Sastav silicijskog kemije. Optimizacija novog načina dobivanja čistog silicija
Izolirati čist silicij, kemičari provode kvarcni pijesak s magnezijem. Također, Silicon se plaća na visokim temperaturama, pa čak i "uzgojenom". Metoda Czokralsky omogućuje uporabu tlaka, temperature i silicijevog spoja da se dobiju kristali čiste tvari.
Život
Silicij spojevi aktivno se koriste u kućanstvu i ljudskoj farmi, u industriji. Kvarcni pijesak se koristi u dobivanju stakla i cementa. Silikatna industrija je imenovana tako u čast silicija, "drugo ime" od kojih "silicium". Koristi se silikati poljoprivreda, kada gnojite tlo. Također, silikatno ljepilo se također dobiva na temelju silicija spojeva.Radioelectronics
Silicon ima jedinstvena radio elektronička svojstva. Čist silicij je poluvodič. To znači da može provesti struju pod određenim uvjetima kada je zona provođenja mala. Ako je područje provođenja velika, silicij poluvodič se pretvara u silicijev izolator.Svojstva poluvodiča ne-metallol silicija dovela je do stvaranja tranzistora. Tranzistor je uređaj koji vam omogućuje kontrolu napona i struje. Za razliku od linearnih dirigenata, silikonski tranzistori imaju tri glavna elementa - kolekcionar, "prikupljanje" struje, baze podataka i emiter, pojačavajući struju. Pojava tranzistora izazvao je "elektronički procvat", doveo do stvaranja prvih računala i kućanskih aparata.
Računala
Silicijevi uspjesi u elektroniki nisu ostali nezapaženi u računalnom tehničaru. Isprva, procesori su htjeli učiniti iz "skupih" tipičnih poluvodiča, na primjer, Njemačku. Međutim, njegova visoka cijena nije dopuštala staviti proizvodnju njemačkih ploča na protok. Tada vijci iz IBM-a odlučili su riskirati i pokušati kao materijal za "srce" računalnog sustava silicija. Rezultati nisu čekali.Pokazalo se da je silicij ploča vrlo jeftina, što je posebno važno na samom početku generacije računalne industrije, kada je bilo puno braka i nekoliko potencijalnih kupaca.
Danas silicij mikrocirkuti dominiraju računalnom industrijom. Očistite kristale silicija za procesore i kontrolere naučili su rasti u tvorničkim uvjetima, materijal je jednostavan za rukovanje. I glavna stvar - Silicij je dopustio da svake dvije godine udvostručuju broj elemenata na procesoru (zakon Moore). Prema tome, na silicijskoj shemi iste veličine, sve više i više tranzistora i drugih logičkih elemenata postaju sve više i više. Silicij je dopustio da to učini informacijska tehnologija Maksimalno učinkovito.
Naravno na temu:
Optimizacija novog načina primitka
Čisti silicij.
Pripremljeni: obalni Daniel
Subbotin dmitry.
Vođa:
moskva. Sunz Moskovsko državno sveučilište
2012
Uvod
Tema dobivanja polikristalnog silicija od strane aluminijetmije je relevantna za činjenicu da osigurava razmatranje nove metode za proizvodnju polikristalnog silicija bez opsežnih troškova materijalnih i vremenskih resursa. Proizvod proizveden ovom metodom može biti jeftin sirovine za daljnju obradu.
Ovaj rad je novi u tome što koristi najlakši, prethodno neiskorišteni način za dobivanje čistog silicija.
U budućnosti, u okviru operacije, dobiva se potreban proizvod - polikristalni silicij, način oporavka silicij dioksida od aluminij.
Zadaci rada:
1. Analiza modernih metoda za dobivanje silicija;
2. Optimizacija novog načina dobivanja konačnog proizvoda.
Silicij kao element.
Silicij u prirodi.
Prema prevalenciji u Zemljinoj kore silicija, među svim elementima, potrebno je drugo mjesto (nakon kisika). Silicij čini 27,7% mase Zemljine kore. Silicij je dio nekoliko stotina različitih prirodnih silikata. Među njima, Al4 (OH) 8 kaolinit, Topaz Al2 (Sio4) Fe2, aluminozilici (polja spazps, misa, glineni minerali, itd.). Rasprostranjeni i silicij, ili silicij oksid (IV) - SiO2 (riječni pijesak, kvarc, kremen, itd.), Što čini oko 12% Zemljine kore (masom). U slobodnom obliku silicij u prirodi nije pronađen. Si02 silicij je također uključen u sastav biljnih i životinjskih organizmi.
Kemijska i fizička svojstva silicija.
Silicij (silicium) si, kemijski element IV grupa periodični sustav, Atomski broj 14, atomska težina 28.0855. Sastoji se od tri stabilne izotope (92,27%), (4,68%) i (3,05%). Konfiguracija vanjske elektronske ljuske silicijskog atoma -; Stupanj silicij oksidacije je +4 kao najstabilniji, kao i +3, +2 i +1. Atomski radijus -0,133, ionski radijus - 0,040 nm s koordinacijskom broju 4, i 0,054 nm s koordinacijskom broju 6), kovalentni radijus je 0,1175 nm.
Kompaktni silicij je srebrno-siva tvar s metalnim svjetlom. Kristalna rešetka od stabilne modifikacije kubičnog pasačkog centra, vrste dijamanta. (Vidi Dodatak.) Pri visokim tlakovima postoje i druge polimorfne izmjene: na 20 GPA - Silicij i s tetragonalnom rešetkom, iznad 20 GPA - Silicij II s kubičnom rešetkom i silicij III s heksagonalnom mrežom. Pod normalnim uvjetima, silicij krhkom, a na temperaturama iznad 800 ° C postaje plastična. Elektrofizička svojstva silicija ovise o prirodi i koncentraciji prisutnih nečistoća i strukturnih defekata. Da biste dobili silicij monokristal s rupom vodljivosti, koristite legiranje aditiva B, Al, GA, u, s elektroničkom provodljivošću - P, kao, sb. Nečistoće AU, Cu, FE, MN, V i neke druge značajno smanjuju životni vijek trenutnih nosača u silicij monokristalima. Maksimalna topljivost nečistoća u silicij je opažena na temperaturi u ° C. Električna svojstva silicija mogu se snažno mijenjati tijekom toplinske obrade. Prema tome, zagrijavanje pojedinačnih kristala koji sadrže kisik, do 400-500 ° C dovodi do povećanja elektronske vodljivosti, te s sekvencijskim grijanjem na ° C, taj učinak nestaje. Obično, toplinska obrada dovodi do značajnog smanjenja trenutnog života zvučnika.
