Silikon oksitlerin sentezi için yöntemler. Silikon (IV) oksit ve silisik asitler Silikon oksit üretme yöntemleri 4

Eleman özellikleri

14 Si 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2

İzotoplar: 28 Si (%92,27); 29 Si (%4,68); 30 Si (%3,05)

Silikon, yerkabuğunda oksijenden sonra en çok bulunan ikinci elementtir (kütlece %27,6). Doğada serbest halde bulunmaz; esas olarak SiO2 veya silikat formunda bulunur.

Si bileşikleri toksiktir; küçük Si02 parçacıklarının ve diğer silikon bileşiklerinin (örneğin asbest) solunması tehlikeli bir hastalığa neden olur - silikoz

Temel durumda, silikon atomu değerlik = II'ye ve uyarılmış durumda = IV'e sahiptir.

Si'nin en kararlı oksidasyon durumu +4'tür. Metalli bileşiklerde (silisitler) S.O. -4.

Silikon elde etme yöntemleri

En yaygın doğal silikon bileşiği silikadır (silikon dioksit) SiO2 . Silikon üretiminin ana hammaddesidir.

1) Ark fırınlarında 1800 "C'de SiO 2'nin karbonla indirgenmesi: SiO 2 + 2C = Si + 2CO

2) Teknik bir üründen yüksek saflıkta Si şemaya göre elde edilir:

a) Si → SiCl 2 → Si

b) Si → Mg 2 Si → SiH 4 → Si

Silikonun fiziksel özellikleri. Silisyumun allotropik modifikasyonları

1) Kristalin silikon - metalik parlaklığa sahip gümüş grisi bir madde, elmas tipi bir kristal kafes; e.p. 1415"C, kaynama noktası 3249"C, yoğunluk 2,33 g/cm3; bir yarı iletkendir.

2) Amorf silikon - kahverengi toz.

Silikonun kimyasal özellikleri

Çoğu reaksiyonda Si, indirgeyici bir madde olarak görev yapar:

Düşük sıcaklıklarda silikon kimyasal olarak etkisizdir; ısıtıldığında reaktivitesi keskin bir şekilde artar.

1. 400°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda oksijenle reaksiyona girer:

Si + O2 = SiO2 silikon oksit

2. Oda sıcaklığında bulunan flor ile reaksiyona girer:

Si + 2F2 = SiF4 silikon tetraflorür

3. Diğer halojenlerle reaksiyonlar = 300 - 500°C sıcaklıkta meydana gelir

Si + 2Hal 2 = SiHal 4

4. 600°C'deki kükürt buharı ile bir disülfür oluşturur:

5. Azotla reaksiyon 1000°C'nin üzerinde meydana gelir:

3Si + 2N 2 = Si 3 N 4 silikon nitrür

6. = 1150°C sıcaklıkta karbonla reaksiyona girer:

SiO2 + 3C = SiC + 2CO

Carborundum sertlik bakımından elmasa yakındır.

7. Silikon hidrojenle doğrudan reaksiyona girmez.

8. Silikon asitlere karşı dayanıklıdır. Yalnızca nitrik ve hidroflorik (hidroflorik) asitlerin bir karışımı ile etkileşime girer:

3Si + 12HF + 4HNO3 = 3SiF4 + 4NO + 8H2O

9. silikatlar oluşturmak ve hidrojen açığa çıkarmak için alkali çözeltilerle reaksiyona girer:

Si + 2NaOH + H20 = Na2Si03 + 2H2

10. Silikonun indirgeyici özellikleri metalleri oksitlerinden izole etmek için kullanılır:

2MgO = Si = 2Mg + SiO2

Metallerle reaksiyonlarda Si oksitleyici bir maddedir:

Silikon, s-metaller ve çoğu d-metal ile silisitler oluşturur.

Belirli bir metalin silisitlerinin bileşimi değişebilir. (Örneğin, FeSi ve FeSi2; Ni2Si ve NiSi2.) En iyi bilinen silisidlerden biri, basit maddelerin doğrudan etkileşimi ile elde edilebilen magnezyum silisittir:

2Mg + Si = Mg2Si

Silan (monosilan) SiH 4

Silanlar (hidrojen silikalar) Si n H 2n + 2, (bkz. alkanlar), burada n = 1-8. Silanlar alkanların analoglarıdır; -Si-Si- zincirlerinin kararsızlığı bakımından onlardan farklıdırlar.

