_ Silic siêu tinh khiết là chất bán dẫn được dùng trong kỹ.. thuật vô tuyến và điện tử ( đặc biệt là chế tạo Pin mặt trời)...[r]
(1)(2)(3)I/ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN:
• Silic nguyên tố phổ biến thứ hai sau oxi: chiếm gần 29.5%
khối lượng vỏ trái đất
• Trong tự nhiên, Silic tồn dạng hợp chất chủ yếu Cát ( SiO2),các khóang vật silicat aluminosilicat :
(4)Cát (SiO2)
Đất sét ( Al2O3.2SiO2.2H2O)
Đá cát
(5)• II/ TÍNH CHẤT VẬT LÍ :
– Có hai dạng thù hình : • Silic tinh thể
• Silic vơ định hình
• II/ TÍNH CHẤT VẬT LÍ :
– Có hai dạng thù hình : • Silic tinh thể
• Silic vơ định hình
Silic vơ định hình Silic tinh thể
Là chất bột màu nâu , khối lượng riêng 2.33,
không tan nước , tan kim loại nóng chảy
Có màu xám, có ánh kim, ứng với kiểu lai hóa sp3 bền có cấu tạo giống kim cương cứng có tính bán
(6)(7)• III TÍNH CHẤT HĨA HỌC:
– Silic có số Oxh -4, 0,+2,+4 – Số OXH +2 đặc trưng với Silic
-4 +2 +4
Mg2Si Si SiO SiO2
• III TÍNH CHẤT HĨA HỌC:
– Silic có số Oxh -4, 0,+2,+4 – Số OXH +2 đặc trưng với Silic
-4 +2 +4
(8)1/Tính khử
1/Tính khử
• Tác dụng với Phi kim:
Ở nhiệt độ thường, Silic trơ, tác dụng trực tiếp với flo
Ở nhiệt độ cao, Silic tác dụng với nhiều đơn chất , thể tÍnh khử:
Với Oxi:
Si + O2 SiO2 H = -815 kJ
Với Phi kim khác: (Nhiệt độ cao) Si + C SiC
3Si + 2N2 Si3N4
• Tác dụng với Phi kim:
Ở nhiệt độ thường, Silic trơ, tác dụng trực tiếp với flo
Ở nhiệt độ cao, Silic tác dụng với nhiều đơn chất , thể tÍnh khử:
Với Oxi:
Si + O2 SiO2 H = -815 kJ
Với Phi kim khác: (Nhiệt độ cao) Si + C SiC
3Si + 2N2 Si3N4
400 ->600 0C
t0
t0
0 +4 -2
0 0
(9)1/ Tính khử
Với halogen
Silic hóa hợp trực tiếp với halogen tạo thành
tetrahalogenua:
Si + 2X2 SiX4 ; X = F (nổ), Cl, Br, I
CHÚ Ý:Silic tác dụng với Phi kim phản ứng đặc trưng
nhất với Silic
t0
(10)1/ Tính khử
1/ Tính khử
• Tác dụng với hợp chất:
– Tác dụng với dung dịch kiềm
Si + 2KOH + H2O K2SiO3 + 2H2
MỞ RỘNG:
_Tác dụng với dd axit :
Axit flohidric ăn mòn silic dễ Si + 4HF SiF4 + 2H2
Ngoài silic tan hỗn hợp HF + HNO3
4HNO3 + 18HF + 3Si 3H2SiF6 + 4NO + 8H2O
• Tác dụng với hợp chất:
– Tác dụng với dung dịch kiềm
Si + 2KOH + H2O K2SiO3 + 2H2
MỞ RỘNG:
_Tác dụng với dd axit :
Axit flohidric ăn mòn silic dễ Si + 4HF SiF4 + 2H2
Ngồi silic cịn tan hỗn hợp HF + HNO3
4HNO3 + 18HF + 3Si 3H2SiF6 + 4NO + 8H2O
Nhiệt độ thường
(11)• Silic khử nhiều hợp chất oxi khơng có ứng dụng rộng rãi việc điều chế Silic khó khăn, tốn
– VD: 2Fe2O3 + 3Si 4Fe + 3SiO2
• Silic khử nhiều hợp chất oxi khơng có ứng dụng rộng rãi việc điều chế Silic khó khăn, tốn
– VD: 2Fe2O3 + 3Si 4Fe + 3SiO2
(12)2/ Tính oxi hóa
• Tác dụng với Kim loại:
Ở nhiệt độ cao,Silic tác dụng với kim loại (Ca, Mg, Fe, Zn, …) tạo silixua kim loại mà Si có số OXH -2, -4
VD: 2Mg + Si Mg2Si (Magie Silixua) Fe + Si t0 FeSi (Sắt (II) Silixua)
t0
0 +2 -4
(13)• 1/ Điều chế:
Trong Phịng thí nghiệm : đốt cháy bột Magie cát
nghiền mịn
SiO2 + 2Mg Si + 2MgO
Silic điều chế cịn lẫn MgO, muốn tách cần xử lí dung dịch HCl lõang
Trong Công nghiệp:
Dùng than cốc khử SiO2:
SiO2 ( dư) + 2C Si + 2CO
Cần cho cát dư tránh tạo thành silic cacbua
9000C
18000C 0
+4
+4 0 +2
(14)• 2/ Ứng dụng:
_Hợp kim Ferosilic dùng để chế tạo thép chịu axit _ Các hợp kim nhôm pha thêm silic đựơc dùng kĩ
thuật hàng không để tăng độ bền vật liệu
_Silic siêu tinh khiết chất bán dẫn dùng kỹ
(15)(16)Các hợp kim nhôm pha thêm silic đựơc dùng
(17)• Silic siêu tinh khiết điều chế theo sơ đồ sau
SiO2 Si SiCl4 lỏng
không tinh khiết không tinh khiết Tinh chế phương pháp cất công đọan
Si Si SiCl4
(Siêu tinh khiết) (Tinh khiết) (Tinh khiết)
Than cốc Phản ứng với Clo
(18)(19)(20)(21)• 2/ Tính chất hóa học:
Tác dụng với Flo Axit Flohidric: 2F2 + SiO2 SiF4 + O2
4HF + SiO2 SiF4 + 2H2O Các axit khác khơng ăn mịn silic đioxit
(22)Tác dụng với kiềm:
SiO2 tan chậm dd kiềm đặc nóng, tan dễ
kiềm nóng chảy cacbonat kim lọai kiềm nóng chảy, tạo thành silicat
SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O
SiO2 + CaO CaSiO3
SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2
t0
t0
(23)1/Axit Silicic:
Tính Chất:
_ Là chất dạng keo, không tan nước _ Là axit yếu, dễ bị CO2 đẩy khỏi dd muối:
Na2SiO3 + CO2 + H2O H2SiO3 + Na2CO3
_Đun nóng dễ nước: H2SiO3 SiO2 + H2O
SiO2 chứa 5% nước gọi silicagen dùng để hút ẩm,
hấp phụ, chất phát độ ẩm
(24)(25)(26)• 2/ Muối Silicat:
Điều chế:
Axit silicic tác dụng với dd kiềm:
H2SiO3 + 2NaOH Na2SiO3 + 2H2O Đun nóng SiO2 với dd kiềm:
SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O
_ Chỉ có silicat kim loại kiềm tan nước _ Silicat kim loại dễ bị thủy phân dd:
Na2SiO3 + H2O 2NaOH + H2SiO3
(27)_ DD Na2SiO3 K2SiO3 gọi thủy tinh lỏng. SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2
_ Ứng dụng :dùng Công nghiệp tẩy rửa , hồ dán đặc biệt, tẩm giấy vải gỗ để không bị cháy…
14000C
(28)Câu 1: Để khắc hình chữ lên thủy tinh người ta dùng:
(29)Câu 2: Số oxi hóa cao silic thể ở hợp chất:
(30)Câu 3: Silic có ứng dụng trong: a) Kỹ thuật vô tuyến
b) Luyện kim c) Pin Mặt Trời
(31)Câu 4: Khả phản ứng silic tinh thể silic vô định hình:
a) silic vơ định hình cao silic tinh
thể
b) silic tinh thể cao silic vơ định
hình
(32)Câu 5: Viết phương trình theo sơ đồ:
SiO2 Na2SiO3 H2SiO3 SiO2 Si
SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2 Na2SiO3 + CO2 + H2O H2SiO3 + Na2CO3