóa học 11 - Bài 22: Silic và hợp chất của silic

Chào mừng thầy và các bạn đến với bài thuyết trình của chúng mình Bài 22 Silic và hợp chất của silicA. SilicTính chất vật líĐiều chếTính chất hóa họcTrạng thái tự nhiênỨng dụngA.SILICTóm tắt nội dung bài học:A.SILICSilic ở ô thứ 14, nhóm IV A, chu kì 3 của bảng tuần hoàn. Cấu hình electron của nguyên tử silic là 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2, lớp ngoài cùng có 4 electron, nên trong các hợp chất, nguyên tử silic có thể tạo được tối đa 4 liên kết cộng hóa trị với các nguyên tử khác.-Silic (tên Latinh: silexcó nghĩa là đá lửa) lần đầu tiên được nhận ra bởi Antoine Lavoisier năm 1787, và sau đó đã bị Humphry Davy vào năm 1800 cho là hợp chất. Năm 1811: Gay Lussac và Thénard có lẽ đã điều chế ra silic vô định hình không nguyên chất khi nung nóng kali với tetraflorua silic SiF4. -Năm 1824 Berzelius điều chế silic vô định hình sử dụng phương pháp giống như của Lussac. Berzelius cũng đã làm tinh khiết sản phẩm bằng cách rửa nó nhiều lần.Sơ lược lịch sử tìm ra SilicSILICONAntoine Laurent de LavoisierÔng là một trong những nhà hóa học vĩ đại nhất trong lịch sử. Ông đã có những đóng góp vô cùng to lớn cho lịch sử hóa học như việc tìm ra định luật bảo toàn khối lượng, việc đề ra lý thuyết về sự ôxi hóa các chất năm 1777 Vì silic là nguyên tố quan trọng trong các thiết bị bán dẫn và công nghệ cao nên đã được ứng dụng sản xuất hàng loạt và có một khu vực chuyên sản xuất công nghệ cao ở California (Mỹ) được đặt tên là Silicon Valley (Thung lũng Silicon).Thung lũng Silicon(với sự tập trung rất nhiều của các hãng công nghệ lớn)I. Tính chất vật líSilic có 2 dạng thù hình: silic tinh thể và silic vô định hình.• Có cấu trúc giống kim cương, màu xám, có ánh kim, t0nóng chảy=14200• Có tính bán dẫn: ở to thường độ dẫn điện thấp, nhưng t0 tăng thì độ dẫn điện tăng.- Si tinh thể:- Si vô định hình:Silic vô định hình là chất bột màu nâuII. Tính chất hóa họcSố oxi hoá của Si trong các chất sau: SiH4, Ca2Si, Si, SiO, SiO2, H2SiO3+40+4-4-4+2→ Si thường có các số oxi hoá: -4 0 +2 +4 tính khử tính oxi hóa-Silic vô định hình hoạt động hơn Silic tinh thể.-Silic có thể hiện tính oxi hóa hoặc tính khửa) Tác dụng với phi kimSi tác dụng với F2 (ở nhiệt độ thường), Cl2, Br2, I2, O2 ( khi đun nóng), C, N, S (ở nhiệt độ rất cao ) Si + 2F2 → SiF4 (Silic tetraflorua)Si + O2 → SiO2 (Silic đioxit)Si + C → SiC (siliccacbua ) 0 +4 0 +4t0t0 0 +4 1.Tính khử : SiC có độ cứng gần bằng kim cương nên thường dùng làm bột mài b) Tác dụng với hợp chấtSi + 2NaOH + H2O  Na2SiO3 + 2H2	Si tác dụng tương đối mạnh với dung dịch kiềm tạo H20 +4 2.Tính oxi hóa : Ở nhiệt độ cao Si tác dụng với 1 số kim loại hoạt động (Ca, Mg, Zn,Fe...) tạo thành silixua kim loại.Si + Mg  Mg2Si (magie silixua) 0 -4 Trong các phản ứng trên, số oxi hoá của Si giảm từ 0 → -4So sánh tính chất hóa học của silic và cacbonGiống nhauKhác nhau- Si và C đều có tính khử và tính oxi hoá (tác dụng với O2, một số kim loại )Si không tác dụng trực tiếp với H2- Si tác dụng trực tiếp với các halogen-Si tác dụng với dd kiềm- Si là phi kim hoạt động yếu hơn C III. Trạng thái tự nhiên- Si là nguyên tố phổ biến thứ hai sau oxi, chiếm gần 29,5% khối lượng vỏ Trái Đất.- Trong tự nhiên không có silic ở trạng thái tự do, mà chỉ gặp ở dạng hợp chất, chủ yếu là SiO2, cao lanh, thạch anh, fenspat .Khoáng vật silicateThạch anhCát (Thành phần chính là SiO2) Pin mặt trờiIV. Ứng dụng Bộ chỉnh lưuChất bán dẫn Bộ khuếch đại Tế bào quang điệnIV. Ứng dụng- Silic siêu tinh khiết là chất bán dẫn Silic được dùng trong kĩ thuật vô tuyến điện và điện tử, để chế tạo: + tế bào quang điện	 + bộ khuếch đại	 + bộ chỉnh lưu	 + pin mặt trời- Trong luyện kim, silic được dùng để tách oxi khỏi kim loại nóng chảy Ferosilic (Fe-Si) là hợp kim được dùng để chế tạo thép chịu axit ...5/16/2021Hµ ThÞ H­¬ng NhµiV. Điều chếNguyên tắc: Silic được điều chế bằng cách dùng chất khử mạnh như Mg, Al, C khử Silic Ddioxxxit (SiO2) ở nhiệt độ cao. -Trong phòng thí nghiệm: 	 SiO2 + 2Mg → Si + 2MgOt0Silic được sản xuất công nghiệp bằng cách nung nóng silica siêu sạch trong lò luyện bằng hồ quang với các điện cực cacbon. Ở nhiệt độ trên 1900 °C, Silic lỏng được thu hồi ở đáy lò, sau đó được tháo ra và làm nguội. Silic sản xuất theo công nghệ này gọi là silic loại luyện kim và nó ít nhất đạt 99% tinh khiết. Năm 2000, silic loại này có giá khoảng 1,23 Đô/kg 	 SiO2 + 2C → Si + 2COt0Silic đioxitAxit silixic Muối silicatB. Hợp chất của SilicI. Silic đioxit (SiO2)Tinh thể thạch anh1.Tính chất vật lí Silic đioxit là chất ở dạng tinh thể, nóng chảy ở 1713oC, không tan trong nước.Cấu trúc tinh thểCát- SiO2 là oxit axit: tan chậm trong dd kiềm đặc nóng, tan dễ trong kiềm nóng chảy 2. Tính chất hoá học SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2Ot0(Natri silicat)Đặc biệt: Silic đioxit tan trong axit flohiđric SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O→ Dung dịch HF dùng để khắc chữ và hình lên thuỷ tinh.- SiO2 không tác dụng với nước. Axit silixic là chất ở dạng kết tủa keo, không tan trong nước, khi đun nóng dễ mất nước : H2SiO3 → SiO2 + H2Ot0II. Axit silixic (H2SiO3)- Khi sấy khô, axit silixic mất một phần nước, tạo thành một vật liệu xốp là silicagen VD: Na2SiO3 + CO2 + H2O → Na2CO3 + H2SiO3 ↓ H2SiO3 là axit yếu, yếu hơn cả axit cacbonic III. Muối silicat* Tính tan: Chỉ có muối silicat kim loại kiềm tan được trong nước. + Dùng để chế tạo keo dán thuỷ tinh, sứ và vật liệu xây dựng chịu nhiệt. - Dung dịch đậm đặc của Na2SiO3 và K2SiO3 được gọi là thuỷ tinh lỏng.+ Dùng sản xuất vải hoặc gỗ khó cháy.BÀI THUYẾT TRÌNH ĐẾN ĐÂY LÀ HẾT