Monosilan SiH 4, hoş olmayan bir kokuya sahip, renksiz bir gazdır; etanol ve benzinde çözünür.

Elde etme yöntemleri:

1. Magnezyum silisitin hidroklorik asit ile ayrışması: Mg2Si + 4HCI = 2MgCI2 + SiH4

2. Si halojenürlerin lityum alüminyum hidrit ile indirgenmesi: SiCl4 + LiAlH4 = SiH4 + LiCl + AlCl3

Kimyasal özellikler.

Silan güçlü bir indirgeyici ajandır.

1.SiH 4 çok düşük sıcaklıklarda bile oksijen tarafından oksitlenir:

SiH4 + 2O2 = SiO2 + 2H2O

2. SiH 4, özellikle alkali bir ortamda kolayca hidrolize edilir:

SiH4 + 2H20 = SiO2 + 4H2

SiH4 + 2NaOH + H20 = Na2Si03 + 4H2

Silikon (IV) oksit (silika) SiO2

Silika çeşitli formlarda bulunur: kristal, amorf ve camsı. En yaygın kristal form kuvarstır. Kuvars kayaları yok edildiğinde kuvars kumları oluşur. Kuvars tek kristalleri şeffaf, renksiz (kaya kristali) veya safsızlıklarla çeşitli renklerde (ametist, akik, jasper vb.) renklendirilmiştir.

Amorf Si02, opal minerali formunda bulunur: silika jeli yapay olarak üretilir, koloidal Si02 parçacıklarından oluşur ve çok iyi bir adsorbandır. Camsı SiO 2 kuvars camı olarak bilinir.

Fiziki ozellikleri

Si02 suda çok az çözünür ve ayrıca organik çözücülerde pratik olarak çözünmez. Silika bir dielektriktir.

Kimyasal özellikler

1. Si02 asidik bir oksittir, bu nedenle amorf silika, alkalilerin sulu çözeltilerinde yavaş yavaş çözünür:

SiO2 + 2NaOH = Na2Si03 + H20

2. SiO2 ayrıca ısıtıldığında bazik oksitlerle de etkileşime girer:

Si02 + K20 = K2Si03;

SiO2 + CaO = CaSiO3

3. Uçucu olmayan bir oksit olan Si02, karbondioksiti Na2C03'ten (füzyon sırasında) değiştirir:

SiO2 + Na2C03 = Na2Si03 + C02

4. Silika hidroflorik asit ile reaksiyona girerek hidroflorosilikik asit H2SiF6 oluşturur:

SiO2 + 6HF = H2SiF6 + 2H2O

5. 250 - 400°C'de SiO2, gaz halindeki HF ve F2 ile etkileşime girerek tetraflorosilan (silikon tetraflorür) oluşturur:

SiO 2 + 4HF (gaz.) = SiF 4 + 2H 2 O

SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2

Silisik asitler

Bilinen:

Ortosilisik asit H4Si04;

Metasilikon (silisik) asit H2Si03;

Di- ve polisilisik asitler.

Tüm silisik asitler suda az çözünür ve kolaylıkla kolloidal çözeltiler oluşturur.

Makbuz yöntemleri

1. Alkali metal silikat çözeltilerinden asitlerle çökeltme:

Na 2 SiO 3 + 2HCl = H 2 SiO 3 ↓ + 2NaCl

2. Klorosilanların hidrolizi: SiCl4 + 4H20 = H4SiO4 + 4HCl

Kimyasal özellikler

Silisik asitler çok zayıf asitlerdir (karbonik asitten daha zayıf).

Isıtıldığında, nihai ürün olarak silika oluşturmak üzere dehidrate olurlar.

H 4 SiO 4 → H 2 SiO 3 → SiO 2

Silikatlar - silisik asitlerin tuzları

Silisik asitler son derece zayıf olduğundan sulu çözeltilerdeki tuzları yüksek oranda hidrolize edilir:

Na 2 SiO 3 + H 2 O = NaHSiO 3 + NaOH

SiO 3 2- + H 2 O = HSiO 3 - + OH - (alkali ortam)

Aynı nedenden dolayı, karbondioksit silikat çözeltilerinden geçirildiğinde silisik asit bunlardan yer değiştirir:

K 2 SiO 3 + C02 + H 2 O = H 2 SiO 3 ↓ + K 2 C03

SiO3 + CO2 + H2O = H2SiO3 ↓ + CO3

Bu reaksiyon silikat iyonlarına karşı kalitatif bir reaksiyon olarak düşünülebilir.

Silikatlar arasında yalnızca Na 2 SiO 3 ve K 2 SiO 3 yüksek oranda çözünür, bunlara çözünür cam denir ve bunların sulu çözeltilerine sıvı cam denir.

Bardak

Sıradan pencere camı Na20 CaO6SiO2 bileşimine sahiptir, yani sodyum ve kalsiyum silikatların bir karışımıdır. Na2C03 soda, CaCO3 kireçtaşı ve Si02 kumunun eritilmesiyle elde edilir;

Na 2 C03 + CaC03 + 6SiO 2 = Na 2 O CaO 6SiO 2 + 2СO 2

Çimento

Suyla etkileşime girdiğinde zamanla katı, taş benzeri bir gövdeye dönüşen plastik bir kütle oluşturan toz halindeki bir bağlayıcı malzeme; ana yapı malzemesi.

En yaygın Portland çimentosunun kimyasal bileşimi (ağırlıkça % olarak) %20 - 23 Si02'dir; %62 - 76 CaO; %4 - %7 Al203; %2-5 Fe203; %1-5 MgO.

Periyodik tabloda 3. periyot ve seri III'ün grup IV'ünde yer alan 14 seri numaralı bir kimyasal element için, iki Si ve O elementinden oluşan iki silikon oksidin oluşumu mümkündür:

• Si'nin iki değerlikli olduğu silikon monoksit, bu oksidin kimyasal formülü SiO olarak temsil edilebilir;
• Silikon dioksit, Si'nin dört değerlikli olduğu silikondur; kimyasal formülü SiO2 olarak yazılmıştır.

Silikon (IV) oksit görünüşte şeffaf kristaller halinde görünür. SiO2'nin yoğunluğu 2,648 g/cm³'tür. Madde 1600 ila 1725 °C arasındaki sıcaklıklarda erir, 2230 °C sıcaklıkta kaynar.

Silikon oksit SiO2, antik çağlardan beri sertliği ve mukavemetiyle bilinmektedir ve en çok doğada kuvars veya diatomlarda bulunur. Maddenin birçok polimorfik modifikasyonu vardır ve çoğunlukla iki formda bulunur:

• kristal - doğal mineral kuvars formunda ve çeşitleri (kalsedon, kaya kristali, jasper, akik, çakmaktaşı); kuvars temeldir; silikat endüstrisi için vazgeçilmez bir yapı malzemesi ve hammaddedir;
• amorf, bileşimi SiO2 formülüyle tanımlanabilen doğal mineral opal formunda oluşur. nH2O; amorf SiO2'nin dünyevi formları tripoli (dağ unu, infüzör toprağı) veya diatomittir; yapay amorf susuz silika, sodyum metasilikattan yapılmış bir silika jelidir.

Silikon oksit SiO2 asidik bir oksittir. Kimyasal özelliklerini belirleyen bu faktördür.

Flor silikon dioksit ile reaksiyona girer: SiO2 + 4F → SiF4 +O2 renksiz silikon tetraflorür gazı ve oksijen oluştururken diğer gazlar (halojenler Cl2, Br2, I2) daha az aktif olarak reaksiyona girer.

Silikon oksit IV, hidroflorosilisik asit üretmek üzere reaksiyona girer: SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O. Bu özellik yarı iletken endüstrisinde kullanılmaktadır.

Silikon (IV) oksit, sıcak konsantre veya erimiş alkali içinde sodyum silikat oluşturmak üzere çözünür: 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O.

Silikon dioksit, bazik metal oksitlerle (örneğin, sodyum, potasyum, kurşun(II), çinko veya cam üretiminde kullanılan oksit karışımları) reaksiyona girer. Örnek olarak, sodyum ortosilikat 2Na2O + SiO2 → Na4SiO4, sodyum silikat Na2O + SiO2 → Na2SiO3 ve cam Na2O + 6SiO2 + XO → Na2O: XO oluşumuyla sonuçlanabilen sodyum oksit ve SiO2 reaksiyonlarını verebiliriz. : 6SiO2. Ticari olarak temin edilebilen bu tür camların örnekleri soda-kireç camı, borosilikat camı ve kurşun camdır.

Silikon dioksit, yüksek sıcaklıklarda silikon ile etkileşime girerek gaz halinde monoksit ortaya çıkar: Si + SiO2 → 2SiO.

Çoğu zaman, silikon oksit SiO2, elementel silikon üretmek için kullanılır. Elementel karbon ile etkileşim süreci, bir elektrik ark ocağında yüksek sıcaklıkta gerçekleşir: 2C + SiO2 → Si + 2CO. Oldukça enerji yoğundur. Ancak ürünü yarı iletken teknolojisinde imalat amaçlı (ışık enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi) kullanılmaktadır. Saf Si ayrıca metalurjide (ısıya dayanıklı ve aside dayanıklı silikon çeliklerin üretiminde) kullanılır. Bu şekilde elde edilen elementel silikon, birçok endüstri için büyük önem taşıyan saf silikon dioksitin üretimi için gereklidir. Doğal SiO2, yüksek saflığının gerekli olmadığı endüstrilerde kum halinde kullanılır.

Çok küçük miktarlarda (0,1 mg/m³'e kadar) bile ince bölünmüş kristal SiO2 tozunun solunması zamanla silikoz, bronşit veya kansere neden olabilir. Toz akciğerlere girdiğinde tehlikeli hale gelir, onları sürekli tahriş eder ve işlevlerini azaltır. İnsan vücudunda kristal parçacıklar formundaki silikon oksit, klinik açıdan önemli süreler boyunca çözünmez. Bu etki, kumlama ekipmanı veya kristal silika tozu içeren ürünlerle çalışan kişiler için mesleki hastalık riski oluşturabilir. Çocuklar, her yaştaki astımlılar, alerjisi olanlar ve yaşlılar çok daha hızlı hastalanabilirler.

Kuvars, kaya kristali, ametist, kalsedon, topaz, oniks... İnanması zor, ancak tüm bunlar ve diğer birçok "yeraltı dünyasının mucizeleri" aynı maddeden oluşur - silika veya silikon oksit (IV) SiO2.

Silikanın yeni, hala bilinmeyen bir element içerdiğine dair varsayımlar, bilim adamları tarafından 18. yüzyılda zaten ifade edilmişti. Ancak silikon ancak 19. yüzyılda basit bir madde halinde izole edildi. J.Ya. İlk önce silikanın demir tozu ve kömürle karışımını 1500 0 C'ye ısıttı, ancak saf silikon elde edilemedi: demir varlığında ferrosilikon oluşur - bu elementlerin her ikisini de içeren bir alaşım. Hatanın ne olduğunu anlayan Berzelius, sentez yöntemini değiştirdi. 1823 yılında silikon (IV) florür buharının üzerinden geçtiğinde şans nihayet yüzüne güldü. SiF 4 + 4K = Si + 4KF reaksiyonuna göre amorf silikon tozu elde edildi. Berzelius ayrıca silikonun havada yandığında silikona dönüştüğünü de kanıtladı. silis.

Yapay elmas

K 2 O∙Al 2 Ö 3 ∙6SiO 2 + 3H 2 Ö + 2CO 2 = Al 2 Ö 3 ∙2SiO 2 ∙2H 2 O + 2KHCO 3 + 4SiO 2

Gökkuşağı kuvars

Fiş

Endüstride silikon elde etmek için saf kum kullanılır. SiO2. Yüksek sıcaklıklardaki elektrikli fırınlarda silikon oksitten indirgenir:

SiO2 + 2C = Si + 2CO

Laboratuvarda indirgeyici ajanlar olarak aşağıdakiler kullanılır:

SiO2 + 2Mg = Si + 2MgO

3SiO2 + 4Al = 3Si + 2Al203

En saf silikon, silikon tetraklorürün indirgenmesiyle elde edilir veya:

SiCl4 + 2H2 = Si + 4HCl

SiCl4 + 2Zn = Si + 2ZnCl2

Fiziki ozellikleri

Silikon

Yukarıdaki yöntemlerle elde edilen amorf silikon erime noktası 1420 0 C olan kahverengi bir tozdur. Silikonun başka bir allotropik modifikasyonu daha vardır - kristal silikon. Bu katı madde koyu gri renkte olup zayıf metalik parlaklığa sahiptir ve termal ve elektriksel iletkenliğe sahiptir. Kristalin silikon, amorf silikonun yeniden kristalleştirilmesiyle elde edilir. Amorf silikon, kimyasal olarak inert kristal silikondan daha reaktiftir. Kristalin silikon bir yarı iletkendir, aydınlatıldığında ve ısıtıldığında elektrik iletkenliği artar. Bu kristallerin yapısından kaynaklanmaktadır. Kristalin silikonun yapısı elmasınkine benzer. Kristalinde, her atom tetrahedral olarak diğer dört atomla çevrelenmiştir ve onlara kovalent bir bağla bağlanmıştır, ancak bu bağ elmastaki atomlar arasındaki bağdan çok daha zayıftır. Bir silikon kristalinde normal koşullar altında bile kovalent bağlar kısmen yok edilir, dolayısıyla içinde serbest elektronlar bulunur ve bu da düşük elektrik iletkenliğine neden olur. Aydınlatma, ısıtma ve ayrıca bazı yabancı maddelerin varlığında kırılan bağların sayısı artar, bu da serbest elektron sayısının artması ve elektriksel iletkenliğin artması anlamına gelir.

Kimyasal özellikler ve uygulama

Silikonun kimyasal özellikleri büyük ölçüde silikona benzer, bu da dış elektronik katmanın aynı yapısıyla açıklanmaktadır. Normal koşullar altında silikon, kristal kafesinin gücünden dolayı oldukça inerttir. Doğrudan oda sıcaklığında yalnızca etkileşime girer. 400 - 600 0 C sıcaklıkta silikon ve ile reaksiyona girer ve kırılmış silikon halinde yanar. Silikon karbonla ve çok yüksek sıcaklıklarda reaksiyona girer. Tüm bu reaksiyonlarda silikon indirgeyici ajan rolünü oynar.

Si + 2F2 = SiF4

Si + 2Cl2 = SiCl4

Si + 2Br2 = SiBr4

Si + O2 = SiO2

3Si + 2N2 = Si3N4

Silikon, indirgeyici bir madde olarak bazı karmaşık maddelerle de etkileşime girer, örneğin:

Si + 4HF = SiF4 + 2H2

Diğer hidrojen halojenürlerle reaksiyona girmez.

Yüzeyinde reaksiyonu önleyen yoğun bir oksit filmi (Si02) oluştuğu için silikon içinde bile çözünmez. Ancak silikon HNO3 ve HF karışımıyla reaksiyona girer çünkü hidroflorik asit SiF4'ü çözer:

3Si + 12HF + 4HNO 3 + 3SiF 4 + 4NO + 8H 2 O

Si + 2NaOH + H20 = Na2Si03 + 2H2

Bunlardan bazılarını elde etmek için silikonun indirgeyici özelliklerinden yararlanılır. Örneğin:

2MgO + Si = 2Mg + SiO2

Silikon, metallerle etkileşime girdiğinde oksitleyici bir ajanın rolünü oynar. Silikon bileşiklerine silisitler denir:

Si + 2Mg = Mg2Si

Endüstride çimento, kil ve kireçtaşı CaCO3'ün sinterlenmesiyle üretilir. Elde edilen toz su ile karıştırılırsa havada yavaş yavaş sertleşen bir kütle elde edilir. Çimentoya dolgu maddesi olarak kum veya kırma taş eklendiğinde inşaatta yaygın olarak kullanılan beton elde edilir. Betonun mukavemeti, içine demir çubuklardan oluşan bir çerçeve yerleştirilirse artar. Betonarme paneller ve zemin blokları modern inşaatın temelidir.

İndirmek:

Diğer konulardaki özetleri indirebilirsiniz

* kayıt görüntüsünde bir ametistin fotoğrafı var

giriiş

Daireniz yenileniyor ve seramik kaplama satın almanız gerekiyor. Mağazada çeşitli şekil ve renk seçeneklerini inceleyerek uzun süre harcadıktan sonra kendinize uygun olanı buldunuz ve kasaya doğru ilerleyerek paketin kompozisyonunun yazılı olduğu karolu kısmına kısaca göz attınız. İçeriğindeki maddelerin neredeyse tamamı tanıdık ama içlerinden biri sizi şaşırtabilir: silikon oksit. Doğal olarak onun hakkında daha fazla bilgi edinmek isteyeceksiniz. Bugün ilginizi gidermeye çalışacağım.

Tanım

Silisyumun değişken bir değerliği vardır ve bu nedenle kimyada oksijenli iki bileşiği bilinmektedir. Bugün, ikincisinin IV değerine sahip olduğu daha yüksek silikon oksite bakacağız.

İsim

Farklı kaynaklarda silikon dioksit, silika veya silikon oksit olarak adlandırılabilir.

Özellikler

Sertlik ve dayanıklılık ile karakterize edilen asidik bir oksittir. Eğer onu ve herhangi bir alkali/bazik oksiti ısıtırsanız birbirleriyle reaksiyona girerler. Bu silikon bileşiği cam oluşturucudur, yani aşırı soğutulmuş bir eriyik cam üretebilir.

Ayrıca (saf haliyle) elektrik akımının geçmesine izin vermez (bir dielektriktir). Silikon oksit atomik kristal bir yapıya sahiptir. Hidroflorik asit ve hidrojen florür gazı hariç asitlere karşı dayanıklıdır. İkincisi ile reaksiyon ürünleri silikon florür ve sudur. İkinci reaktif bir hidrojen florür çözeltisi ise, ürünleri heksaflorosilikik asit ve aynı su olacaktır. Silikon (IV) oksit herhangi bir aktif metalin alkali/bazik oksit/karbonatı ile kaynaştırılırsa, reaksiyon ürünü silisik asitlerin bir tuzu - yalnızca potasyum ve sodyum silikatların çözünebildiği bir silikat olacaktır. Bunlardan herhangi birinin suyla etkileşiminin ürünlerine sıvı cam denir. Oldukça alkali bir ortama sahiptirler, bunun nedeni hidrolizdir. Hidrolize silikatlar doğru değil kolloidal çözeltiler oluşturur. Potasyum veya sodyum silikat çözeltileri hafifçe oksitlenirse, hidratlı silisik asitlerden oluşan jelatinimsi beyaz bir çökelti oluşacaktır.

Fiş

Endüstride silikon oksit, silikonun oksijen ortamında ısıtılmasıyla üretilir. İstenilen ürünü oksitler ve oluşturur. Ayrıca termal oksidasyon kullanılarak ekstrakte edilir. Laboratuvarda silikon oksit, herhangi bir asidin çözünür bir silikat üzerindeki etkisi ile elde edilir; zayıf asetik asit bile bunun için uygundur. Örneğin, sodyum silikatı birleştirirseniz reaksiyon ürünü sodyum asetat ve silisik asit olacaktır. İkincisi hemen ayrışacak ve ayrışmanın ürünleri su ve istenen oksit olacaktır.

Başvuru

Silikon oksit cam, seramik, aşındırıcılar, beton ürünler ve ayrıca silikonun üretiminde kullanılır. Aynı zamanda kauçuk sektöründe dolgu maddesi olarak da hizmet vermektedir. Silikon oksidin amorf bir modifikasyonunun kristalleri - kuvars camı - piezoelektrik özelliklere sahiptir ve bu, radyo mühendisliği, ultrasonik kurulumlar ve çakmakların yaratıcıları tarafından kullanılır. Silikatlar ve silikalar litosferin kütlesinin neredeyse %90'ını oluşturur. Silikon oksit aynı zamanda gıda katkı maddesi E551 olarak da bilinir. Bu onun amorf, gözeneksiz çeşididir. Gıdaların topaklanmasını ve topaklanmasını önler; farmasötiklerde yardımcı madde ve enterosorbent ilaç olarak kullanılır. Bu oksitin filmleri, mikro devreler ve diğer elektronik bileşenler üretilirken yalıtkan görevi görür. Ayrıca fiber optik kablolar oluşturmak için de kullanılırlar. Ve bir elektronik sigaranın ısıtma elemanları silika filament olmadan mümkün olmazdı.

Çözüm

Bu oksit bu kadar yaygın olarak kullanılıyor. Ve bunu görmek için mağazaya koşup merak uğruna çimento ve betona bakmanıza gerek yok. Ayaklarımızın altında doğal silikon oksit bulunur - sıradan kumdur. Bunun da faydalı olabileceği ortaya çıktı.

Silikon 1823 yılında İsveçli kimyager Jens Jacob Berzelius tarafından keşfedildi ve elde edildi.

Yer kabuğunda oksijenden sonra en çok bulunan ikinci elementtir (kütlece %27,6). Bileşiklerde bulunur.

