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:

• 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