Състава на силиций. Химия на силиций и връзките му

Силиконът се получава чрез възстановяване на оксида с излишък от магнезий при нагряване:

На двете амотропни модификации на силиций - кристален и аморфен - химически по-активен аморфен силиций. Той реагира с кислород, когато се нагрява, образувайки

както и с всички халогени, например:

При висока температура силиций е комбиниран с въглерод, образуващ карборунд - вещество, твърдост близо до диаманта:

При реакции с активни метали, които текат към образуването на силициди, силиций действа като окисляващ агент:

При действие върху силицидите на солна киселина се получава най-простото водородно съединение от силициев силиций

Силиций и силициев оксид.

Силиконов оксид - твърда, много огнеупорна субстанция (точка на топене, широко разпространена в природата. Той се намира под формата на две модификации - кристален и аморфен кварц. Той е анхидрид от серия от силициеви киселини, чийто състав може да бъде изразен от тях Общата формула, където x и y са цели числа:

1), т.е. - метамремови киселина;

2), т.е. - Оскремична киселина;

3), т.е. - двуцветна киселина.

Силиконовите киселини, в чиито молекули има повече от една молекули, принадлежат към поликремин. Най-простата силициева киселина често се нарича силициева киселина често се нарича.

Всички силициеви киселини са много слаби (по-слаби въглища). Солите на всички силиконови киселини се наричат \u200b\u200bсиликати, въпреки че, като правило, в образователната литература при силикати са предназначени соли на метамремовата киселина. Когато стоите на въздуха, се пречистват силикатни разтвори, тъй като въглеродният оксид (IV) във въздуха (IV) измества силициевата киселина от нейните соли:

Силикавата киселина е практически неразтворим във вода - този имот се използва като реакция с високо качество на йона.

Силикатите се получават чрез синтез на силициев оксид с алкали или карбонати:

Натриевите и калиевите силикати са най-широко използвани. Концентрираните разтвори на тези соли се наричат \u200b\u200bтечно стъкло; Те имат силна мисказуална реакция поради хидролиза. Течно стъкло се използва при производството на лепило и водоустойчиви тъкани.

- Характеристики на елемента на силиций: електронна структура, възможни степени на окисление, основни връзки: оксид, хидроксид. Аморфен и кристален силиций.

Силиций- елемент от 3-тия период и IVA-групата на периодичната система, пореден номер 14. Електронна формула на Atom 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P2 \u003d [10 ne] 3S 2 3P2. Характерната степен на окисление в съединения + IV.

Скала на силиций окисление:

Електричеството силиций е ниско за неметали (2.25). Проявява неметални (кисели) свойства; Формира оксиди, силициеви киселини, много голям брой соли - силикати под формата на вериги, ленти и триизмерни решетки на тетрадедра, двоични съединения. Понастоящем химията в момента се развива. органични съединения Силикон със Si-C и силициев полимери - силиций и силиконови гумени полимери - Si - Si, Si - O и Si - S.

Най-важният елемент на неодушенията, вторив химическо разпространение. Той се намира само в съответната форма. Жизненоважен елемент за много организми.

Силиций si -Просто вещество. Най-тъмно - тъмно сиво, с метален блясък, много твърда, много крехка, непрозрачна, огнеупорна, обща полупроводник. Кристалната решетка е атомна, SI връзка SI е много издръжлива. Аморфен - бял или жълто-кафяв (с примеси, най-вече Fe), е химически по-активен. Устойчив на въздух (покрит с твърд оксиден филм), не реагира с вода. Реагира с HF (конц.) Алкали. Окислени от кислород, хлор. Регенерирани от магнезий. Грехове с графит. Индустриалът е железен сплав - ferrosilicia.(12-90% SI). Използва се като легираща добавка в стомана и сплави на цветни метали, компонент на полупроводникови материали за микроелектрониката, основата на силиконите.

Уравнения на най-важните реакции:

Получаванев индустрията: Recovery SICL 4 или SiO 2 при калциране:

SICL 4 + 2ZN \u003d Si.+ 2zncl 2.

Sio 2 + 2mg \u003d Si.+ 2mgo.

(Последната реакция може да се извърши и в лабораторията, след третиране със солна киселина, остава аморфен силиций).

Диоксид sio Silicon. 2 – Киселинен оксид. Бяла пудра (кварцов пясък)и прозрачни кристали, естественият продукт е боядисан от примеси (силициев диоксид) - под формата на конвенционален пясък и камък (Flint).Атомна кристална решетка, всеки силициев атом е заобиколен от четири кислородни атома и всеки кислороден атом е два силициеви атома. Има няколко кристални модификации (всички минерали), най-важното - кварц, тридимитикристалит,рядко срещани и изкуствено получени - kitit, Coecis, стил, меланофлоген, влакнест силициев диоксид .Tug, с бавно охлаждане на стопилката, се образува аморфна форма - кварцово стъкло.(в природата минерал hearsheit).Най-химически активната аморфна форма.

Практически не реагира с вода (хидрат Si0 2 NN2O), утаява се с киселини, утаявани от разтвора. Кварцовото стъкло се удължава в HF (конц.). Реагира с алкали в разтвор (форми ортосиликати)и когато се сливат (продукти - продукти - метасиликати).Лесно хлориди в присъствието на кокс. Възстановява кокс, магнезий, желязо (в процеса на домейна).

Използва се като промишлени суровини в производството на силиций, конвенционално, термо- и химически устойчиви стъкло, \\ t

порцелан, керамика, абразиви и адсорбенти, гумен пълнител, смазочни материали, лепила и бои, компоненти на решенията за свързване на сгради, под формата на кварцови единични кристали - основата на ултразвукови генератори и точния курс на кварцов час. Кварцови сортове ( rhinestone, розов кварц, аметист, опушен кварц, Chalceony, Onyski Д-р) - скъпоценни, полускъпоценни или разнообразни камъни.

Уравнения на най-важните реакции:

Силиконов диоксид полихидрати 2 NH2O -Силиконови киселини с променливо съдържание на Si02 и Н20. Бял, аморфен (стъкловиден) полимер с верига, лента, лист, мрежест и рамкова структура. Когато се нагрява, постепенно се разлага. Много малко разтворимо във вода. Над седимента в разтвор има мономерен слаб ортокрамиумкиселин Н 4 Si04 (тетраделна структура, SR 3-хибридизация), разтворимост 0.00673 g / 100 g H20 при 20 ° С. При постоянния разтвор има поликондензация и бавно образува се при първите силициеви киселини Н 6 Si2O7, H2Si2O5, H10 Si2О 9, след това хидрозол N (Sol methacrema.киселини) и накрая хидрогел Sio 2 NN 2O (n< 2). При высушивании гидрогель переходит в силикагель SiO 2 nН 2 O (n < 1). Скорость гелеобразования максимальна в слабокислотной среде.

Преведено в разтвор чрез действие на концентрирани основи. От останалите химични свойства Подобно на SiO 2. В природата - минерали опутати халцедон (ахат, яспис).Не е получена мономерна метамеренова киселина H 2 Si03.

Уравнения на най-важните реакции:

Получаване: преместване със силна киселина от силикатно решение, например:

K2 Si0 + 2NCl + (N - 1) H2O \u003d 2KCL + Sio 2 nn 2 o↓

Натриев метасиликация 2 Si0 3 -Оксол. Бяло, когато се разтопи, без разлагане. Разтворен в студена вода (силна хидролиза на аниона). Концентрираният разтвор е колоиден ("течно стъкло" съдържа хидрозол Si0 NN2O). Разлага се в гореща вода, реагира с киселини, основи, въглероден диоксид.

Използва се като компонент на сместа в производството на стъкло, специални цименти и бетон, е включено в състава на силикатни бои и лепило, студени глазури, алумосиликатни катализатори, в производството на хартия и картон, силикагел, синтетични зеолити . Уравнения на най-важните реакции:

Получаване: Сода пръстени с пясък

Na 2 Si0 + Sio 2 \u003d CO 2 + Na 2 Sio 3(1150 ° C)

Силикати.Силикон в степента на окисление + IV се намира, в допълнение към Sio 2, в много многобройни и често много сложни в състава и структурата силикатни йони(така че с изключение на zhetasilikat-йон.Sio 3 2- и ортосиликат-йон.Si0 4-известен SI 2O 7 6-, Si 3 O 9 6-, SI 2 O 10 4- и т.н.). За лекота на запис всички силикати са изобразени като съдържащи Si0-йон 2-.

Наситен разтвор на натриев силикати и калий (вискозно "течно стъкло") се използва като силикатно лепило.

Солището натрий и калций са част от стъклото; Получава се чрез сливане на кварц Si02, Saso 3 варовик и сода Na 2 CO 3:

Често съставът на стъклото се експресира чрез оксиди, например, обичайното стъкло на Na2O SAO 6SIO 2.

Сред силикатни минерали ние отбелязваме глина (алумосиликати), много чиста глина - каолинAL 2O 3 2SIO 2 2N 2 O се използва за производството на порцелан.

Силикатите и алуминиевиците се използват в промишлеността в производството на керамика, цимент, бетон и други строителни материали.

Силициев тетрахлорейф4.Двоична връзка. Безцветна течност, има широк интервал от течно състояние. Молекулата има тетраедрена структура (SP 3-хибридизация). Терминално стабилно. "Умре" във влажен въздух. Напълно хидролизиран с вода. Разлагат основите. Възстановен от водород, натрий, цинк. Хлони алуминиев оксид.

Използва се при производството на високо чист силиций за полупроводникова технология.

Уравнения на най-важните реакции:

Получаванев индустрия- Sio 2 хлориране или кварцов хлориране.

Кристален силиций е основната форма, в която силиций се използва при производството на фотоволтаични преобразуватели и солидни електронни устройства по методи за равнинна технология. Използването на силиций под формата на тънки филми (епитаксиални слоеве) на кристалната и аморфната структура върху различни субстрати се развива активно.