Temel durumdaki bir silikon atomunun yapısı 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2

Uyarılmış durumdaki bir silikon atomunun yapısı 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3 Oksidasyon durumları: +4, -4.

Silisyumun allotropisi

Amorf ve kristalin silikon bilinmektedir.

Polikristalin silikon

Kristal – metalik parlaklığa sahip, yüksek sertlikte, kırılgan, yarı iletken koyu gri madde; ρ = 2,33 g/cm3, t°pl. =1415°C; kaynatın. = 2680°C.

Elmas benzeri bir yapıya sahiptir ve güçlü kovalent bağlar oluşturur. Hareketsiz.

Amorf - kahverengi toz, higroskopik, elmas benzeri yapı, ρ = 2 g/cm3, daha reaktif.

Silikon almak

1) Endüstri – kömürün kumla ısıtılması:

2C + SiO 2 t ˚ → Si + 2CO

2) Laboratuvar – kumun magnezyumla ısıtılması:

2Mg + SiO 2 t ˚ → Si + 2MgO Deneyi

Kimyasal özellikler

Tipik bir metal olmayan, atıl.

İndirgeyici ajan olarak:

1) Oksijenli

Si 0 + O 2 t ˚ → Si +4 O 2

2) Florlu (ısıtmadan)

Si 0 + 2F 2 →SiF 4

3) Karbonlu

Si 0 + C t ˚ → Si +4 C

(SiC - carborundum - sert; işaretleme ve taşlama için kullanılır)

4) Hidrojenle etkileşime girmez.

Silan (SiH 4), metal silisitlerin asitle ayrıştırılmasıyla elde edilir:

Mg 2 Si + 2H 2 SO 4 → SiH 4 + 2MgS04

5) Asitlerle reaksiyona girmez (Tsadece hidroflorik asit ile Si+4 HF= SiF 4 +2 H 2 )

Yalnızca nitrik ve hidroflorik asitlerin karışımında çözünür:

3Si + 4HNO3 + 18HF →3H2 + 4NO + 8H2O

6) Alkalilerle (ısıtıldığında):

Oksitleyici bir madde olarak:

7) Metallerle (siliksitler oluşur):

Si 0 + 2Mg t ˚ →Mg 2 Si -4

Silikon elektronikte yarı iletken olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Alaşımlara silikon eklenmesi korozyon direncini artırır. Silikatlar, alüminosilikatlar ve silika, cam ve seramik üretiminin yanı sıra inşaat endüstrisi için de ana hammaddelerdir.
Teknolojide silikon
Silikon ve bileşiklerinin uygulanması

Silan - SiH 4

Fiziki ozellikleri: Renksiz gaz, zehirli, mp. = -185°C, t°kaynama. = -112°C.

Silisik asidin hazırlanması

Güçlü asitlerin silikatlar üzerindeki etkisi - Na2SiO3 + 2HCl → 2NaCl + H2SiO3 ↓

Kimyasal özellikler:

Isıtıldığında ayrışır: H 2 SiO 3 t ˚ → H 2 O + SiO 2

Silisik asit tuzları - silikatlar.

1) asitlerle

Na 2 SiO 3 +H 2 O+CO 2 =Na 2 CO 3 +H 2 SiO 3

2) tuzlarla

Na 2 SiO 3 +CaCl 2 =2NaCl+CaSiO 3 ↓

3) Mineralleri oluşturan silikatlar, su ve karbon monoksitin (IV) etkisi altında doğal koşullarda yok edilir - kayaların aşınması:

(K 2 O Al 2 O 3 6SiO 2)(feldspat) + CO 2 + 2H 2 O → (Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O)(kaolinit (kil)) + 4SiO 2 (silika (kum)) + K2CO3

Silikon bileşiklerinin uygulanması

Doğal silikon bileşikleri - kum (SiO 2) ve silikatlar seramik, cam ve çimento üretiminde kullanılır.

Seramik
Porselen= kaolin + kil + kuvars + feldispat. Porselenin doğum yeri, porselenin 220 yılında zaten bilindiği Çin'dir. 1746 yılında Rusya'da porselen üretimi kuruldu.	Fayans -İtalya'nın Faenza şehrinin adından. 14. ve 15. yüzyıllarda seramik işçiliğinin geliştiği yer. Toprak kaplar, daha yüksek kil içeriği (%85) ve daha düşük pişirme sıcaklığı nedeniyle porselenden farklılık gösterir.