Кремний и его соединения

Кремний — один из самых распространенных элементов земной коры.  В природе встречается только в виде двуокиси кремния SiO2 (кремнезем)  и виде солей кремниевых кислот (силикатов). Наиболее широко распространены алюмосиликаты, в их состав входит алюминий. К ним относятся полевые шпаты, слюды, каолин и др. Кристаллический диоксид кремния находится главным образом в виде минерала кварца. Прозрачные, бесцветные кристаллы кварца, имеющие форму шестигранных призм с шестигранными пирамидами на концах, называются горным хрусталем.

 

 

 

Горный хрусталь, окрашенный примесями в лиловый цвет, называется аметистом, а в буроватый-дымчатым топазом. К мелкокристаллическим разновидностям кварца относятся агат и яшма. Одной из разновидностей кварца является кремень.  Из мелких зерен кварца состоит обычный песок.  Чистый песок-белого цвета, но чаще он бывает окрашен соединениями железа в желтый или красноватый цвет.  

Свободный кремний можно получить  в результате реакции

SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si

В промышленности его получают в электрических печах

SiO2 + 2C = Si + 2CO

При этом образуется бурый порошок аморфного кремния. Кремний не растворяется ни в одном растворителе, кроме расплавленных металлов. При медленном охлаждении раствора кремния в цинке или в алюминии кремний выделяется в виде хорошо образованных кристаллов октаэдрической формы.  Кремний проявляет полупроводниковые свойства.

При нагревании аморфный кремний легко соединяется с кислородом, галогенами и серой.

Кислоты, кроме смеси HF и HNO3 , не действуют на кремний, но щелочи энергично реагируют с ним

Si + 2KOH + H2O = K2SiO3 + 2H2

Карбид кремния SiC, называемый карборундом, в больших количествах получают в электрической печи по схеме

SiO2 + 3C = SiC + 2CO

По внутреннему строению карборунд представляет собой как бы алмаз, в котором половина атомов углерода равномерно заменена атомами кремния. Этим объясняется его большая твердость.

Читайте также:  рН сильных кислот

Из порошка карборунда изготавливают шлифовальные круги, бруски, шлифовальную бумагу. На его основе производят плиты для сооружения полов, платформ и переходов в метро и на вокзалах.  Из него готовят муфели и футеровку для различных печей.

Хлорид кремния SiCl4  получают при нагревании

SiO2 + 3C + 2Сl2= SiCl4 + 2CO

который используется для синтеза кремнийорганических соединений.

Диоксид кремния — кислотный окисел. Ему соответствуют слабые малорастворимые в воде кремниевые кислоты.  Их соли — силикаты — в большинстве своем нерастворимы в воде; растворимы лишь силикаты натрия и калия. Они получаются сплавлением диоксида кремния с едкими щелочами

SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O

SiO2 + 2KOH = K2SiO3 + H2O

Благодаря внешнему сходству со стеклом силикаты натрия и калия получили название растворимого стекла.

При нагревании смесей многих силикатов получаются аморфные сплавы, называемые стеклами. Состав обычного оконного стекла, а также “бутылочного” стекла  приблизительно выражается формулой  Na2O×CaO×6SiO2.

К важнейшим материалам, изготавливаемых силикатной промышленностью,  относится цемент.

 

Ваша оценка?

Петр Иваныч
Петр Иваныч
Возможно этот человек ответит на ваши вопросы
Задать вопрос

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Всё о химии
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: