Так же как и углерод, кремний расположен во втором периоде, главной подгруппе IV группы периодической системы химических элементов.
На внешнем энергетическом уровне у кремния четыре электрона. В отличии от атомов углерода, у кремния наружные электроны удалены дальше от ядра и значит слабее связаны. Поэтому у кремния надо ожидать ослабления неметаллических свойств по сравнению с углеродом и некоторое проявление металлических свойств. Действительно, кремний в виде простого вещества по внешнему виду больше похож на металл, чем углерод. Характерны степени окисления -4 и +4.
При обычных условиях кремний химически малоактивен и взаимодействует только с фтором. Остальные реакции протекают только при повышенных температурах.
I. Окислительные свойства
Свойства окислителя кремний проявляет в реакциях с металлами при высоких температурах с образованием силицидов. В данные реакции вступают щелочные и щелочноземельные металлы, а также металлы средней активности.
Si + 2Mg → Mg2Si
Силициды разлагаются кислотами с образованием газа – силана SiH4.
II. Восстановительные свойства
- Как восстановитель кремний взаимодействует со многими неметаллами.
- При сильном нагревании измельченный кремний загорается на воздухе, образуя двуокись кремния.
Si + O2 → SiO2
- С галогенами реакция протекает так же при повышенных температурах: с хлором – 340 – 4200 С; с бромом – 620-7000 С; с йодом – 750-8100 С.
Si + 2Cl2 =SiCl4
Si + 2Br2 =SiBr4
Si + 2I2 =SiI4 - Соединение кремния с углеродом, карбид кремния SiC, называется карборунд. Это твердое вещество, по твердости схоже с алмазом, применяется в качестве абразивного материала для изготовления точильных камней и шлифовальных кругов.
Si + C = SiC
- С азотом реагирует при нагревании смеси до 10000 С, образуя при этом нитрид кремния.
3Si + 2N2 → Si3N4
- При сильном нагревании измельченный кремний загорается на воздухе, образуя двуокись кремния.
- Кремний с кислотами не взаимодействует, исключение смесь плавиковой и азотной кислот. Другие кислоты его пассивируют и он покрывается оксидной пленкой.
3Si + 4HNO3 + 18HF → 3H2[SiF6] + 4NO + 8H2O
- В отличие от реакции с кислотами, со щелочами кремний взаимодействует активно. При этом он проявляет слабые кислотные свойства.
Si + 2KOH + H2O → K2SiO3 + H2↑
Смотри также:
- Номенклатура неорганических веществ
- Характерные химические свойства простых веществ – металлов: щелочных, щелочноземельных, магния, алюминия; переходных металлов (меди, цинка, хрома, железа)
- Характерные химические свойства простых веществ – неметаллов: водорода, галогенов, кислорода, серы, азота, фосфора, углерода, кремния
- Характерные химические свойства оксидов: оснóвных, амфотерных, кислотных
- Характерные химические свойства оснований и амфотерных гидроксидов
- Характерные химические свойства кислот
- Характерные химические свойства солей: средних, кислых, оснóвных; комплексных ( на примере соединений алюминия и цинка)
- Взаимосвязь различных классов неорганических веществ
Как вы считаете, материал был полезен?