Sastav silikonske hemije. Optimizacija nove metode dobivanja čistog silikona
Da biste izolirali čist silikon, hemičari provode kvarcni pijesak s magnezijumom. Takođe, silicijum se plaća na visokim temperaturama, pa čak i "odrastao". Czokralsky metoda omogućava upotrebu pritiska, temperature i silikonskog spoja za dobivanje kristala čiste tvari.
Život
Silikonski spojevi aktivno se koriste u domaćinstvu i ljudskoj farmi, u industriji. Kvarcni pijesak koristi se u dobijanju stakla i cementa. Silikatna industrija je imenovana tako u čast Silicon-a, "Drugo ime" od kojih "silicijuma". Sililikate se koriste u poljoprivreda, Prilikom gnojivanja tla. Takođe, silikata se takođe dobija na osnovu silikonskih spojeva.Radioelektronika
Silicon ima jedinstvene radio elektroničke svojstva. Čist silicijum je poluvodič. To znači da može izvršiti struju pod određenim uvjetima kada je provodljiva zona mala. Ako je područje provodljivosti veliko, silicijum se poluvodič pretvara u silikonski izolator.Poluprovodnička svojstva nemetallolskog silikona dovela je do stvaranja tranzistora. Tranzistor je uređaj koji vam omogućava da kontrolirate napon i struju čvrstoću. Za razliku od linearnih vodiča, silicijumski tranzistori imaju tri glavna elementa - sakupljač "sakupljajući" trenutnu, bazu podataka i emiter, jačanje struje. Izgled tranzistora uzrokovao je "elektronski procvat", doveo do stvaranja prvih računara i kućanskih aparata.
Računari
Silikonski uspjesi u elektronici nisu ostali nezapaženi u računarskom tehničaru. U početku su procesori željeli učiniti iz "skupih" tipičnih poluvodiča, na primjer, Njemačka. Međutim, njegova visoka cijena nije omogućila stavljanje proizvodnje Njemačke ploče na tok. Tada su vijci iz IBM-a odlučili riskirati i isprobati kao materijal za "srce" računarskog sistema silikona. Rezultati nisu uspjeli čekati.Silicijumske ploče pokazale su se prilično jeftinim, što je bilo posebno važno na samom početku generacije računarske industrije, kada je bilo puno braka i nekoliko potencijalnih kupaca.
Danas silicijum mikrocircuiti dominiraju u računalnoj industriji. Čisti silikonski kristali za prerađivače i kontrolere naučili su rasti u tvorničkim uvjetima, materijal je jednostavan za rukovanje. A glavna stvar - Silicon je omogućio udvostručiti broj elemenata na procesoru svake dvije godine (zakon moore). Dakle, na silikonskoj šemi iste veličine sve više i više tranzistora i drugih logičkih elemenata postaju sve više i više. Silicijum je dozvoljen da radi informaciona tehnologija Maksimalno efikasan.
Kurs rad na temi:
Optimizacija nove metode primanja
Čist silikon.
Pripremljeno: Obalni Daniel
Subbotin Dmitrij.
Voditelj:
moskva. Sunc Moskovski državni univerzitet
2012
Uvođenje
Tema pribavljanja polikristalnog silicijuma od strane aluminotermije relevantna je za činjenicu da pruža razmatranje nove metode za proizvodnju polikristalnog silikona bez opsežnih troškova materijalnih i vremenskih resursa. Proizvod proizveden ovim metodom može biti jeftina sirovina za daljnju obradu.
Ovaj je rad nov u tome koristi najlakše, prethodno neiskorištene metode za dobivanje čistog silikona.
U budućnosti će se u okviru rada dobiti potreban proizvod - polikristalni silikon, način oporavka silikonskog dioksida aluminija.
Zadaci rada:
1. Analiza modernih metoda za dobivanje silikona;
2. Optimizacija nove metode pribavljanja konačnog proizvoda.
Silicon kao element.
Silicijum u prirodi.
Prema rasprostranjenosti u zemljinoj kore silikona, među svim elementima potrebno je drugo mjesto (nakon kisika). Silicijum čini 27,7% mase Zemljine kore. Silicijum je dio nekoliko stotina različitih prirodnih silikata. Među njima, AL4 (oh) 8 Kaolinite, Topaz Al2 (SIO4) FE2, aluminozalici (poljski bamolje, Mića, glineni minerali itd.). Široko rasprostranjena i silicijum ili silicijum oksid (iv) - SiO2 (riječni pijesak, kvarc, kremen, itd.), Što čini oko 12% zemlje zemlje (masom). U slobodnom obliku silikona u prirodi nije pronađen. Silicon SIO2 također je uključen u sastav biljnih i životinjskih organizama.
Hemijska i fizička svojstva silikona.
Silicijum (silicij) Si, hemijski element IV grupa periodični sistem, Atomski broj 14, atomska težina 28.0855. Sastoji se od tri stabilna izotopa (92,27%), (4,68%) i (3,05%). Konfiguracija vanjske elektronske ljuske silikonskog atoma -; Stepen silicijum oksidacije je +4 kao najstabilniji, kao i +3, +2 i +1. Atomski radijus -01333, polumjer jona - 0,040 Nm sa koordinacijom broj 4, i 0,054 Nm sa koordinacijom broj 6), kovalentni polumjer je 0,1575 Nm.
Kompaktni silicijum je srebrnasta siva supstanca s metalnim sjajem. Kristalna rešetka stabilne modifikacije kubnog grazent-centra, vrsta dijamanta. (Pogledajte Dodatak.) Na visokim pritiscima postoje i druge polimorfne modifikacije: na 20 GPA - Silicon I sa tetragonalnom rešetkom, iznad 20 GPA - Silicon II sa šesterokutnom rešetkom i silicijum III. U normalnim uvjetima, silicijum krhki, a na temperaturama iznad 800 ° C postaje plastika. Elektrofizička svojstva silicijea ovise o prirodi i koncentraciji nečistoće prisutnih i strukturnih oštećenja. Da biste dobili silikonski monokristi s provodljivošću rupa, koristite legirane aditive B, Al, GA, u elektroničkoj provodljivosti - P, kao, SB. Nečistoće AU, CU, FE, MN, V i neki drugi značajno smanjuju životni vijek trenutnih prijevoznika u silikonskim monokristalima. Maksimalna rastvorljivost nečistoća u silicijum primijećena je na temperaturi u ° C. Električna svojstva silikona mogu se snažno mijenjati tokom termičke obrade. Dakle, grijanje pojedinačnih kristala koji sadrže kisik, do 400-500 ° C vodi do povećanja provodljivosti elektrona, te uzastopnim grijanjem do ° C, taj efekat nestaje. Obično se toplotna obrada dovodi do značajnog smanjenja trenutnog životnog vijeka govornika.
Na niskim temperaturama, silicijum je hemijski inert, ali kada se zagrijava, njegova reaktivnost naglo povećava. Posebno aktivan rastopljeni silicijum. Koordinacijski broj silikonskih atoma 4, ponekad 6, na primjer, u fluorosilicatima koji sadrže anion. Spojevi u kojima je Silicon formalno bivalentni, očigledno sadrži Si-SI priključak i, po pravilu, polimer. Zbog filma otpornog na silikon koji se formira na površini, čak i na povišenim temperaturama. Amorfni silicijum ima mogućnost rastvaranja značajnih količina različitih plinova, prije svega H2. U ovom slučaju, čvrsto rješenje formira se sa sadržajem vodonika do 47%, nazvan L-SI: H, koji ima svojstva poluvodiča. Sa azotom višim na temperaturi od 1000 ° C, silikonski oblik silikon, sa fosforom - SIP fosfidom, sa arsenom - SiaS2 i SIAS arsenide, s boronom - termički otporni i hemijski otporniji boridi SIB3, SIB6 i SIB12. Većina metala daje vatrostalne visokog silicide.
Biološka svojstva silikona.
Za neke organizme, Silicon je važan biogeni element. Dio je potpornih formacija u biljkama i skeletnim - kod životinja. U velikim količinama silikona, morski organizmi su koncentrirani - dijatomi algi, radolaria, spužva. Tkanina od mišićne tkanine sadrži (1-2) ·% Silicon, koštano tkivo - 17 ·%, krv - 3,9 mg / l. Sa hranom u ljudskom tijelu dnevno dolazi do 1 g silikona.
Silicijum spojevi nisu otrovni, ali udisanje visoko raspršenih čestica, kako se formira i silikate i silikativni i silikationi, na primjer, s eksplozivnim radovima, prilikom rasa u rudnicima, tijekom rada uređaja za pjeskarenje je izuzetno opasan. SIO2 Mikročesti koji su pali u pluća kristali su u njima, a kristalline ruke uništavaju plućne tkivo i uzrokuju ozbiljnu bolest - silikoze.
Dobiti puni tekstIstorija primjene
Prirodni spojevi silicijuma - silicijum dioksid (silika) - poznati su vrlo dugo. Drevni dobro poznavali su rhinestone ili kvarc, kao i drago kamenje, koje su obojene u različitim bojama kvarc (ametist, dimljeni kvarc, chalcedony, chrysopraza, topaz, onyx, itd.) Iz silikona u prapovijesti - savjeti Za strelice i kopije, strugači, vatra. Za 5. stoljeće, kremene su korišteni za požar baruta u puškama i puškama, jer je puhao stolice o kremenu, izgorjelo je dugotrajnu iskra. Postoje dokazi da su ratnici Aleksandra Makenskog, napuštajući kampanju, morali imati torbu napunjenu silicijum sa sobom, a Peter sam insistirao, a Peter I. oba zapovjednik je znala za pročišćavanje vode. U Rusiji silicijum je napravljen da izlaže dno bunara kako bi očistio vodu. Upotreba silikonskih spojeva povezanih sa njihovom preradom je proizvodnja stakla - počela je još uvijek Drevni Egipat Oko 3000 godina bc e.
Ime Silicije ili Kizel (Kiesel, Flint) predložio je Berzelius. Čak i, Thomson je ponudio ime Silicon (Silicon), usvojen u Engleskoj i Sjedinjenim Državama, analogno s boronom (Borbonom) i ugljikom (ugljikom). Riječ silicijuma (silicij) dolazi iz silika (silika); Kraj "A" uzet je u XVIII i XIX veku. Za imenovanje zemljišta (silika, aluminia, Thoria, Terbia, glucina, kadmija itd.). Zauzvrat, riječ Silica povezana je sa latom. Silex (jak, kremen).
Rusko ime Silicon dolazi iz slavenskih riječi vinove loze, Kremitics, jak, condemet, cesica (udari gvožđe oko pojasa za dobivanje iskre) i drugih. U ruskoj hemijskoj literaturi rani Xix. u. Postoje "Silicijska" imena (Zakharov, 1810), "Silizija" (Solovyov, Dvigubsky, 1824), "Flint" (strah, 1825), "silika", 1827. godina, "silicijum" i "silicijum" (Hess , 1831.).
Elementarni silicon dobiven je samo u XIX veku, iako su pokušaji raspadanja Silicije preuzeli Shehele i Lavoisier, Davy (koristeći Voltov post), gay loussak i trenar (kemijski put). Britzelius, koji žele razgraditi silika, zagrijala ga je u smjesi željezni prah i ugljen do 1500 ° C i primio Ferrosilicu. Samo 1823. godine, tokom studija spojeva za odlaganje kiseline, uključujući SIF4, primio je besplatan amorfni silicijum ("radikalni silicijum") interakciju fluorida silikonskih i kalijumske pare. Saint Clare Deville 1855. primio je kristalni silikon.
Upotreba silikona u modernoj industriji.
Do danas, Silicon je bio rasprostranjen u mnogim oblastima industrije.
Tehnički silicijum pronalazi aplikacije kao sirovine za metalurška industrija. Koristi se kao komponenta legura (bronza, silumin); deoksidizer kada topeli lijepivo gvožđe; Svojstva metala ili legiranog elementa, na primjer, dodavanje određene količine silikona u proizvodnji transformatorskih čelika povećava prisilnu silu (demagnetiziranje vanjskog magnetnog polja) gotovog proizvoda.
Također, tehnički silicijum koristi se kao sirovine za proizvodnju čistije polikristalni silikon i pročišćeni metalurški silikon.
Silicijum - sirovine za proizvodnju silikonskih materijala (spojevi, u molekulama od kojih se nalazi veza između silikonskih i ugljičnih atoma) i sile.
Ponekad silicijum tehničke čistoće i njegove legure sa željezom - ferosicikacijom, koristi se za proizvodnju vodonika na terenu. Silicijum se rastvara u vrućem alkalnom otopinu s puštanjem vodonika: SI + 4NAOH \u003d NA4SIO4 + 2H2.
Ultraper silicon koristi se za proizvodnju pojedinačnih elektroničkih uređaja (nelinearni pasivni elementi električnih krugova) i čip od jednog čipa.
Čista silikon, supercinski silikonski otpad, pročišćeni metalurški silikon u obliku polikistala glavna su sirovina za solarnu energiju.
Monokristalni silicijum - pored elektronike i solarne energije koja se koristi za proizvodnju ogledala za plin lasera.
Spojevi silikonskih metala - silikadi su široko dosljedni u industriji (na primjer, elektroničkim i atomskim) materijalima sa širokim rasponom korisnih hemijskih, električnih i nuklearnih svojstava (otpornost na oksidaciju, neutron itd.). Silicide više elemenata važni su termoelektrični materijali.
Silikonski spojevi služe kao osnova za proizvodnju stakla i cementa. Silikatna industrija bavi se proizvodnjom stakla i cementa. Ona proizvodi i silikatnu keramiku - opeku, porculan, faine i proizvode od njih.
Silikat ljepilo, koji se koristi u izgradnji kao sredstva, a u pirotehniku \u200b\u200bi u svakodnevnom životu za lijepljenje papira.
Dobivaju se i silikonska ulja i silikoni - materijali na bazi silikonskih spojeva.
Rastući kristali
Većina metoda za dobivanje čistih silikona povezana je sa dobivanjem poli - ili pojedinačnih kristala.
Uzroci i uslovi za formiranje kristala
Dobiti puni tekstČestice materijala (atomi, molekuli, joni), klisure ili tečne (rastopljene) tvari, imaju visoku kinetičku energiju, kontinuirani su u pokretu. S vremena na vrijeme suočavaju se, formiraju klice - mikroskopski fragmenti buduće strukture. Najčešće se takvi embrioni raspadaju, koji je povezani ili sa vlastitim oscilacijama ili sa bombardiranjem njihovim slobodnim česticama. Međutim, za početak kristalizacije potrebno je da klice dostigne kritičnu vrijednost, i.e. sadrži tako brojne čestice u kojima bi dodavanje sljedeće čestice učinila rast embriona energetski isplativiji od njegovog propadanja. Takva prilika za većinu tvari se očituje ni sa smanjenjem temperature, kao rezultat toga što su temperaturne fluktuacije smanjene ili s povećanjem koncentracije tvari u otopini ili plinu, što dovodi do povećanja vjerojatnosti Dio čestica jedno s drugim, odnosno nastanka embrija.
Stoga se kristalni rast može smatrati procesom kojom su najmanja kristalna čestica embriona - dostići makroskopske veličine. Štaviše, kristalizacija se ne nastavlja u svim količinama, već samo tamo gdje se pojavljuju embrioni. Faktori koji utječu na pojavu embriona nisu samo hipotermija i povećanje koncentracije otopine ili viskoznosti rastopi, već i prisutnost stranih zglobova kristala ili prašine, na površini se prikupljaju čestice, pojednostavljuju početak kristalizacije.
Proces kristalizacije energično je povoljan. Rastući kristal ne čini ravnotežnu obrazac zbog činjenice da su različiti promjenjivi kristalizacijski uvjeti utjecali na to: temperatura, pritisak, gravitacija, hemijski sastav i srednja dinamika itd.
Mehanizmi rasta kristala
Na kraju XIX veka. Američki fizičar J. Gibbs (), francuski fizičar P. Curie i ruski kristallograf na termodinamičkoj osnovi, razvijena je kvantitativna teorija porijekla i rast kristala. Nešto kasnije, u 20-ima. XX vek, njemački fizičar M. Volmer () Teorija spontanog nukleacije kristala i njihov rast iznesen je.
Nakon termodinamičkog podučavanja GIBBS-a 1927. dobijeno je teorijska djela njemačkog fizičara-hemičara V. Kossel (1888 - 1956) i bugarska fizika (1, koja je objavila početak molekularne-kinetičke teorije kristalnog rasta kristala. Razmatrali su Rast savršenog kristala (lišen nedostataka, neizbježnog u stvarnim kristalima) s beznačajnim prevelikom bez uzimanja u obzir nesavršenosti stvarnih kristala i efekata kristalizacijskog medija. Ova teorija je objasnila fenomen slojskog sloja kristalnog rasta sa stajališta Atomsko molekularno stanje rastuće kristalne površine, zasnovano na energetskoj korisnosti dodavanja pojedinih čestica tvari u različitim položajima na površinskim kristalima od kristala.
U procesu rasta nastaju ili atomske glatke ili atomske grube ivice. Atomska glatka lica rastu po sloj-sloj sedimentom tvari i ostaju u procesu makroskopskog rasta. Takav rast se naziva tangencijalnim ili slojevima. Istovremeno, stopa rasta različitih lica bit će drugačija. Kao rezultat toga, kristali će rasti u obliku poliešedra.
Kristali sa atomskim grubim ivicama mogu pričvrstiti čestice sa makroskopske tačke gledišta na gotovo bilo koju točku površine. Takav rast se naziva normalnim. Istovremeno, stope rasta ivica kristala u različitim smjerovima bit će približno isti i kristali će steći zaobljene oblike. Rast atomskih grubih aviona i krajeva koraka zahtijeva samo potencijalne prepreke za ugradnju pojedinih atoma ili molekula. Rast atomskih glatkih površina zahtijeva stvaranje koraka, I.E. za rast svakog novog sloja potrebno je pojaviti na površini novog embrija, a to nije uvijek moguće zbog nedostatka usisavanja. U ovom se slučaju rast pojavljuje samo pokretanjem postojećih koraka. Dakle, prvi proces iz energetskog stanovišta je isplativije.
Pored toga, rub stvarnih kristala gotovo nikada nije idealan. Uvijek postoje kršenja na njihovim površinama - oštećenja, zahvaljujući kojim se pojavljuju vijčani i ivice dislokacije. Rast lica događa se na spiralu nezasićenim jednim slojem na drugu. I takvo se povećanje može pojaviti s koliko malih rukava, pa čak i iz pare. Dislokacije su, dakle, kontinuirano aktivni izvor slojeva i uklanjaju potrebu da se pojave na površini rastućeg lica dvodimenzionalnih embriona.
Kristalni oblici rasta
Monokristi su u potpunosti različiti oblici i veličina (vidi Prilog), ali na raznim odstupanjima iz idealnih kristalizacijskih uvjeta (na primjer, egzotične formacije rastu u viskoznim, kontaminiranim ili strogo osobama). Iskustvo pokazuje da sa malim prijedlozima i superhlađenjem postrojenja za rast postoje savršene - ocjene - oblici kristala. Uz povećanje odstupanja od ravnoteže, kristali mijenjaju svoj izgled, pretvaraju se u kosture, dendriti (iz grčkog. Dendron - Tree), navojne kristale ili sferne kristale ili sferne kristale. Ti se oblici razlikuju u činjenici da su skeletni kristali pojedinačni kristali, a dendriti su najčešće polikristalne formacije.
Dobiti puni tekstNedostaci kristala(vidi prilog)
Kristalni nedostaci nazivaju se kršenjem idealnog periodičnosti kristalne rešetke i razlikuju nekoliko sorti oštećenja u dimenziji: nula-dimenzionalna (tačka), jednodimenzionalna (ravna) i trodimenzionalna (stambena) i trodimenzionalna (volumen) Defekti.
Svi nedostaci koji su povezani s pomicanjem ili zamjenom male grupe atoma (vlastitim nedostacima točke) primjenjuju se na ZERIMER Crystal Defecte. Oni se javljaju kada se zagrijavaju, doping, u procesu kristalnog rasta i kao rezultat zračenja zračenja.
Isključeni nedostaci uključuju:
Na uređaju Leo Supra 50 VP izvedena je analizom metodom rasterske elektronske mikroskopije. Povećanje pucnjave mikrografija bilo je od × 500 do × 100 000.
Mikrografi su pokazali nejasno, jer za ovu metodu mikroskopije, uzorak mora biti dirigent, a Silicon je poluvodič. Ali, uprkos tome, kristalna tijela mogu se uzeti u obzir na fotografijama sa malim uvećanjem.
Analiza vrhova rendgenskog dijagrama pokazala je da je proizvod prisutan veliki broj nečistoće poteškoće i izuzetno inertnih spojeva aluminija i silikonskih oksida. Na osnovu tih podataka može se zaključiti da je tehnika nesavršena i potrebna je dodatna profitacija.
Literatura:
1., maleni kristali, M., 1969;
2. Moderni kompozitni materijali, ed. L. Butman i R. Kroka, Lane. Sa engleskog, M., 1970;
3. Monokristalna vlakna i materijali ojačani njima, perja. Sa engleskog, M., 1973; Kelly A.,
4. Materijali visoke čvrstoće, po. Sa engleskog, M., 1976; .
5. Rast filamentarnih i lamelarnih kristala iz pare, M., 1977;
6. Punila za moderne kompozitne materijale, po. Sa engleskog, M., 1981; .
7. Budući materijali. Na filamentilnim kristalima metala. M., 1989.
8., aluminijska proizvodnja feroallolija i ligatura, M., 1963.
9. Magazin "Hemija i život" 1982, 3 izdanje, str. 63.
10. Bulach sa kristalografskim bazama. M.: Alfa-M, 1989. - 156 str.
11. Egorov-tismenko i kristalohemija: udžbenik. - M.: KDU, 2005. - 592 str.
12., Shafranovsky. M.: GOSGEO - LTEHIZDAT, 1955 - 215s.
Silicijum je jedan od najčešćih elemenata u zemljinoj kore. To je (masa.) Dio Zemljine kore dostupne našem studiju, a drugi mjesto nakon kisika. U prirodi se nalazi samo u silikon dioksid (dioksidom), koji se naziva i silikonskim anhidridom ili silikatom, a u obliku silikonskih kiselina (silikata), najrašireniji u prirodnim alumiliolicima, tj. Uključene, aluminijumske, aluminijumske polje prevlake, mića, kaolin itd.
Kao ugljen, ulazak u sve organske tvari, suštinski je element postrojenja i životinjskog kraljevstva, tako da je Silicon glavni element u kraljevstvu minerala i stijena.
U većini organizma sadržaj silikona je vrlo mali. Međutim, neki morski organizmi akumuliraju velike količine silikona. Na njihove bogate morske biljke uključuju dijatome alge, mnoge silicijum sadrže radiolerije, silikonske spužve.
Besplatan silicon može se dobiti kalkalizacijom sa magnezijuma finim bijelim pijeskom, koji je silicijum dioksid:
Istovremeno se formira smeđi prah amorfnog silikona.
Silikon topiv u rastopljenim metalima. Sa sporom hlađenjem silikonskog otopine u cinku ili u aluminijumu, Silicon se pušta u obliku dobro oblikovanih kristala oktaedralnog oblika. Kristalni silikon ima čelični sjaj.
Silicijunski kristali visoke čistoće koji imaju minimalni broj oštećenja strukture karakterizira vrlo niska električna provodljivost. Nečisti i kršenja strukture strukture oštro povećavaju svoju provodljivost.
Silicijum se uglavnom koristi u metalurgiji i u tehnici poluvodiča. U metalurgiji se koristi za uklanjanje kisika od rastopljenih metala i služi kao sastavni dio mnogih legura. Najvažnije od njih su legure na bazi željeza, bakra i aluminija. U poluvodiču tehnologiju, Silicon se koristi za proizvodnju fotoćelija, pojačala, ispravljača. Poluprovodni uređaji sa sjedištem u silicijum izdržati grijanje prije, što proširuje njihov opseg.
U industriji silicijum se dobija obnavljanjem silikonskog dioksida sa kokom u električnim pećima:
Silicijum dobijen u skladu s ovom metodom sadrži nečistoće. Potrebno za proizvodnju silikonskih poluvodičkih uređaja visoke čistoće dobivaju se teže. Prirodna silika prevedena je u takav spoj silikona, koji je podložan dubokoj čišćenju. Silicon je tada izoliran od rezultirajuće čiste materije termičkim raspadanjem ili reduciranim sredstvom. Jedna od tih metoda je pretvorba Silicijum u silikon hlorid, čistići ovaj proizvod i obnavljanje silikona iz nje sa cinkama visokog čistoće, vrlo čisti silicijum može se dobiti i termičkim raspadanjem silicijuma ili silane.
Rezultirajući silikon sadrži vrlo malo nečistoće i pogodan je za proizvodnju nekih poluvodičkih uređaja. Da biste dobili još čistiji proizvod, podvrgnut je dodatnom čišćenju, kao što su toplina zona (vidi § 193).
U hemijskim odnosima silicijum, posebno kristallinom, je malo efikasan; Na sobnoj temperaturi direktno je povezan samo sa fluorom. Pri grijanju, amorfni silicijum lako se poveže sa kisikom, halogenima i sivom bojom.
Kiseline, pored mješavine fluorogena i mitričke kiseline, ne djeluju na silicijum, ali alkali snažno reagiraju s njom, ističući vodonik i formiranje siličkim kiselinom:
U prisustvu alkalnih tragova, što igra ulogu katalizatora, silicijum premješta vodonik iz vode.
Ako se mješavina pijeska i koka, snimljenog u određenom omjeru, dobiva u električnoj peći, tada se silicijumska spoj dobiva s karbonskim karbidom, zvanim Carborund:
Čisti karburund - bezbojni vrlo čvrsti kristali (gustoća 3.2). Tehnički proizvod obično se oslikava nečistoće u tamno sivoj boji.
Prema unutrašnjoj strukturi, karbarund je dijamant u kojem polovina atoma ugljika ravnomjerno zamjenjuje silicijum atomima. Svaki ugljeni atom nalazi se u centru Tetraedrona, čiji su vrhovi od silicijuma; Zauzvrat, svaki silicijum atom na sličan način okružen je četiri atoma ugljika. Kovalentne obveznice koje povezuju sve atome u ovoj strukturi, kao u dijamantu, vrlo su izdržljive. Ovo objašnjava veliku tvrdoću Carborunda.
Carborund se dobiva u velikim količinama; Njegova upotreba je raznolika i povezana je sa velikom tvrdoćom i vatrostalnom. Garbarski prah proizvodi brusne kotače, barove, brusili papir. Na njemu proizvodi ploče za izgradnju poda, platformi i prijelaza u metroa i na stanici. Prigušivači i obloge za razne peći pripremljene su iz njega. Mješavina karbar i silicijuma poslužuje kao materijal za proizvodnju silitarskih šipki za električne peći.
Na visokoj temperaturi, Silicon dolazi u vezu s mnogim metalima, formirajući silicide. Na primjer, kada se silikonski dioksid zagrijava višak metalnog magnezijuma, rekonstrukcija silicijuma kombinira se sa magnezijumom, formirajući magnezijum silicide.
Hemijski silikonski znak SI, atomska težina 28.086, CERNEL CHERULD +14. Kao, nalazi se u glavnoj podskupini IV grupe, u trećem periodu. Ovo je analog ugljika. Elektronska konfiguracija elektroničkih slojeva silicijum atoma ls 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2. Struktura vanjskog elektronskog sloja
Struktura vanjskog elektronskog sloja slična je strukturi ugljičnog atoma.
Nalazi se u obliku dvije alotropske modifikacije - amorfna i kristalna.
Amorfni - smeđi u prahu, koji ima nekoliko veće hemijske aktivnosti od kristalnog. Na normalnoj temperaturi reagira sa fluorom:
SI + 2F2 \u003d SIF4 na 400 ° - sa kiseonikom
Si + O2 \u003d SiO2
U topi - sa metalima:
2mg + si \u003d mg2si
Kristalni silikon je čvrsta krhka tvar s metalnim sjajem. Ima dobru toplinu i električnu provodljivost, lako se otopi u rastopljenim metalima, formiranjem. Silicijum legura sa aluminijom naziva se silikon, silicijum legura sa željezom-ferrosilicia. Gustina silikona 2.4. Tačka topljenja 1415 °, tačka ključanja 2360 °. Kristalni silikon - tvar je prilično inertna i hemijskim reakcijama s poteškoćama. Sa kiselinama, uprkos dobro uočljivoj metalik svojstvima, Silicon ne reagira, a alkalis reagira, formirajući soli silicijske kiseline i:
Si + 2kon + H2O \u003d K2SIO2 + 2H2
■ 36. Koja je sličnost i koja je razlika između elektroničkih struktura silikona i ugljičnih atoma?
37. Kako objasniti sa stanovišta elektronske strukture silikonskog atoma, zašto su metalna svojstva karakteristična za silikon nego za ugljik?
38. Navedite hemijska svojstva silikona.
§ 85. Silicijum u prirodi. Silika
U prirodi silicon je rasprostranjen vrlo široko. Otprilike 25% Zemljine kore pada na silikon. Značajan dio prirodnog silikona zastupa SIO2 silicijum dioksid. U vrlo čistoj kristalnom stanju, silikonski dioksid nalazi se u obliku minerala koji se zove planinski kristal. Silicijum dioksid i ugljični dioksid hemijski sastav su analozi, međutim, ugljični dioksid je plin, a silikonski dioksid - čvrst. Za razliku od molekularne kristalne rešetke CO2, silikonski dioksid SiO2 kristalizira u obliku atomske kristalne rešetke, a svaka ćelija je tetraedrona sa silikonskim atomom u centru i atomima kisika u uglovima. To se objašnjava činjenicom da silicijum ATOM ima veći polumjer od ugljičnog atoma, a ne 2, a 4 atoma kisika mogu se smjestiti oko nje. Razlika u svojstvima ovih tvari objašnjava se u strukturi kristalne rešetke. Na slici. 69 prikazane su izgled Prirodni kvarcni kristal koji se sastoji od čistog silikonskog dioksida i njegove strukturne formule.
Kristalni silikonski dioksid najčešće se nalazi u obliku pijeska, koji ima bijela bojaOsim ako se kontaminira nečistoće gline žute. Pored pijeska, silikonski dioksid se često nalazi u obliku vrlo čvrstog mineralnog - silikona (hidrirani silikonski dioksid). Kristalni silikonski dioksid, obojen u raznim nečistoće, formira dragocjene i poludrago kamenje - asamte, ametist, yashma. Gotovo čisti silicijum dioksid nalazi se i u obliku kvarca i kvarcita. Besplatan silicijum dioksid u zemljinoj kore iznosi 12%, kao dio različitih stijena - oko 43%. Ukupno više od 50% Zemljine kore sastoji se od silikonskog dioksida.
Silicon je dio raznih stijena i minerala - gline, graniti, shenitites, mića, swapovi polja itd.
Čvrsti ugljični dioksid, bez topljenja, uklanja se na -78,5 °. Talište silikonskog dioksida je oko 1.713 °. Ona se prilično okreće. Gustina 2.65. Silicijumski koeficijent ekspanzije dioksida je vrlo mali. Veoma je važno prilikom primjene bazinskih staklenih posuđa. U vodi se silikonski dioksid ne rastvara i ne reagira s njim, uprkos tome da je kiseo oksid i odgovara H2SIO3 silicijumsku kiselinu. Ugljični dioksid u vodi, kao i topiv. Sa kiselinama, osim za hidrofluorsku kiselinu HF, silikonski dioksid ne reagira, sa alkalisom daje soli.
Sl. 60. Strukturna formula silikonskog dioksida (a) i prirodnih kvarcnih kristala (B)
Sl. 69. Strukturna formula silikonskog dioksida (a) i prirodnih kvarcnih kristala (B).
Prilikom napajanja silikonskog dioksida sa ugljem, silicijum se oporavlja, a zatim njegov spoj sa ugljikom i formiranje karbarunda u jednadžbi:
SIO2 + 2C \u003d Sic + CO2. Carbarund ima visoku tvrdoću, stabilnim kiselinama, a Alkalis je uništen.
■ 39. Koja svojstva silikonskog dioksida mogu se suditi po svojoj kristalnoj rešetki?
40. U obliku onoga što minerali silikonski dioksid nalazi u prirodi?
41. Šta je Carborund?
§ 86. Silicinska kiselina. Silikate
H2sio3 silicijumska kiselina je vrlo slaba i mala otporna kiselina. Kada se zagrijava, postepeno se raspada u vodu i silikon dioksid:
H2SIO3 \u003d H2O + SIO2
U vodi je silicijska kiselina praktično netopljiva, ali može lako dati.
Silicijumske kiseline formiraju soli nazivaju silikate. Široko se nalazi u prirodi. Prirodno je prilično komplikovano. Njihov sastav obično je prikazan kao veza nekoliko oksida. Ako aluminijski oksid uđe u prirodne silikate, nazivaju ih aluminolicilicima. Takve su bijele gline, (Kaolin) Al2O3 · 2SIO2 · 2H2O, polje prelazite K2O · Al2O3 · 6sio2, Mića
K2O · Al2O3 · 6sio2 · 2n2o. Mnogi prirodni u čistom obliku su drago kamenje, na primjer, akvamarine, smaragd itd.
Umjetni silikate treba napomenuti silikatni natrijum na2sio3 - jedan od rijetkih solubilnih silikata u vodi. Zove se topljivo staklo i otopina - tekuće staklo.
Sililikate se široko koriste u tehnici. Rastvorljivo staklo impregniraju tkanine i drvo za zaštitu od paljenja. Tečnost je dio vatrostalnog razmaza za lijepljenje stakla, porculana, kamena. Silikate su osnova u proizvodnji stakla, porculana, faine, cementa, betona, cigle i raznih keramičkih proizvoda. Silikatna rješenja su lako hidrolizirana u otopini.
§ 87. Staklo
Sirovine za proizvodnju stakla su soda na2co3, vapnenački SASO3 i SIO2 pijesak. Sve komponente staklenog punjenja temeljno su očišćene, miješane i spajaju na temperaturi od oko 1400 °. Sljedeće reakcije se odvijaju u fuzijskom procesu:
NA2CO3 + SIO2 \u003d NA2SIO3 + CO2
CACO3 + SIO2 \u003d CASIO 3+ CO2
U stvari, sastav stakla uključuje natrijum-silikate i kalcijum, kao i višak SO2, tako da kompozicija uobičajenog prozorskog stakla: na2O · cao · 6sio2. Staklena smjesa se zagrijava na temperaturi od 1500 ° dok se ugljični dioksid ne ukloni. Zatim se ohladi na temperaturu od 1200 ° na kojoj postaje viskozan. Kao svaka amorfna supstanca, staklo omekšaje i očvrsnuća postepeno, tako da je dobar plastični materijal. Viskozno staklo se prosljeđuje kroz jaz, kao rezultat koji se formira stakleni list. The Wort stag list povučen je valjcima, dovodeći do određenih veličina i postepeno hlađenje zračne struje. Tada se preseče oko rubova i preseče na određene listove formata.
■ 44. Donesite jednadžbe reakcija koje curi kada se dobije staklo i sastav prozorskog stakla.
Staklo - Supstanca je amorfna, prozirna, u vodi je praktično nerastvorljiva, ali ako se sruši u finu prašinu i miješa s malom količinom vode, u rezultirajućoj mješavini s fenolphaleinom, možete otkriti alkali. Za duga skladištenje Alkali u vijućima od stakla SiO2 u staklu vrlo je sporo reagiranje s alkalijom i staklom postepeno gubi transparentnost.
Staklo je ljudima postalo poznato više od 3000 godina prije naše doba. U antici, naočale su dobivene gotovo isti sastav, kao što je trenutno, ali su drevni majstori vođeni samo po vlastitom intuiciju. 1750. godine uspio se razviti naučna osnova Proizvodnja stakla. 4 godine sakupili su mnoge recepte za proizvodnju različitih naočala, posebno obojenih. U tvornici stakla izgrađenog od njega napravljen je veliki broj staklenih uzoraka koji su sačuvani do danas. Trenutno se koriste naočale različitih kompozicija različitih svojstava.
Kvarcno staklo sastoji se od gotovo čistog silikonskog dioksida i riješeno je iz planinskog kristala. Njegova vrlo važna karakteristika je da on ima blagi koeficijent širenja, gotovo 15 puta manje od onog običnog stakla. Kuhanje iz takvog stakla može se podijeliti plamenom plamenom, a zatim izostaviti u hladna voda; U ovom slučaju neće se dogoditi nikakve promjene sa staklom. Kvarcno staklo ne odgađa ultraljubičaste zrake, a ako ga naslikate nikl soli u crnom, odložit će sve vidljive zrake spektra, ali za ultraljubičaste zrake ostat će prozirne.
Kisele ne djeluju na kvarcnom staklu i, ali alkalis je primjetno korozivan. Kvarcno staklo je krhke od uobičajenog. Laboratorijsko staklo sadrži oko 70% SiO2, 9% na2O, 5% K2O 8% SAO, 5% AL2O3, 3% B2O3 (Sastav čaša nije dat memorizaciji).
U industriji pronađite upotrebu staklenog jena-skoe i Pirexa. IEN staklo sadrži oko 65% SI02, 15% B2O3, 12% wao, 4% ZNNO, 4% AL2O3. Čvrsto je otporan na mehaničke efekte, ima mali koeficijent proširenja, otporan na alkalis.
Pyrex staklo sadrži 81% SiO2, 12% B2O3, 4% na2O, 2% AL2O3, 0,5% AS2O3, 0,2% K2O, 0,3% SAO. Posjeduje ista nekretnina kao ier staklo, ali još više, posebno nakon gašenja, ali manje održivih alkalija. Staklo za pyrex proizvodi kućne predmete koji su podvrgnuti grijanju, kao i dijelovi nekih industrijskih instalacija koji rade na niskim i visokim temperaturama.
Različita kvaliteta stakla daju neke aditive. Na primjer, vanadijum oksidi nečistoće daju staklo, u potpunosti odgađaju ultraljubičaste zrake.
Staklo, obojeno u različitim bojama dobiva. Više napravljeno nekoliko hiljada uzoraka stakla u boji različite boje i nijanse za svoje mozaičke slike. Trenutno su metode u boji stakla dizajnirane detaljno. Mangan jedinjenja u boji stakla u ljubičastoj boji, kobalt - u plavoj boji. , prskana u masi stakla u obliku koloidnih čestica, daje mu rubin boju, itd. Olovni spojevi daju staklenu svjetlucu, sličnu sjaj od kristala, tako da se zove kristal. Takva stakla se lako obrađuje, rezanje. Proizvodi iz nje vrlo lijepo regruciraju svjetlo. Kada slikate ovu čašu, kristalno staklo u boji dobiva se različitim aditivima.
Ako je rastopljena stakla pomiješana sa tvarima koja, sa raspadanjem, formiraju veliki broj gasova, potonjih, otpuštenih, pjenastog stakla, formirajući pjenu-čašu. Takvo staklo je vrlo lagano, dobro obrađeno, odličan je električni i toplotni izolator. Prvo ga je primio prof. I. I. Khorgorodsky.
Izvlačenje niti iz stakla, možete dobiti takozvanu fiberglas. Ako je impregniran slojevima od fiberglasa sa sintetičkim smolama, tada se isključuje vrlo izdržljivo, a ne deklaracijski, savršeno prerađen građevinski materijal, takozvana fiberglas. Zanimljivo je da tanji stakloplastika, veća snaga. Fiberglas se koristi i za proizvodnju kombinezona.
Glavna vuna je vrijedan materijal kroz koji se mogu filtrirati jake kiseline i alkalis, ne filtriraju se putem papira. Pored toga, staklena vuna je dobra toplotna izolacijska supstanca.
■ 44. Iz onoga što vam zavisite svojstva stakla različite vrste?
§ 88. Keramika
Aluminozicili su posebno važne bijele gline - Kaolin, koji je osnova za dobivanje porculana i separacije. Porculanska proizvodnja je izuzetno drevna grana ekonomije. Porcelanski porcular - Kina. U Rusiji porculan je prvi put dobiven u XVIII. D, I. Vinogradov.
Sirovine za pripremu porculana i bife, osim kaolina, služe kao pijesak i. Mješavina kaolina, pijeska i vode podvrgava se temeljnom tankom brusnoću u mlinovima za kuglice, a zatim filtrira se od viška vode i dobro razmazane plastične mase usmjerene su na proizvode za oblikovanje. Nakon oblikovanja proizvoda, osušeno je i paljenje u tunelskim pećima kontinuirane akcije, gdje se prvo zagrijavaju, a zatim sagorijevaju i na kraju hlade. Nakon toga, proizvod se dalje obrađuje - premaz glazure, crtež sa keramičkim bojama. Nakon svake faze proizvod je izgoren. Kao rezultat toga, porculan se dobiva bijelim, glatkim i sjajnim. U tankim slojevima blista. Faience kaša i ne sjaji.
Od crvene glinene cigle, pločice, glinene posuđe, keramičke prstenove za mlaznice u apsorpciji i pranje kula razne hemijske proizvodnje, saksije. Takođe su izgorene tako da ne omekšaju vodom, čelik je mehanički izdržljiv.
§ 89. Cement. Beton
Silikonski spojevi poslužuju kao osnova za dobivanje cementa - vezivnog materijala, neophodne u izgradnji. Sirovine za primanje cementa su glina i krečnjak. Ova smjesa je izgorena u ogromnoj nagnutoj cijevi rotirajuća peć, gdje se sirovine neprekidno učitavaju. Nakon pucanja na 1200-1300 ° od rupe koja se nalazi na drugom kraju peći, odgovarajuća masa kontinuirano izlazi - klinker. Nakon što se grickaju klinker pretvori u. Cement uključuje uglavnom silikate. Ako se pomiješa sa vodom do stvaranja guste kasete, a zatim ostavite neko vrijeme u zraku, preuzet će reakciju cementnim tvarima, formirajući kristalohidrice i druge čvrste jedinjenja, što dovodi do cementa za solid ("postavke"). To se više ne prevodi u prethodno stanje, tako da prije konzumiranja cementa pokušava voditi računa o vodi. Proces stvrdnjavanja cementa je dug, a stječe stvarnu snagu samo za mjesec dana. Istina, postoje različite ocjene cementa. Uobičajeni cement koji se smatra nas naziva silikatnim ili portlandskim cementom. Od alumina, krečnjaka i silicijum dioksida proizvodi brzo stvrdnjavanje steznog cementa.
Ako miješate cement sa ruševinama ili šljunkama, a zatim se dobije beton koji je već nezavisni građevinski materijal. Srušeni kamen i šljunak nazivaju se punilama. Beton ima visoku čvrstoću i izdržava teška tereta. Vodena vozila, požari. Kada se zagrijava gotovo ne gubi snagu, jer je vrlo mala toplotna provodljivost. Beton frostota, slabi radioaktivno zračenje, tako da se koristi kao građevinski materijal za hidrotehničke konstrukcije, za zaštitne školjke nuklearnih reaktora. Beton se odabere kotlove. Ako se miješaju cement sa sredstvom za pjenjenje, formira se betonska ćelija pjene pjene. Takav beton je dobar zvučni izolator, a još manji od običnog betona, nosi toplinu.
Nekretnine 14 Si.
|
Atomska masa |
28,086 |
clark, at.% (Commonness u prirodi) |
16,7 |
|
Elektronska konfiguracija * |
Stanje agregacije (n. u.). |
čvrst |
|
|
0,132 |
Boja |
tamno siva sjajna |
|
|
0,034 |
1423 |
||
|
Energija jonizacije |
8,151 |
2355 |
|
|
Relativna električna negativnost |
1,74 |
Gustina |
2,3263 |
|
Mogući stupnjevi oksidacije |
4, +2, +4 |
Standardni potencijal elektrode |
* Daje se konfiguracija vanjskih elektronskih nivoa elementa atoma. Konfiguracija preostalih elektroničkih nivoa poklapa se s tim za plemeniti plin koji je prethodni period i gore navedeno u zagradama.
Pronalaženje prirode.Silicijum nakon kisika je najčešći element u zemljinoj kore. Za razliku od ugljenika u slobodnoj državi silicijum u prirodi nije pronađen. Najčešći spojevi su silikonski oksid (iv) Sio 2 i silikonske kiseline soli - silikate. Formiraju omotač Zemljene kore. Silikonski spojevi sadržani su u organizmima biljaka i životinja.
Prirodni silikate imaju složenu kompoziciju i strukturu. Ovdje je sastav nekih prirodnih silikata: poljskim brodom do 2 sata × 6sio 2, azbest 3mgo × 2sio 2 × 2h 2 o, Cutton do 2 × 3Al 2 o 3 × 6sio 2 × 2h 2 o, kaolinitis 3al 2 o 3 × 2sio 2 × 2h 2 O.
Nazivaju se silikate koji sadrže aluminijski oksid u svom sastavu aluminolikovacije. Iz gore spomenutih silikata, aluminozicili su poljski pošten, kaolinitis i Mića. U prirodi su aluminozicili najčešći, poput polja. Kredene su smjese različitih silikata. Dakle, rock stijene - graniti i gnizse - sastoje se od kristalnog kvarca, polja Spat i Miće.
Glavni proizvod uništenja je mineralni kaolinitis - glavna komponenta bijele gline. Kao rezultat utjecaja stijena, oblikovana je glina, pijesak i soli.
Dobijanje.U industriji silicijum dobiva obnovu SiO 2 koksa u električnim pećima:
U laboratoriju se magnezijum ili aluminijum koriste kao reducirajući sredstva:
Najčišće silicijum dobiva se vraćanjem silikonskih tetraklorida sa cinkovim parovima:
Aplikacija. Silicon se koristi kao poluvodič. Proizvodi se od IT-a, takozvanih solarnih panela koji pretvoruju laganu energiju u električnu (napajanje radoina svemirskih letjelica). Silicon se koristi u metalurgiji kako bi dobio silikove čelik sa visokom otpornošću na toplotu i apsorpciju kiseline.
Fizička svojstva. Kristalni silikon je tamno siva supstanca sa čeličnim sjajem. Struktura silikona slična je strukturi dijamanta. U svom kristalu, svaki atom je okružen tetraedarskim četvoricama i povezana je sa kovalentnom obvezom, što je mnogo slabiji nego između atoma ugljika u dijamantu. U silikonskom kristalu, čak i pod normalnim uvjetima, neke od kovalentnih obveznica su uništene. Stoga ima besplatne elektrone koji određuju malu električnu provodljivost. Prilikom osvjetljavanja i grijanja, povećava se broj uništenih obveznica, što znači da se broj slobodnih elektrona povećava i povećava se električna provodljivost. Ovo bi trebalo objasniti semivodička svojstva silikona.
Silicijum je vrlo krhki, njegova gustina je 2,33 g / cm 3. Poput uglja, odnosi se na vatrostalne tvari.
Silicon se sastoji od tri stabilna izotopa: 28 14 SI (92,27%), 29 14 SI (4,68%) i 30 14 S.i (3,05%).
Hemijska svojstva.Prema hemijskim svojstvima silikona, poput ugljenika, nemetal je, ali njegov nemetallium je manje izražen, jer ima veći atomski radijus. Budući da su silikonski atomi na vanjskom energetskom nivou 4 elektrona, tada se silicijum karakterizira stepenom oksidacije kao -4 i +4 (poznat je spoj Silicon-a, gdje je njegov stupanj oksidacije +2).
Silicijum u normalnim uvjetima prilično je inertni, što bi trebalo objasniti jačinom njegove kristalne rešetke. Direktno komunicira samo sa fluorom:
Kiseline (osim mešavine Plavik HF i azota HNO 3) ne djeluju na silikonu. Međutim, rastvara se u alkalnim metalnim hidroksidima, formirajući silikat i vodonik:
Od dvije alotropne modifikacije silikona - kristalne i amorfne - hemijski aktivniji je amorfni silicijum. Reagira s kisikom prilikom zagrevanja, formiranje SIO 2:
kao i sa svim halogenima, na primjer:
Na visokoj temperaturi silicijum se kombinira sa ugljikom, formiranjem carborundum Sic:
Carborund ima dijamantsku kristalnu rešetku, u kojoj je svaki silikonski atom okružen četiri atoma ugljika i naprotiv, a kovalentne veze su vrlo izdržljive, kao u dijamant. Stoga je tvrdoća blizu dijamanta. Silikonski karbid proizvodi brusno kamenje i brusni krugovi.
Magnezijum silicide.U reakcijama s aktivnim metalima koji cure u obliku silicide Silicijum djeluje kao oksidirajuće sredstvo:
Na visokim temperaturama silicijum obnavlja mnoge metale svojih oksida.
Sylan.Pod djelovanjem na silicidima hidrokloričnih kiselina, najjednostavnije vodonik veza Silicijum sylan Sih 4:
Sylan - Otrovni plin s neugodnim mirisom, samo-prijedlog u zraku:
Silikonski oksid (iv).Silikonski oksid (iv) se naziva i silika. Ovo je čvrsta vatrostalna supstanca (talište od 1700 ° C), široko raspoređena u prirodi u dvije vrste: 1) kristalna silika - u obliku kremenskih mineralnih i njegovih sorti (planinski kristal, Chalcedony, Ahate, Jasper, Flint); Kvarc je osnova kvarcnih pijeska, široko korištenih u građevinarstvu i u silikatnoj industriji; 2) amorfna silika - u obliku mineralnog sastava opala SIO 2 × p H 2 o; Zemljinski oblici amorfnog silikacije su diatomitis, trepel (zemljište bez informacija); Primjer umjetnog amorfnog bezvodnog silika može poslužiti kao silika gel, koji se dobiva iz metasilikacije natrijuma:
Silicijska gel ima razvijenu površinu, pa se samim tim dobro adsorbuje vlagu.
Na 1710 °, kvarc se topi. Uz brzo hlađenje rastaljenih masovnih potrošača, kvarcnog stakla. Ima vrlo mali koeficijent širenja, zbog kojeg vrućeg kvarcnog stakla ne pukne brzom hlađenjem vode. Od kvarcnog stakla proizvela je laboratorijska jela i instrumente za naučna istraživanja.
Najjednostavnija formula silikonskog oksida (iv) Dakle 2. Slično kao karbonska oksidna formula (iv) saO 2. . U međuvremenu, fizička svojstva njih su oštro različita (SIO 2 - čvrst CO 2 - gas). Ova razlika objašnjava se strukturom kristalnih rešetki. C0. 2 kristalizira u molekulirnoj mreži, SIO 2 - U atomskom. StrukturaSIO 2. Slika ravnine može biti predstavljena na sljedeći način:
Koordinacijski broj atoma ugljika u čvrstom CO 2 je 2, a silicijum u SIO 2 je 4 jednak 4. Svaki silikonski atom zaključen je u tetraedronu 4 atoma kisika. Istovremeno, Silicijum Atom nalazi se u centru, a atomi kisika nalaze se uz vrhove tetrahedrona. Cijeli komad silicije može se smatrati kristalom, čija je formula (SIO 2) N. Ova struktura silikonskog oksida (iv) određuje visoku tvrdoću i vatrostalnu.
Hemijskim svojstvima silikonskog oksida (iv) SiO 2 odnosi se na kiseline okside. Prilikom griska čvrstim alkalisom, silicijske kiseline formiraju glavne okside i karbonate:
Sa Silica (IV) oksidom, samo melinska kiselina interaktivi:
Uz ovu reakciju, staklo je zatezanje.
U vodi silicijum oksid (iv) ne rastvara i ne komunicira s tim. Stoga se silicijska kiselina dobija indirektno, djelujući sa kiselinom na otopini kalijum silikata ili natrijuma:
Istovremeno, silicijska kiselina (ovisno o koncentraciji početnih rješenja soli i kiseline) može se dobiti i u obliku mase koja se nalazi u studiji koja sadrži vodu i u obliku koloidnog rješenja (Sol).
Silikonske kiseline. SIO 2 je anhidrid niza silickinskih kiselina, čiji se kompozicija može izraziti generalna formula XSIO 2 × yh 2 o, gdje x i y — Cijeli brojevi:
1) x \u003d 1, y \u003d 1: sio 2 × h 2 o, i.e. h 2 sio 3 - metakremijska kiselina;
2) x \u003d 1, y \u003d 2: sio 2 × 2h 2 o, i.e. h 4 sio 4 - ortomermium kiselina;
3) h. \u003d 2, y \u003d 1: 2SIO 2 × H 2 o, I.E. H 2 SI 2 O 5 - dvostrana kiselina.
Silicijska kiselina je izgrađena od tetraedralnih konstrukcija (u svakom takvom vezu, silicijum atom nalazi se u centru tetraedrona, a atomi kiseonika nalaze se na vrhovima). Strukturne veze, kombiniranje u lancima, formiraju stabilniju pollemerijske kiseline:
Sastav takvog spoja može se izraziti formulom (H 2 SIO 3) N. Međutim, obično silicijska kiselina prikazuje formulu H 2 SiO 3. H 2 SIO 3 je vrlo slab, malo topiv u vodi. Kada se zagrijava, lako se raspada jednako kao koalična kiselina:
Sve silicijske kiseline su vrlo slabe (slabiji ugljen).
Silikate.Soli svih silicijskih kiselina pozivaju silikate Iako, u pravilu, u obrazovnoj literaturi pod silikate, seliju se soli metacremeum kiseline. Njihov sastav obično je prikazan formulom u obliku spojeva elemenata oksida. Na primjer, Casio 3 kalcijum silikat može se izraziti na sljedeći način: SAO × sio 2.
Silikate kompozicije R 2 O × NSIO 2, gdje se zovu 2 o - natrijum oksidi ili kalijum topljivo staklo I njihova koncentrirana vodena rješenja - tečno staklo. Natrijum topiveno staklo ima najveću vrijednost.
Kada stojite na zraku, silikatna rješenja su pročišćena, jer ugljen monoksid (iv) u zraku (iv) useljava silicijsku kiselinu iz svojih soli:
Silicijska kiselina je praktično netopljiva u vodi - ova nekretnina se koristi kao visokokvalitetna reakcija na SiO 3 ion 2-.
Silikate se dobivaju fuzijom silikonskog oksida sa alkalisom ili karbonatima:
Upotreba silikata.Natrijum i kalijum silikate se najčešće koriste. Koncentrirana rješenja ovih soli nazivaju se tekuće staklo;imaju snažnu senu reakciju zbog hidrolize. Tekuće staklo se koristi u proizvodnji ljepila i vodootpornog tkiva. Tekuće staklo koristi se kao vezivo u proizvodnji betona otpornog na kiselinu, kao i za proizvodnju kitova, povezivanje ljepila. Oni su impregnirani tkaninama, drvom i papiru da im daju otpornost na vatru i vodootporan.
