Общая характеристика кремния
Si+14 - 1s22s22p2
Степени окисления: –4 ; 0; +2; +4
Валентности - II (низшая); IV (высшая).
История открытия кремния
Как самостоятельный элемент кремний был открыт в 19 веке. В 1811 году во Франции Гей-Люссак и Тенар, проводя опыты получили буро-коричневое вещество – это был кремний.
Жозеф Луи Гей-Люссак
Луи Жак Тенар
Он был очень загрязнён примесями и исследователи не поняли, что был открыт новый химический элемент
История открытия кремния
В 1823 г знаменитый шведский ученый Якоб Берцелиус получил тот же продукт и показал, что открыт новый элемент, назвав его «силиций» от латинского слова «silex» - кремень.
Йенс Якоб Берцелиус
Герман Иванович Гесс
В русском языке первоначальное название было «кремнезёмий». Название «кремний» введено в 1834 году российским химиком Германом Ивановичем Гессом.
Из истории…
Применение кремния и его сплавов началось сравнительно недавно. Но природные соединения кремния служили людям еще в каменном веке. Первобытные люди изготавливали орудия труда, оружие из кремня .
Из истории…
Когда на смену кремню пришли медь, бронза, железо, кремень нашел применение в виде огнива и кремневого оружия.
Огниво: кремень, кресало, трут
Старинный кремневый пистолет
Нахождение в природе
В природе кремний встречается в виде кислородных соединений.
SiO2 - оксид кремния(IV), кремнезем, песок, кварц
Силикаты - полевые шпаты, глины, слюды
Слюда
Глина
K2O · Al2O3 · 6SiO2
K2O·Al2O3·6SiO2·2H2O
Нахождение в живой природе
В 1 л морской воды содержится около 3 мг Si в виде кремниевых кислот и их солей
Объекты, содержащие кремний.
Диатомовые водоросли
Радиолярии
Морские губки
Чешуя рыб
Панцирь жуков
Крылья бабочек
Кремний дает защитные покровы животным, гладкость и прочность костям
Химические свойства
Горит в кислороде, образуя диоксид кремния:
2. При нагревании взаимодествует с металлами, образуя соли - силициды:
3. Взаимодействует со щелочами, образуя силикаты и водород
4. При нагревании реагирует с неметаллами( галогенами, азотом):
С водородом не взаимодействует!
Химические свойства
5. При t = 2000 °С реагирует с углеродом, образуя карборунд:
SiC - очень твердое вещество, сходное с алмазом, имеет АКР. Используется для изготовления точильных дисков для шлифовки твердых материалов, порошков, шкурок. Жаростоек - изготовление нагревательных элементов в электропечах, используется в ракетной технике.
Соединения кремния: силан SiH4
Кремний в отличие от углерода с водородом не взаимодействует. SiH4 получают косвенным путем – действием кислот на силициды.
Mg2Si + 4HCl → 2MgCl2 +SiH4↑
SiH4 –силан - бесцветный газ, очень ядовит, имеет неприятный запах.
1. Самовозгорается на воздухе.
SiH4 + 2O2 → SiO2 + 2H2O
2. SiH4 – сильный восстановитель:
SiH4 + 2H2O → SiO2 + 4H2↑
3. Силан – кислотный гидрид, активно взаимодействует со щелочами:
В нейтральной и кислой среде силан устойчив
SiH4 + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + 4H2↑
4. При нагревании разлагается:
SiH4 → Si + 2H2↑
Соединения кремния: оксид кремния(IV) SiО2
SiO2 - диоксид кремния, кремнезем, кварц, песок.
Очень твердое, прочное, тугоплавкое вещество, АКР. Нерастворим в воде. Тпл =17280 С, Ткип =25900 С Инертный.
Широко распространен в природе
Цитрин
Соединения кремния: оксид кремния(IV) SiО2
SiO2 типичный кислотный оксид, но не растворяется в воде, при сплавлении реагирует:
Соединения кремния: кремниевая кислота Н2SO3
H2SiO3 – cтуденистое, нерастворимое в воде вещество. Слабая, слабее угольной, непрочная кислота.
Химические свойства
Получение:
Действием сильных кислот на силикаты натрия или калия:
Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3↓ + 2NaCl.
студенистый осадок
Соли кремниевой кислоты
Соли кремниевой кислоты - Силикаты.
Тугоплавки, нерастворимы в воде, кроме силикатов натрия и калия.
Na2SiO3 – силикатный клей
Na2SiO3 и К2SiO3 - «жидкие стекла».
Соли кремниевой кислоты
Химические свойства
Na2SiO3 + CO2 + H2O = Na2CO3 + H2SiO3↓
Получение:
Получают при взаимодействии SiO2 со щелочами, основными оксидами, карбонатами; при взаимодействии H2SiO3 со щелочами.
Соли кремниевой кислоты
Стекло – тоже силикат. Состав обычного оконного стекла: Na2O·CaO·6SiO2.
Стекло получают при сплавлении в специальных печах смеси соды Na2CO3, известняка CaCO3 и белого песка SiO2:
6SiO2 + Na2CO3 + CaCO3 = Na2O·CaO·6SiO2 + 2CO2
Для получения специального стекла вводят различные добавки, так стекло содержащее:
Pb2+ – хрусталь
Cr3+ –зеленое
Fe3+ – коричневое
Co2+ –синее
Mn2+ – фиолетовое
Соли золота и селена -рубиновое
Материалы на данной страницы взяты из открытых источников либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.