Химические свойства кремния

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

  1. 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


  2. 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


  3. 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:

23 сентября 2020, 16:43

Комментарии

Для добавления комментариев необходимо авторизоваться.