4. Дать характеристику элементу с № 14.

Характеристика элемента с № 14 (Кремний, Si):

1. Положение в Периодической системе Д.И. Менделеева:

• Период: 3
• Группа: 14 (IVA)
• Положение: Главная подгруппа.
• Название: Кремний (Silicium, Si).
• Атомный номер: 14.
• Относительная атомная масса: ~28,085.

2. Строение атома:

• Зарядовое число (число протонов): +14.
• Число электронов: 14.
• Число нейтронов: 14 (в наиболее распространенном изотопе ²⁸Si).
• Электронная формула: \( 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^2 \) или \( [Ne] 3s^2 3p^2 \).
• Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня: \( 3s^2 3p^2 \).
• Количество энергетических уровней: 3.
• Количество электронов на внешнем уровне: 4.

3. Химические свойства:

• Физические свойства: Кремний — твердое кристаллическое вещество серого цвета с металлическим блеском. Является полупроводником.
• Валентность: Наиболее характерные валентности — IV и II.
• Взаимодействие с простыми веществами:
• С кислородом (при нагревании): \( \text{Si} + \text{O}_2 \xrightarrow{\Delta} \text{SiO}_2 \) (кремнезем)
• С галогенами (при нагревании): \( \text{Si} + 2\text{Cl}_2 \xrightarrow{\Delta} \text{SiCl}_4 \) (тетрахлорид кремния)
• С щелочами (в расплаве или растворе): \( \text{Si} + 2\text{NaOH} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Na}_2\text{SiO}_3 + 2\text{H}_2 \uparrow \) (силикат натрия)
• С металлами (при высоких температурах, образование силицидов): \( 2\text{Al} + 3\text{Si} \xrightarrow{\Delta} \text{Al}_2\text{Si}_3 \)
• С водородом (при высоких температурах): \( \text{Si} + 2\text{H}_2 \xrightarrow{\Delta} \text{SiH}_4 \) (силан)
• С кислотами: Не реагирует с разбавленными кислотами (кроме плавиковой).
• С плавиковой кислотой (HF): \( \text{Si} + 4\text{HF} \rightarrow \text{SiF}_4 + 2\text{H}_2 \uparrow \)
• Оксид кремния (IV) - SiO₂:
• Амфотерный оксид, но проявляет кислотные свойства. Не реагирует с водой. Реагирует с основаниями и основными оксидами при сплавлении.
• \( \text{SiO}_2 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{SiO}_3 + \text{H}_2\text{O} \)
• \( \text{SiO}_2 + \text{CaO} \xrightarrow{\Delta} \text{CaSiO}_3 \)
• Кремниевая кислота (H₂SiO₃):
• Слабая кислота. Выпадает в виде геля при подкислении растворов силикатов.
• \( \text{Na}_2\text{SiO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{H}_2\text{SiO}_3 \downarrow + 2\text{NaCl} \)

4. Распространение в природе:

• Кремний — второй по распространенности элемент в земной коре (после кислорода), составляет около 27,6% массы.
• В природе встречается в виде оксида (SiO₂ — кварц, кварцевый песок, горный хрусталь, агат, яшма) и силикатов (полевые шпаты, слюды, глины, асбест).

5. Применение:

• В производстве стекла, керамики, цемента.
• В металлургии (добавка к стали).
• В электронике (полупроводники, производство микросхем).
• В качестве наполнителя в резиновую промышленность (диоксид кремния).
• В строительстве (песок, глина).

Ответ: Кремний (Si), № 14, 3 период, группа IVА. Электронная формула: \( [Ne] 3s^2 3p^2 \). Наиболее характерные валентности: IV, II. Химически активен при высоких температурах. Распространен в природе в виде оксида и силикатов. Используется в производстве стекла, электроники и др.