Si-один из самых распространённых в земной коре элементов. Самый распространенный после О2. В природе Si встречается только в виде соединения: SiО2. Важнейший элемент растительного и животного царства.
Получение: Технический: SiO2 + 2C ==== Si + 2CO. Чистый: SiCl4 + 2H2 = Si + 4HCl. SiH4 =(t) Si + 2H2. Применяют в металлургии и в полупроводниковой технике. Для удаления О2 из расплавленных Ме и служит составной частью сплавов. Для изготовления фотоэлементов, усилителей, выпрямителей.
Физ свойствааза. Кремний- серо-стального цвета. хрупок, только при нагревании выше 800 °C он становится пластичным веществом. Прозрачен к инфракрасному излучению, полупроводник. Кристаллическая решетка кубическая типа алмаза, но из-за большей длины связи между атомами Si—Si по сравнению с длиной связи С—С твердость кремния значительно меньше, чем алмаз. Аллотропный Si-порошок серого цвета.
Химические свойства: При н. у. Siмалоактивен и реагирует только с газообразным фтором: Si +2F2 = SiF4↑
Аморфный Si более реакционноспособен, расплавленный очень активен.
При нагревании до температуры 400—500 °C кремний реагирует с O2, Cl2, Br2 , S: Si + O2 = SiO2. Si + 2Cl2 = SiCl4
С азотом кремний при температуре около 1000 °C образует нитрид Si3N4,
с бором — термически и химически стойкие бориды SiB3, SiB6 и SiB12.,
c углеродом - карбид кремния SiC (карборунд).
При нагревании кремния с металлами могут образовываться силициды.
С кислотами Si не реагирует, лишь со смесью НNO3 и HF окисляет его до гексафторкремневой кислоты: 3Si+8HNO3+18HF=3H2[SiF6]+4NO+8H2O
В растворах щелочей энергично растворяется на холоде (неметаллические свойства): Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2 H2
При высоких температурах медленно взаимодействует с водой: Si + 3H2O = H2SiO3 + 2H2
Водородные соединения Si.С водородом кремний непосредственно не реагирует, соединения кремния с водородом — силаны с общей формулой SinH2n+2 получают косвенным путем. Моносилан SiH4 Ca2Si + 4HCl → 2CaCl2 + SiH4↑примесь других силанов, дисилана Si2H6 и трисилана Si3H8.
ПолисиланыТоксичны, имеют неприятный запах, менее термически стойки, по сравнению с СnH2n+2ВосстановителиSiH4 + O2 = SiO2 + 2 H2O
В воде гидролизуютсяSiH4 + 2H2O = SiO2 + 4H2
Соединения кремния с металлами – СИЛИЦИДЫ
I.Ионно-ковалентные:силициды щелочных, щелочноземельных металлов и магния Ca2Si, Mg2Si
Легко разрушаются водой:Na2Si + 3H2O = Na2SiO3 + 3 H2
Разлагаются под действием кислот: Ca2Si + 2H2SO4 = 2CaSO4 +SiH4
II. Металлоподобные:силициды переходных металлов.Химически стойки и под действием кислот не разлагаются, устойчивы к действию кислорода даже при высоких температурах. Имеют высокие Tпл (до 2000 °C). Многие обладают металлической проводимостью. Наиболее часто MeSi, Me3Si2, Me2Si3, Me5Si3 и MeSi2.
Силициды d-элементов используют для получения жаропрочных и кислотоупорных сплавов.Силициды лантаноидов применяют в атомной энергетике в качестве поглотителей нейтронов.
SiC – карборундТвердое, тугоплавкое вещество. Кристаллическая решетка аналогична решетке алмаза. Является полупроводником. Используется для изготовления искусственных драгоценных камней
Диоксид кремния легко реагирует с F2 и HF: SiO2 + 4HF = SiF4 + 2 H2O. SiO2 + F2 = SiF4 + O2В воде не растворяется.
В растворах щелочей при нагревании растворяется:SiO2 + 2NaOH =Na2SiO3 + H2O
Спекаетсяссолями: SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2. SiO2 + PbO = PbSiO3
Кремниевые кислотыОчень слабые, малорастворимые в воде кислоты. В воде кремниевые кислоты образуют коллоидные растворы.
Соли кремниевых кислот называют силикатами. SiO2 соответствует кремниевая кислота, которую можно получить действием сильной кислоты на силикатNa2SiO3 + HCl = H2SiO3 + NaCl
H2SiO3 - метакремниевая, или кремниевая кислота. H4SiO4 - ортокремниевая кислота существуют только в растворе и необратимо превращаются в SiO2, если выпарить воду.
Силикаты-соли кремниевых кислот, каждый атом Siокружает тетраэдрически расположенный вокруг него атом О2. Тесная связь Si и О2.