Na niskim temperaturama, silicij je kemijski inertan, ali kada se zagrijava, njegova se reaktivnost oštro povećava. Osobito aktivan rastopljeni silicij. Koordinacijski broj silicija atoma 4, ponekad 6, na primjer, u fluorozilikatima koji sadrže anion. Spojevi gdje je silicij formalno bivalentni, očito sadrži SI-SI priključak i, u pravilu, polimer. Zbog oksidnog filma otpornog na silicij formiranje na površini, čak i na povišenim temperaturama. Amorfni silicij ima sposobnost otopljene značajne količine različitih plinova, prvenstveno H2. U tom slučaju, kruta otopina se formira s sadržajem vodika do 47%, nazvan l-si: h, koji ima poluvodičke svojstva. S dušikom višom na temperaturi od 1000 ° C, silicij formi silicij silicij silicij silicij, s fosforom - SIP fosfidom, s arsenim - Sias2 i Sias arsenidima, s ugljikom - sic karbidom, s bor - toplinski i kemijski otpornim boridima sib3, sib6 i Sib12. Većina metala daje vatrostalne silicide.
Biološka svojstva silicija.
Za neke organizme, silicij je važan biogeni element. To je dio potpornih formacija u biljkama i skeletnom - u životinja. U velikim količinama silicija, morski organizmi su koncentrirani - diatomi algi, ratolariji, spužve. Mišićna tkanina tkanina sadrži (1-2) ·% silicij, koštano tkivo - 17 ·%, krv - 3,9 mg / l. Sa hranom u ljudskom tijelu dnevno dolazi do 1 g silicija.
Silicij spojevi nisu otrovni, već udisanje visoko dispergiranih čestica, i silikata i silikageli, na primjer, s eksplozivnim radovima, prilikom vožnje pasmina u rudnicima, tijekom rada praznih uređaja je iznimno opasan. Sio2 mikročestice koje su pale u pluća kristaliziraju u njima, a kristalne ruke uništavaju plućno tkivo i uzrokuju ozbiljnu silikonu bolesti.
Dobiti cijeli tekstPovijest zahtjeva
Prirodni spojevi silicija - silicij dioksida (silika) - poznati su se vrlo dugo. Drevni dobro znao je rhinestone ili kvarc, kao i dragog kamenja, koji su obojani u različitim bojama kvarc (ametist, dimni kvarc, challoglogy, chrysobrase, topaz, onyx, itd.) Od silicija u prapovijesti učinili su prvi kameni topovi - savjeti Za strijele i kopije, strugači, vatra. Za 5. stoljeća, kremeni su se koristili za paljenu baruta u oružju i pištolja, jer, kada je puhao stolice oko kremena, dugotrajna iskra je spaljena. Postoje dokazi da su ratnici Alexandera Makedonsky, napuštajući kampanju, morali su imati vrećicu ispunjenu silicij s njima, a Peter sam inzistirao, a Peter I. Oba zapovjednika je znao za svojstva silicija da pročisti vodu. U Rusiji, silicij je napravljen da postavi dno bunara kako bi očistio vodu. Upotreba silicija spojeva povezanih s njihovom obradom je proizvodnja stakla - počela Drevni Egipt Oko 3000 godina prije Krista e.
Naziv Silicije ili Kizel (Kizel, Flint) predložio je Berzelius. Čak je i Thomson ponudio ime Silicon (Silicon), usvojen u Engleskoj i SAD-u, analogijom s borom (borbonom) i ugljikom (ugljik). Riječ silicija (silicium) dolazi iz silikagela (silicija); Kraj "a" je uzet u XVIII i XIX stoljećima. Za oznaku zemljišta (silicija, aluminija, Tria, Terbia, Glucina, Cadmia, itd.). S druge strane, riječ silicij je povezan s lat. Silex (jak, flint).
Rusko ime Silicon dolazi od vinove slavenske riječi, Kremitske, jake, kondence, Cessica (pogodak željeza oko pojasa za dobivanje iskrica) i drugih. U ruskoj kemijskoj literaturi rani XIX. u. Postoje "silika" imena (Zakharov, 1810), "Silia" (Solovyov, Dvigubsky, 1824), "Flint" (strahovi, 1825), "silicija" (ivsky, 1827), "silicija" i "silicij" (hess , 1831).
Osnovni silicij je dobiven samo u XIX stoljeću, iako su se pokušaji dekoniranja silicijevog dioksida uzeta od šehe i lavoisier, Davy (koristeći Voltov post), Gay Loussak i Trenar (kemijski put). Britancelius, nastojeći razgraditi siliciju, zagrijati ga u smjesu s željeznim prahom i ugljen na 1500 ° C i primljeno Ferrosilica. Samo 1823. godine, tijekom studija spojeva plagetirane kiseline, uključujući SIF4, dobila je slobodan amorfni silicij ("radikalni silicij") interakcija fluorida silicijevog silikona i kalijevog pare. Sveti Clare Deville 1855. godine dobio je kristalni silicij.
Korištenje silicija u suvremenoj industriji.
Do danas, silicij je bio raširen u mnogim područjima industrije.
Tehnički silicij pronalazi primjene kao sirovine za metalurške industrije. Koristi se kao komponenta legura (bronca, silumin); deoksizator kada se masti od lijevanog željeza; Svojstva metala ili elementa za legiranje, na primjer, dodavanje određene količine silicija u proizvodnji transformatorskih čelika povećava prisilnu silu (demagnetizirajući vanjski magnetsko polje) gotovog proizvoda.
Također, tehnički silicij se koristi kao sirovine za proizvodnju čišći polikristalni silicij i pročišćeni metalurški silicij.
Silicij - sirovine za proizvodnju silikonskih materijala (spojeva, u molekulama koja ima vezu između silicija i ugljikovih atoma) i silana.
Ponekad se silicija tehničke čistoće i njegova legura s željezom - ferrosilifikacijom, koristi se za proizvodnju vodika na terenu. Silicij otapa u vrućoj alkalnoj otopini s otpuštanjem vodika: Si + 4NAOH \u003d Na4sio4 + 2H2.
UltraPure silicij se koristi za proizvodnju pojedinačnih elektroničkih uređaja (nelinearni pasivni elementi električnih krugova) i jedan čip čip.
Očistite silicij, supercin silicijev otpad, pročišćeni metalurški silicij u obliku polikristala glavni su sirovina za solarnu energiju.
Monokristalni silicij - uz elektroniku i solarnu energiju koja se koristi za proizvodnju plinskih laserskih ogledala.
Spojevi silicijskih metala - silikati su široko dosljedni u industriji (na primjer, elektroničkim i atomskim) materijalima sa širokim rasponom korisnih kemijskih, električnih i nuklearnih svojstava (otpornost na oksidaciju, neutronu itd.). Silikati od brojnih elemenata su važni termoelektrični materijali.
Silicij spojevi služe kao osnova za proizvodnju stakla i cementa. Silikatna industrija se bavi proizvodnjom stakla i cementa. Također proizvodi silikatnu keramiku - opeku, porculan, faience i proizvode od njih.
Silikatna ljepila, koja se koristi u konstrukciji kao virotehniku \u200b\u200biu svakodnevnom životu za lijepljenje papira.
Dobivene su i silikonske ulja i silikoni - materijali na temelju silikonskih spojeva.
Rastući kristali
Većina metoda za dobivanje čistog silicija povezane su s dobivanjem poli - ili pojedinačnih kristala.
Uzroci i uvjeti za formiranje kristala
Dobiti cijeli tekstČestice materijala (atomi, molekule, ione), klance ili tekuće (rastaljene) tvari, koje imaju visoku kinetičku energiju, kontinuirano su. S vremena na vrijeme suočavaju se, formirajući mikroskopske fragmente buduće strukture. Najčešće se takve embrije razgrađuju, koji je povezan s vlastitim oscilacijama, ili bombardiranjem svojim slobodnim česticama. Međutim, za početak kristalizacije, neophodno je da klica dosegne kritičnu vrijednost, tj. Sadržavala je takve čestice, u kojima bi dodavanje sljedeće čestice učinilo raste embrija energično profitabilnija od svog raspadanja. Takva prilika za većinu tvari očituje se ili s smanjenjem temperature, kao rezultat kojih se smanjuju temperaturne fluktuacije, ili s povećanjem koncentracije tvari u otopini ili plinu, što dovodi do povećanja vjerojatnosti dio čestica jedni s drugima, to jest, do pojave embrija.
Prema tome, kristalni rast može se smatrati procesom kojim su najmanji kristalne čestice embriju - dosežu makroskopske veličine. Štoviše, kristalizaciju se ne odvija u svim količinama, već samo tamo gdje se pojave embrija. Čimbenici koji utječu na pojavu embrija nisu samo hipotermija i povećanje koncentracije otopine ili viskoznosti taline, već i prisutnost stranih bravara kristala ili prašine, na površini čiji se čestice prikupljaju, pojednostavljuju početak kristalizacije.
Proces kristalizacije je energetski koristan. Rastući kristal ne stvara ravnotežni oblik zbog činjenice da različiti stanja kristalizacije utječu na nju: temperaturu, tlak, gravitaciju, kemijski sastav i srednja dinamika, itd.
Mehanizmi rasta kristala
Na kraju XIX stoljeća. Američki fizičar J. Gibbs (), francuski fizičar P. Curie i ruski kristalograf na termodinamičkoj osnovi, izračunata je kvantitativna teorija podrijetla i rast kristala. Donekle kasnije, u 20-ima. XX. Stoljeće, njemački fizičar M. Volmer () je iznesena teorija spontanog nukleacije kristala i njihov rast.
Nakon termodinamičkog učenja Gibbsa 1927. godine, dobiveni su teorijska djela njemačkog fizičara V. Kosela (1888. - 1956.) i bugarske fizike (1, koji je objavio početak molekularne kineske teorije kristalnog rasta. rast savršenog kristala (lišen nedostataka, neizbježnih u stvarnim kristalima) s neznatnim prezaštanom prezasićenosti bez uzimanja u obzir nepravilnosti stvarnih kristala i učinke kristalizacijskog medija. Ova teorija je objasnila fenomen slojnog sloja kristalnog rasta sa stajališta Atomsko molekularno stanje rastuće kristalne površine, temeljeno na energetskoj smrdljivosti dodavanja pojedinih čestica tvari u različitim položajima na površinama bez kristala površinskih oštećenja.
U procesu rasta, pojavljuju se atomski glatki ili atomski grubi rubovi. Atomsko-glatke lica raste po slojnim sedimentom tvari i ostaju u procesu rasta makroskopski ravan. Takav rast naziva se tangencijalni ili slojevi. U isto vrijeme, stopa rasta različitih lica će biti različita. Kao rezultat toga, kristali će rasti u obliku polihedrona.
Kristali s atomskim grubim rubovima mogu pričvrstiti čestice iz makroskopske točke gledišta na gotovo bilo koje točke površine. Takav se rast naziva normalno. Istodobno, stope rasta rubova kristala u različitim smjerovima bit će otprilike isto i kristale će steći zaobljene oblike. Rast atomskih grubih zrakoplova i krajeva koraka zahtijeva samo potencijalne prepreke za ugradnju pojedinačnih atoma ili molekula. Rast atomskih glatkih površina zahtijeva stvaranje koraka, tj. Za rast svakog novog sloja, potrebno je pojaviti na površini novog embrija, a to nije uvijek moguće zbog nedostatka usisavanja. U tom slučaju rast se javlja samo pomicanjem postojećih koraka. Dakle, prvi proces s energetskog stajališta je profitabilnija.
Osim toga, rub pravih kristala gotovo nikada nije idealan. Uvijek postoje kršenja na njihovim površinama - nedostaci, zahvaljujući koja se pojavljuju vijčani i rubni dislokacije. Uspon lica se događa na spiralu nenalizirajućim jedan sloj u drugi. I takav se povećanje može dogoditi s koliko malih rukava, pa čak i od para. Dislokacije, dakle, kontinuirano aktivni izvor slojeva i uklonite potrebu da se pojave na površini rastućeg lica dvodimenzionalnih embrija.
Kristalni oblici rasta
Monokristali su potpuno različiti oblici i veličine (vidi Prilog), ali na različitim odstupanjima od idealnih uvjeta kristalizacije (na primjer, egzotične formacije rastu u viskoznim, kontaminiranim ili ozbiljnim osobama). Iskustvo pokazuje da s malim prijedlozima i supercooling na postrojenju za rast postoje savršene - razrede - oblike kristala. Uz povećanje odstupanja od ravnoteže, kristali mijenjaju svoj izgled, pretvarajući se u kosture, dendritice (iz grčkog. Dendron - stablo), navojne formacije ili sferične kristale. Ovi oblici se razlikuju u činjenici da su skeletni kristali su jedan kristali, a dendriti su najčešće polikristalne formacije.
Dobiti cijeli tekstNedostaci kristala(vidi privitak)
Kristalni defekti nazivaju se sva kršenja idealnog periodika kristalne rešetke i razlikuju nekoliko vrsta defekata u dimenziji: nulto-dimenzionalni (točka), jednodimenzionalni (linearni), dvodimenzionalni (ravni) i trodimenzionalni (volumen) nedostaci.
Svi nedostaci koji su povezani s premještanjem ili zamjenom male skupine atoma (vlastiti defekti točka) primjenjuju se na oštećenje kristala za Zerimera. Oni se javljaju kada se zagrijavaju, doping, u procesu rasta kristala i kao posljedica zračenja zračenja.
Pokazani nedostaci uključuju:
Analiza metodom rasterske elektronske mikroskopije provedena je na uređaju Leo Supra 50 VP (Njemačka). Povećanje snimanja mikrografa bilo je od × 500 do × 100 000.
Mikrografi su pokazala nejasno, jer za ovu metodu mikroskopije, uzorak mora biti vodič, a silicij je poluvodič. No, unatoč tome, kristalna tijela mogu se razmotriti na fotografijama s malim povećanjem.
Analiza vrhova X-ray dijagrama pokazala je da je proizvod prisutan veliki broj nečistoće težine i iznimno inertnih spojeva aluminija i silicija oksida. Na temelju tih podataka može se zaključiti da je tehnika nesavršena i treba daljnji profinjenost.
Književnost:
1., filamentalni kristali, M., 1969;
2. Moderni kompozitni materijali, Ed. L. Butman i R. Kroka, Lane. s engleskog, M., 1970;
3. Monokristall vlakna i materijali ojačani njima, perja. s engleskog, M., 1973; Kelly A.
4. Materijali visoke čvrstoće, po. s engleskog, M., 1976; ,
5. rast vlaknarskih i lamelarnih kristala od pare, M., 1977;
6. Punila za moderne kompozitne materijale, po. s engleskog, M., 1981; ,
7. Budući materijali. Na filamentoznim kristalima metala. M., 1989.
8., aluminiummija proizvodnja feroleksi i ligatura, M., 1963.
9. Časopis "Kemija i život" 1982, 3 izdanje, str. 63.
10. Bulator s kristalografskim bazama. M.: Alfa-m, 1989. - 156 str.
11. Egorov-Timenko i kristalnookemija: udžbenik. - m.: KDU, 2005. - 592 str.
12., Shafranovsky. M.: Gosgeo - ltehizdat, 1955 - 215s.
Silicij je jedan od najčešćih elemenata u Zemljinoj kori. To je (masa.) Dio Zemljine koristan na naš studij, uzimajući drugo mjesto nakon kisika. U prirodi, silicij se nalazi samo u silicij dioksidu (dioksid), koji se naziva i silicij anhidrid ili silikat, te u obliku silicij kiselih soli (silikata), najraširenije u prirodi aluminozilikatira, tj. Silikati, koji su uključeni, aluminij polja swipes, mica, kaolin, itd.
Kao ugljik, ulazak u sve organske tvari, je bitan element biljnog i životinjskog kraljevstva, pa je silicij glavni element u kraljevstvu minerala i stijena.
U većini organizama, sadržaj silicija je vrlo mali. Međutim, neki morski organizmi akumuliraju velike količine silicija. U njihove bogate morske biljke uključuju diatome algi, mnoge silicijeve životinje sadrže radiousleare, silikonske spužve.
Besplatni silicij može se dobiti kalciniranjem s magnezijskim finim bijelim pijeskom, koji je silicij dioksid:
U isto vrijeme, formira se smeđi prah amorfnog silicija.
Silicij topljiv u rastaljenim metalima. S polaganim hlađenjem silicijskog otopina u cinku ili u aluminiju, silicij se oslobađa u obliku dobro oblikovanih kristala oktaedralnog oblika. Crystal Silicon ima čelični sjaj.
Visoko čistoće silicija kristali s minimalnim brojem defekata strukture karakteriziraju vrlo niska električna vodljivost. Nečistoće i povrede strukture strukture oštro povećavaju svoju vodljivost.
Silicij se uglavnom koristi u metalurgiji i tehnici poluvodiča. U metalurgiji se koristi za uklanjanje kisika iz rastaljenih metala i služi kao sastavni dio mnogih legura. Najvažnije od njih su legure na bazi željeza, bakra i aluminij. U tehnologiji poluvodiča, silicij se koristi za proizvodnju fotoćelija, pojačala, ispravljača. Silikonski poluvodički uređaji izdržati grijanje prije, koji proširuje svoj opseg.
U industriji, silicij se dobiva obnovom silicij dioksida s koks u električnim pećima:
Silicij dobiven u skladu s ovom metodom sadrži nečistoće. Potrebno je otežano proizvodnju silicijalnih poluvodičkih uređaja za čistoću. Prirodni silicija se prevodi u takav spoj silicija, koji je podložan dubokom čišćenju. Silicij se zatim izolira iz dobivene čiste tvari pomoću toplinske raspadanja ili redukcijskog sredstva. Jedna od ovih metoda je pretvoriti silicijev dioksid u silicij klorid, čišćenje ovog proizvoda i obnavljanje silicija iz njega s visokim čistoći cink, vrlo čisti silicij može se dobiti i toplinskom razgradnjom silicija ili silana.
Rezultirajući silicij sadrži vrlo malo nečistoća i pogodan je za proizvodnju nekih poluvodičkih uređaja. Da biste dobili čak i čišći proizvod, podvrgnut je dodatnom čišćenju, kao što je zone zamrljavanja (vidi § 193).
U kemijskim odnosima silicija, osobito kristalna, je nisko-učinkovita; Na sobnoj temperaturi izravno je povezana samo s fluorom. Kada zagrijavanje, amorfni silicij je lako spojen na kisik, halogene i sive.
Kiseline, osim smjese fluorida vodika i dušične kiseline, ne djeluju na silicij, ali alkalija snažno reagira s njom, naglašavajući vodik i formiranje soli silicijeve kiseline:
U prisutnosti alkalnih tragova, koji igra ulogu katalizatora, silicij displeks vodik iz vode.
Ako je smjesa pijeska i koksa, uzeti u određenom omjeru, dobivena je u električnoj peći, zatim se dobije silicijev spoj s ugljičnim karbidom, pod nazivom Carborund:
Čisti karbund - bezbojni vrlo čvrsti kristali (gustoća 3.2). Tehnički proizvod obično je obojen nečistoćama u tamnoj sivoj boji.
Prema unutarnjoj strukturi, Carbarund je dijamant u kojem je polovica ugljikovih atoma ravnomjerno zamijenjena silicijanim atomima. Svaki atom ugljika nalazi se u središtu tetrahedrona, od kojih su atomi silicijeva; S druge strane, svaki silicij atom je okružen s četiri atoma ugljika na sličan način. Kovalentne veze spajaju sve atome u ovoj strukturi, kao u dijamant, vrlo su izdržljivi. To objašnjava veliku tvrdoću Carborunda.
Carborund se dobiva u velikim količinama; Njegova je upotreba raznolika i povezana s visokom tvrdoćom i vatrostalnom. Carbard prah proizvodi brušenje kotača, barova, brušenje papira. Na njemu se proizvodi ploče za izgradnju podova, platformi i prijelaza u podzemnoj željeznici i na stanici. Iz nje se pripremaju prigušice i obloge za razne peći. Mješavina ugroženih i silicijskih praha služi kao materijal za proizvodnju sililskih štapova za električne peći.
Na visokoj temperaturi, silicij dolazi u vezi s mnogim metalima, formirajući silikom. Na primjer, kada se silicij dioksid zagrijava s viškom metalnog magnezija, rekonstrukcija silicija se kombinira s magnezijem, formirajući magnezijev silicijev.
Kemijski silicij znak SI, atomska težina 28,086, kernel punjenje +14. Kao, nalazi se u glavnoj podskupini IV grupe, u trećem razdoblju. Ovo je analog ugljika. Elektronska konfiguracija elektroničkih slojeva silicija atom LS 2 2S 2 2p 6 3S 2 3p 2. Struktura vanjskog elektroničkog sloja
Struktura vanjskog elektronskog sloja slična je strukturi ugljičnog atoma.
Nalazi se u obliku dviju alotropnih modifikacija - amorfni i kristalni.
Amorfni - smeđi u prahu, koji ima nekoliko veće kemijske aktivnosti od kristalnog. Na normalnoj temperaturi reagira s fluorom:
Si + 2f2 \u003d SIF4 na 400 ° - s kisikom
Si + o2 \u003d sio2
U talinama - s metalima:
2 mg + si \u003d mg2si
Kristalni silicij je kruta krhka tvar s metalnim svjetlucanjem. Ima dobru toplinu i električnu vodljivost, lako otopljena u rastaljenim metalima, formiranje. Silikonska legura s aluminijom naziva se silicij, silicij legura s željezo-feroziličkom. Gustoća silicija 2.4. Točka taljenja 1415 °, točka vrenja 2360 °. Kristalni silicij - tvar je prilično inertan i u kemijskim reakcijama s poteškoćama. S kiselinama, unatoč dobro vidljivim metalnim svojstvima, silicij ne reagira, a alkalis reagira, formira soli silicijeve kiseline i:
SI + 2KON + H2O \u003d K2SO2 + 2H2
■ 36. Koja je sličnost i koja je razlika između elektroničkih struktura silicija i ugljikovih atoma?
37. Kako objasniti sa stajališta strukture elektronske atoma silicija, zašto su metalna svojstva više karakterističnije za siliciju nego za ugljik?
38. Navedite kemijska svojstva silicija.
§ 85. Silicij u prirodi. Silicija
U prirodi, silicij je široko rasprostranjen. Oko 25% Zemljine korica pada na siliciju. Značajan dio prirodnog silicija predstavljen je Si02 silicij dioksidom. U vrlo čistom kristalnom stanju, silicij dioksid se nalazi u obliku minerala koji se naziva planinski kristal. Silicij dioksid i ugljični dioksid kemijski sastav su analozi, međutim, ugljični dioksid je plin, a silicij dioksid - čvrst, Za razliku od molekularne kristalne rešetke CO2, Si02 silicij dioksid kristalizira u obliku atomske kristalne rešetke, od kojih je svaka stanica tetrahedron s atomom silicija u središtu i atomi kisika u kutovima. To se objašnjava činjenicom da silicij atom ima veći radijus od ugljikovog atoma, a ne 2, a oko njega se može smjestiti 4 atoma kisika. Razlika u svojstvima tih tvari objašnjava se u strukturi kristalne rešetke. Na sl. Prikazani su 69 izgled Prirodni kvarcni kristal koji se sastoji od čistog silicij dioksida i njegove strukturne formule.
Kristalni silicij dioksid najčešće se nalazi u obliku pijeska, koji ima bijela bojaOsim ako je kontaminirano glinenim nečistoćama žutog. Osim pijeska, silicij dioksid se često nalazi u obliku vrlo čvrste mineralne silicijeve (hidratizirani silicij dioksid). Kristalni silicij dioksid, obojen u raznim nečistoćama, tvori dragocjeni i poludragog kamenja - agat, ametist, Yashma. Gotovo čisti silicij dioksid također se nalazi u obliku kvarca i kvarcita. Besplatno silicij dioksid u Zemljinoj kori iznosi 12%, kao dio raznih stijena - oko 43%. Ukupno više od 50% Zemljine kore sastoji se od silicij dioksida.
Silicij je dio raznih stijena i minerala - glina, granata, shenitites, mica, uzgajalište, itd.
Čvrsti ugljični dioksid, bez taljenja, ukloni se na -78,5 °. Točka taljenja silicij dioksida je oko 1.713 °. Ona se prilično okreće. Gustoća 2.65. Koeficijent silicij dioksida je vrlo mali. Vrlo je važno pri nanošenju staklene posude bazena. U vodi, silicij dioksid ne otapa i ne reagira s njom, unatoč tome što je kiseli oksid i odgovara H2SIO3 silicijskoj kiselini. Ugljični dioksid u vodi, kao i topiv. S kiselinama, osim hidrofluorske kiseline HF, silicij dioksid ne reagira, s alkalisom daje soli.
Sl. 60. strukturna formula silicij dioksida (a) i prirodnih kvarcnih kristala (B)
Sl. 69. Strukturna formula silicij dioksida (a) i prirodnih kvarcnih kristala (B).
Kada se napajanje silicij dioksida s ugljenom, silicij se oporavlja, a zatim njegov spoj s ugljikom i formiranjem karbara u jednadžbi:
Si02 + 2C \u003d SIC + CO2. Carbarund ima visoku tvrdoću, na kiseline stabilne, a alkalis je uništen.
■ 39. Koja svojstva silicij dioksida može se suditi po kristalnoj rešetki?
40. U obliku onoga što minerali silicij dioksid nalazi u prirodi?
41. Što je Carborund?
§ 86. Silicijska kiselina. Siličare
H2SIO3 Silicij kiselina je vrlo slaba i mala otporna kiselina. Kada se zagrijava, postupno se razgrađuje u vodu i silicij dioksid:
H2sio3 \u003d H2O + SiO2
U vodi, silicijska kiselina je praktički netopljiva, ali može lako dati.
Silicij kiselina oblikuje soli nazvane silikate. U prirodi. Prirodno je prilično komplicirano. Njihov sastav obično se prikazuje kao veza nekoliko oksida. Ako aluminijev oksid uđe na prirodne silikate, nazivaju se aluminosilikati. Takva su bijela glina, (kaolin) al2O3 · 2sio2 · 2H2O, polja swipe K2O · al2O3 · 6sio2, mica
K2O · Al2O3 · 6SO2 · 2N2o. Mnogi prirodni u čistom obliku su drago kamenje, na primjer, akvamarin, smaragd itd.
Umjetni silikati trebaju se primijetiti natrijevom natrij na2sio3 - jedan od rijetkih solikata topljivih u vodi. Zove se topljivo staklo i rješenje - tekuće staklo.
Silikati se široko koriste u tehnici. Topivi staklo impregniraju tkanine i drvo kako bi ih zaštitili od paljenja. Tekućina je dio vatrostalnog razmaza za lijepljenje stakla, porculana, kamena. Silikati su temelj u proizvodnji stakla, porculana, faience, cementa, betona, cigala i raznih keramičkih proizvoda. Silikatne otopine se lako hidroliziraju u otopini.
§ 87. Staklo
Sirovine za proizvodnju stakla su soda Na2CO3, vapnenac SASO3 i Si02 pijesak. Sve komponente staklenog punjenja su temeljito očišćene, pomiješane i spojene na temperaturi od oko 1400 °. Sljedeće reakcije odvijaju se u procesu fuzije:
Na2CO3 + Si02 \u003d Na2sio3 + CO2
CaCO3 + SiO2 \u003d CASIO 3+ CO2
Zapravo, sastav stakla uključuje natrijev silikat i kalcij, kao i višak SO2, tako da je sastav konvencionalnog stakla prozora: Na2O · COO · 6SO2. Stakla se zagrijava na temperaturi od 1500 °, dok se ugljični dioksid ne ukloni. Zatim ohladi na temperaturu od 1200 ° na kojoj postaje viskozno. Kao i svaka amorfna tvar, staklo se postupno omekšalo i stvrdne, tako da je dobar plastični materijal. Viskozno staklo prolazi kroz prazninu, kao rezultat toga nastaje stakleni list. Hot stakleni list je povučen valjcima, donoseći određene veličine i postupno hladi struju zraka. Zatim se reže oko rubova i izrezati na određeni format.
■ 44. Donesite jednadžbe reakcija koje curi kada se dobije staklo i sastav prozorskog stakla.
Staklo - Tvar je amorfna, prozirna, u vodi je praktički netopljiva, ali ako je zgnječena u finu prašinu i pomiješana s malom količinom vode, u dobivenoj smjesi s fenolftalein, možete detektirati alkalije. Za duga pohrana Alkali u staklenom višku SHI02 u staklu vrlo polako reagiraju s alkalijama i staklom postupno gubi transparentnost.
Staklo je postalo poznato ljudima više od 3000 godina prije naše ere. U antici, naočale su dobivene gotovo isti sastav, kao i sada, ali su drevni majstori vođeni samo vlastitim intuicijom. Godine 1750. uspio se razviti znanstvena osnova Proizvodnja stakla. 4 godine prikupio je brojne recepte za proizvodnju različitih naočala, osobito obojenih. Na staklenoj tvornici koju je izgradio, napravljen je veliki broj staklenih uzoraka, koji su sačuvani do danas. Trenutno se koriste naočale različitih kompozicija s različitim svojstvima.
Quartz Staklo se sastoji od gotovo čistog silicij dioksida i riješen je iz planinskog kristala. Njegova vrlo važna značajka je da ima blagi koeficijent ekspanzije, gotovo 15 puta manje od običnog stakla. Kuhanje od takvog stakla može se podijeliti s plamenom plamenika, a zatim izostaviti u hladna voda; U tom slučaju neće se dogoditi nikakve promjene sa staklom. Quartz Staklo ne odgađa ultraljubičaste zrake, a ako ga obojite s niklovim solima u crno, odgodit će sve vidljive zrake spektra, ali za ultraljubičaste zrake ostat će transparentno.
Kiseline ne djeluju na kvarcno staklo i, ali alkalis je primjetno korozivno. Kvarcno staklo je krhkije od uobičajenog. Laboratorijsko staklo sadrži oko 70% Si02, 9% Na2O, 5% K2O 8% SAO, 5% Al2O3, 3% B2O3 (sastav naočala se ne daje za pamćenje).
U industriji pronađite uporabu stakla jen-skoo i Pirex. Staklo IEN sadrži oko 65% SI02, 15% B2O3, 12% Wao, 4% ZNO, 4% Al2O3. Čvrsto je otporan na mehaničke učinke, ima mali koeficijent ekspanzije, otporan na alkaliju.
Pyrex staklo sadrži 81% Si02, 12% B2O3, 4% Na2O, 2% AL2O3, 0,5% AS2O3, 0,2% K20, 0,3% SAO. Ona posjeduje ista svojstva kao i staklo, ali još više, osobito nakon gašenja, ali manje održivog alkalija. Pyrex staklo proizvodi kućanskih predmeta koji su podvrgnuti grijanju, kao i dijelovima nekih industrijskih instalacija koje rade na niskim i visokim temperaturama.
Različite kvalitetno staklo daju neke aditive. Na primjer, vanadij oksidi nečistoće daju staklo, potpuno odgađaju ultraljubičaste zrake.
Staklo, obojeno u različitim bojama također dobiti. Više je napravio nekoliko tisuća uzoraka stakla u boji različitih boja i nijansi za svoje mozaične slike. Trenutno su detaljno dizajnirane metode boje stakla. Mangan spojevi boje staklo u ljubičastoj boji, kobalt - plavo. , poprskani u masi stakla u obliku koloidnih čestica, daje mu rubinsku boju, itd. Spojevi olova daju staklo glitter, slično sjajnosti urinstone, tako da se zove kristal. Takvo staklo se lako obrađuje, rezanje. Proizvodi iz nje vrlo lijepo reflektiraju svjetlo. Kada slikate ovo staklo, kristalno staklo u boji dobiva se raznim aditivima.
Ako se rastopljeno staklo pomiješa s tvari koje, s raspadanjem, oblikuju veliki broj plinova, potonji, oslobađaju, pjenasto staklo, tvoreći pjenasto staklo. Takvo staklo je vrlo lagan, dobro obrađen, izvrstan je električni i toplinski izolator. Prvi put je primio prof. I. I. KHORORODSKY.
Povlačenje niti od stakla možete dobiti takozvani fiberglas. Ako se impregnira s slojevima od stakloplastike sa sintetskim smolama, onda se ispada vrlo izdržljivo, a ne deklarirajući, savršeno obrađeni građevinski materijal, takozvani fiberglas. Zanimljivo je da je tanja stakloplastika, viša njezina snaga. Fiberglass se također koristi za proizvodnju kombinezova.
Staklena vuna je vrijedan materijal kroz koji se mogu filtrirati jake kiseline i alkaliju, a ne filtrirati kroz papir. Osim toga, staklena vuna je dobra toplinska izolacijska tvar.
■ 44. Iz kojih se ovisi o svojstvima stakla različite vrste?
§ 88. Keramika
Aluminosilikati su posebno važan bijela glina - kaolin, koji je osnova za dobivanje porculana i faience. Proizvodnja porculana je iznimno drevna grana gospodarstva. Matični porculan - Kina. U Rusiji, porculan je prvi put dobio u XVIII. D, I. Vinogradov.
Sirovine za pripremu porculana i faience, osim Kalin, služe kao pijesak i. Mješavina kaolina, pijeska i vode podvrgava se temeljitom tankom brušenju u kugličnim mlinovima, zatim se odfiltrira od viška vode i dobro razmazane plastične mase usmjerene su na oblikovanje proizvoda. Nakon kalupljenja produkta, ona se osuši i gori u tunelnim pećima kontinuiranog djelovanja, gdje se prvi put zagrijavaju, zatim gori i konačno ohladi. Nakon toga, proizvod se dalje obrađuje - premaz zaleđivanja, crtanje s keramičkim bojama. Nakon svake faze, proizvod je spaljen. Kao rezultat toga, porculan se dobiva bijelim, glatkim i sjajnim. U tankim slojevima sjaji. Faience kaša i ne sjaji.
Od crvenih gline formulirati cigle, pločice, glinene posude, keramičke prstenove za mlaznice u apsorpciji i pranje kula razne kemijske proizvodnje, lonci cvijeća. Oni su također spaljeni tako da ne omekšavaju vodom, čelik je mehanički izdržljiv.
§ 89. Cement. Beton
Silicij spojevi služe kao osnova za dobivanje cementnog materijala, neophodne u izgradnji. Sirovine za primanje cementa su glina i vapnenac. Ova smjesa je spaljena u velikoj nagibnoj cjevastoj rotirajućoj peći, gdje se kontinuirano nametnu sirovine. Nakon pucanja na 1200-1300 ° od rupe koja se nalazi na drugom kraju peći, odgovarajuća masa se kontinuirano izlazi - klinker. Nakon što se brušenje klinkera pretvori u. Cement uključuje uglavnom silikate. Ako se pomiješa s vodom do stvaranja debelog blagajni, a zatim ostavite neko vrijeme u zraku, reakcija će se reakcija s cementnim tvarima, formiranjem kristalohidrata i drugih krutih spojeva, što dovodi do stvrdnjavanja ("postavljanje") cementa. To se više ne preračunava u prethodno stanje, tako da prije konzumiranja cementa pokušava voditi brigu o vodi. Proces stvrdnjavanja cementa je dug, i dobiva pravu snagu samo u mjesecu. Istina, postoje različite razrede cementa. Uobičajeni cement koji se smatra nas nazvan je silikat ili portland cement. Od aluminijevog, vapnenca i silicij dioksida proizvodi brzo stvrdnjavanje cementa.
Ako pomiješate cement s ruševinama ili šljunkom, dobije se beton, koji je već neovisni građevinski materijal. Zgnječeni kamen i šljunak nazivaju se punila. Beton ima visoku čvrstoću i izdržava teška opterećenja. To je vodena vozila, požari. Kada se grije gotovo ne gubi snagu, jer je to vrlo mala toplinska vodljivost. Beton flostotes, slabi radioaktivno zračenje, pa se koristi kao građevinski materijal za hidrotehničke strukture, za zaštitne školjke nuklearnih reaktora. Beton je izabran za kotlove. Ako je mješoviti cement s agensom za pjenjenje, formira se betonske stanice pjene pjene. Takav beton je dobar zvučni izokal, pa čak i manje od običnog betona, provodi toplinu.
Nekretnine 14 SI.
|
Atomska masa |
28,086 |
clark, na.% (Uvjeritenost u prirodi) |
16,7 |
|
Elektronska konfiguracija * |
Stanje agregacije (n.). |
čvrst |
|
|
0,132 |
Boja |
tamno sivi sjajan |
|
|
0,034 |
1423 |
||
|
Energija ionizacije |
8,151 |
2355 |
|
|
Relativna električna negativnost |
1,74 |
Gustoća |
2,3263 |
|
Mogući stupnjevi oksidacije |
4, +2, +4 |
Standardni potencijal elektroda |
* Daje se konfiguracija vanjske elektroničke razine atom elemenata. Konfiguracija preostale elektroničke razine podudara se s time za plemeniti plin koji je prethodno razdoblje i gore navedeno u zagradama.
Nalaz u prirodi.Silicij nakon kisika je najčešći element u Zemljinoj kori. Za razliku od ugljika u slobodnom stanju silicija u prirodi se ne nalazi. Najčešći spojevi su silicij oksid (IV) SiO2 i soli silicija kiselina - siličare. Oni tvore omotač Zemljine kore. Silicij spojevi su sadržani u organizmima biljaka i životinja.
Prirodni silikati imaju složen sastav i strukturu. Ovdje je sastav nekih prirodnih silikata: polja Spar na 2 o × al2 o 3 × 6seo 2, azbest 3mgo × 2sio 2 × 2H2O, cutton do 2 × 3-2 o 3 × 3SIO 2 × 2H2O, kalinitis 32 O 3 × 2SIO 2 × 2H2O.
Nazivaju se silikati koji sadrže aluminij oksid u njihovom sastavu aluminozilicirani. Od gore spomenutih silikata, aluminosilikati su polja pljuvanje, kaoOlinitis i mica. U prirodi, aluminozitici su najčešći, kao što su poljski poprts. Smjese različitih silikata su također uobičajene. Dakle, rock stijene - granite i gneises - sastoje se od kristalnog kvarca, polja pljuvanje i mica.
Glavni proizvod uništenja je mineralni kalinitis - glavna komponenta bijele gline. Kao rezultat testiranja stijena, formirana je glina, pijeska i soli.
Dobivanje.U industriji, silicij se dobiva obnovom Si02 koksa u električnim pećima:
U laboratoriju se magnezij ili aluminij koristi kao sredstva za smanjenje:
Najčišća silicij je dobivena vraćanjem silicij tetraklorida s parovima cinka:
Primjena. Silicij se koristi kao poluvodič. Proizvedeno je od njega, takozvanih solarnih panela koji pretvaraju laganu energiju u električnu (napajanje rascecraft radioina). Silicij se koristi u metalurgiji kako bi se dobile silikatne čelike s visokom otpornošću na toplinu i apsorpciju kiseline.
Fizička svojstva. Kristalni silicij je tamno siva tvar s čeličnim svjetlucanjem. Struktura silicija slična je strukturi dijamanta. U svom kristalu, svaki atom je okružen tetrahedralno četiri druge i povezan je s kovalentnom vezom, što je mnogo slabiji od između ugljikovih atoma u dijamant. U silicijskom kristalu, čak iu normalnim uvjetima, neke od kovalentnih veza su uništene. Stoga ima besplatne elektrone koji određuju malu električnu vodljivost. Prilikom osvjetljavanja i grijanja povećava se broj distribuiranih obveznica, što znači da se broj slobodnih elektrona povećava i povećava se električna vodljivost. To bi trebalo objasniti svojstva poluvodiča silicija.
Silicij je vrlo krhak, njegova gustoća je 2,33 g / cm3. Kao ugljen, odnosi se na vatrostalne tvari.
Silicij se sastoji od tri stabilne izotope: 28 14 SI (92,27%), 2914 SI (4,68%) i 30 14 S.i (3,05%).
Kemijska svojstva.Prema kemijskim svojstvima silicija, kao što je ugljik, ne-metal, ali njegov nemetalium je manje izražen, jer ima veći atomski radijus. Budući da su atomi silicija na razini vanjske energije 4 elektrona, tada je silicij karakteriziran stupnjem oksidacije kao -4 i +4 (spoj silicijeva je poznat, gdje je stupanj oksidacije +2).
Silicij pod normalnim uvjetima je prilično inertan, što bi trebalo objasniti snagom njegove kristalne rešetke. On izravno komunicira samo s fluorom:
Kiseline (osim mješavine Plavik HF i dušika HNO 3) ne djeluju na silicij. Međutim, otapa se u hidroksidima alkalijskog metala, formirajući silikat i vodik:
Od dvije alotropne modifikacije silicija - kristalnog i amorfona - kemijski aktivnija je amorfni silicij. Reagira s kisikom kada se zagrijava, formirajući SiO 2:
kao i sa svim halogenima, na primjer:
Na visokoj temperaturi, silicij se kombinira s ugljikom, formiranjem karborundum Sic:
Carborund ima dijamantnu kristalnu rešetku, u kojoj je svaki silicij atom okružen s četiri atoma ugljika i naprotiv, a kovalentne veze su vrlo izdržljive, kao u dijamant. Stoga je tvrdoćom blizu Diamond. Silicij karbid proizvode mljevenje kamenje i brusni krugovi.
Silicid magnezijevog.U reakcijama s aktivnim metalima koji curi u obliku silicidi Silicij djeluje kao oksidirajuće sredstvo:
Na visokim temperaturama, silicij obnavlja mnoge metale iz njihovih oksida.
Sylan.Pod djelovanjem na silicidima klorovodične kiseline, najjednostavniji priključak vodika Silicij sylan SIH 4:
Sylan - otrovni plin s neugodnim mirisom, samoposjednicom u zraku:
Silicij oksid (iv).Silicij oksid (iv) se također naziva silicija. Ovo je čvrsta vatrostalna tvar (točka taljenja od 1700 ° C), široko raspoređena u prirodi u dva tipa: 1) kristalni silicija - u obliku kvarcnog minerala i njegovih sorti (planinski kristal, challoglogy, Agat, Jasper, Flint); Quartz je osnova kvarcnog pijeska, široko korištenih u izgradnji iu silikatnoj industriji; 2) Amorfni silicija - u obliku mineralnog opalnog sastava SiO 2 × p H20; Zemljini oblici amorfnog silicijevog dioksida su diatomitis, trepal (zemlja bez informacija); Primjer umjetnog amorfnog bezvodnog silicijevog dioksida može poslužiti kao silika gel, koji se dobiva iz natrijevog metasilikata:
Silika gel ima razvijenu površinu i stoga dobro adsorbira vlaga.
Na 1710 °, Quartz se topi. Uz brzo hlađenje rastaljenih masovnih potrošača, kvarcno staklo. Ima vrlo mali koeficijent ekspanzije, zbog čega vruće kvarcno staklo ne razbija s brzim hlađenjem vode. Od kvarcnog stakla proizvedena laboratorijska jela i instrumenata za znanstvena istraživanja.
Najjednostavnija formula silicij oksida (IV) Tako 2. slično formuli ugljičnog oksida (IV) sO 2. , U međuvremenu, fizička svojstva su oštro različita (Sio 2 - čvrst Co 2 - plin). Ova razlika je objašnjena strukturom kristalnih rešetaka. C0. 2 kristalizira u molekularnoj mreži, Sio 2 - U atomskom. StrukturaSio 2. Slika zrakoplova može biti predstavljena na sljedeći način:
Koordinacijski broj ugljikovih atoma u krutom CO 2 je 2, a silicij u Si02 je 4 jednak 4. Svaki silicij atom se zaključuje u tetraedar od 4 atoma kisika. U isto vrijeme, atom silicija nalazi se u središtu, a atomi kisika nalaze se uz vrhove tetrahedrona. Cijeli dio silicijevog dioksida može se smatrati kristalom, čija formula (Si02) n. Ova struktura silicij oksida (IV) određuje svoju visoku tvrdoću i vatrostalnu.
Kemijskim svojstvima silicijevog oksida (IV) Si02 se odnosi na okside kiseline. Kada se spaja s čvrstim alkalisom, soli silikatnih kiselina formiraju se s glavnim oksidima i karbonatima:
S silika (IV) oksidom, samo melička kiselina interakcija:
S ovom reakcijom, staklo je urezano.
U vodi, silicij oksid (iv) ne otapa i ne ulazi u interakciju s njom. Stoga se silicijska kiselina dobiva posredno, djeluje s kiselinom u otopini kalijevog silikata ili natrija:
Istodobno, silikatna kiselina (ovisno o koncentraciji početnih otopina soli i kiseline) može se dobiti iu obliku mase slične studiji koja sadrži vodu i u obliku koloidne otopine (sol).
Silicij kiseline. Si02 je anhidrid niza silicijskih kiselina, čiji se sastav može izraziti općom formulom Xsio 2 × YH20, gdje X i Y — cijeli brojevi:
1) x \u003d 1, y \u003d 1: Si02 × H20, tj. H 2 SiO 3 - metakremijeva kiselina;
2) x \u003d 1, y \u003d 2: Si02 × 2H20, tj. H 4 SiO 4 - ortokremijska kiselina;
3) h. \u003d 2, Y \u003d 1: 2sio 2 × H20, tj. H 2 SI205 - dvokadna kiselina.
Silikatna kiselina je konstruirana od tetraedralnih strukturnih jedinica (u svakoj takvoj vezi, atom silicija nalazi se u središtu tetraedrona, a atomi kisika nalaze se na vrhovima). Strukturne linkove, kombiniranje u lancima, oblikuju stabilnije poliremijske kiseline:
Sastav takvog spoja može se izraziti formulom (H2 SiO3) N. Međutim, obično silikatna kiselina prikazuje formulu H2 SiO3. H2 Sio 3 je vrlo slab, malo topiv u vodi. Kada se grije, lako se raspada isto kao i koštana kiselina:
Sve silicijeve kiseline su vrlo slabi (slabiji ugljen).
Siličare.Soli svih silicijskih kiselina pozivaju siličare Iako je, u pravilu, u obrazovnoj literaturi pod silikatima, implicira se soli metakremijske kiseline. Njihov sastav se obično prikazuje formulom u obliku spojeva elemenata oksida. Na primjer, Casio 3 kalcij silikat može se izraziti na sljedeći način: SAO × Sio 2.
Silikati pripravka R2 O × NSIO2, gdje se nazivaju R2O-natrijev oksidi ili kalij topivo staklo I njihove koncentrirane vodene otopine - tekuće staklo. Staklo topljivog topljivog natrija ima najveću vrijednost.
Kada stojite na zraku, solitalni otopine su pročišćeni, budući da ugljični monoksid (IV) u zraku (IV) istiskuje silicijeve kiseline iz njegovih soli:
Silikatna kiselina je praktički netopljiva u vodi - Ovaj objekt se koristi kao visokokvalitetna reakcija na SiO 3 ion 2-.
Silikati se dobivaju fuzija silicijskog oksida s alkalijom ili karbonatima:
Korištenje silikata.Natrijev i kalijev silikati se najčešće koriste. Koncentrirane otopine ovih soli nazivaju se tekuće staklo;oni imaju jaku vakuuzuju zbog hidrolize. Tekuće staklo se koristi u proizvodnji ljepila i vodootpornih tkiva. Tekuće staklo se koristi kao vezivo u proizvodnji betona otpornog na kiselinu, kao i za proizvodnju kit, spajanje ljepila. Oni su impregnirani tkaninama, drvom i papirom kako bi im dali otpornost na požar i vodootporan.
