Кремний, силикаты и строительные материалы
Свяжем кремний и его соединения с полупроводниками, стеклом и бетоном. Разберём условную формулу кремниевой кислоты и наблюдаемую силикатную реакцию.
Чему научимся
- Описывать свойства Si и SiO₂
- Записывать выбранные реакции силикатов
- Различать стекло, цемент, бетон и железобетон
Разбираемся в теме
Элемент и соединения
У Si с Z = 14 оболочка 2,8,4; он относится к группе 14/IVA. Кристаллический кремний — твёрдый материал с ковалентной сетью и полупроводниковыми свойствами, используемый после глубокой очистки в электронике. При нагревании Si + O₂ → SiO₂ показывает окисление самого элемента. Получение SiO₂ + 2C → Si + 2CO требует высокой температуры и промышленного контроля газов.
SiO₂ встречается в кварце, является кислотным оксидом, но с водой обычно не реагирует. При технологическом нагревании SiO₂ + 2NaOH → Na₂SiO₃ + H₂O. Силикаты имеют разнообразное строение; простая формула Na₂SiO₃ — школьный представитель, а не модель всех силикатных минералов.
Кислота и материалы
При подкислении раствора силиката учитель наблюдает гелеобразный осадок гидратированного кремнезёма, условно записываемый H₂SiO₃: SiO₃²⁻ + 2H⁺ → H₂SiO₃↓. Реальный гель может иметь переменное содержание воды и полимерное строение. Признак и условия помогают выявить силикатный компонент в известной задаче.
Стекло — обычно аморфный силикатный материал, керамика получается обработкой и обжигом минерального сырья. Цемент — вяжущий материал; бетон включает его, воду и заполнители, железобетон армируют сталью. Специально очищенные силикатные вещества, например алюмосиликат магния, входят во вспомогательные компоненты некоторых лекарственных форм; природный минерал не заменяет лекарство. Цементные смеси щелочные, пыль опасна для дыхания, а осколки стекла — для кожи.
Разобранные примеры
Составь школьное молекулярное и ионное уравнение образования силикатного геля из Na₂SiO₃ и HCl.
- Подкисление связывает SiO₃²⁻ с двумя H⁺.
- Условная молекулярная запись Na₂SiO₃ + 2HCl → H₂SiO₃↓ + 2NaCl.
- Сокращаем Na⁺ и Cl⁻: SiO₃²⁻ + 2H⁺ → H₂SiO₃↓; формула осадка является школьным приближением.
Ответ. Наблюдают гель, в школьной модели H₂SiO₃; реальный гидратированный кремнезём имеет более сложное строение.
Попробуй самостоятельно
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Самопроверка
Закрепление материала
Мини-тест
Выберите ответ на каждый вопрос. Объяснения откроются после проверки.
Открываем мини-тест…
Словарь урока
- Полупроводник
- Материал, электропроводность которого зависит от состава и условий и используется в электронных устройствах.
- Силикат
- Соединение с кремний-кислородными структурными компонентами различного строения.
- Вяжущий материал
- Материал, связывающий компоненты смеси при формировании твёрдой структуры.
Связь с программой
Тема: свойства элементов и соединений. Раздел: Неметаллы и металлы.
- ФРП ООО «Химия», базовый уровень, 8–9 классы ↗Единое содержание общего образованияПроверенная копия программы ↗Страницы PDF: 11, 12, 44, 45
Дополнительные первичные источники
Содержание базового курса сверено с программой 12 октября 2026 г. Источники программы описывают содержание школьного курса химии; объяснения, примеры и задания — авторские материалы Умблика. Последовательность школьных занятий и актуальные требования уточняет учитель в рабочей программе.
Твой маршрут
Химия