Как называются соли кремния с металлами

Силаны (кремневодороды) имеют общую формулу SinH2n+2, где n = 1-8. Цепи -Si-Si- неустойчивы.

Моносилан SiH4 – бесцветный ядовитый газ с неприятным запахом.

• Окисляется кислородом даже при невысоких температурах. На воздухе он самовоспламеняется (часто со взрывом) с образованием SiO2 и H2O:

• Силан с легкостью гидролизуетсяводой и особенно легко щелочами:

Диоксид кремния (кремнезем)

Нахождение в природе кремнезема

Диоксид кремния имеет атомную кристаллическую решетку. Существует в виде кристаллической (горный хрусталь, аметист, агат, яшма), аморфной (опал) и стеклообразной (кварцевое стекло) форм

Химические свойства кремнезема

Диоксид кремния — кислотный оксид. Проявляет слабые окислительные свойства

• Практически не растворяется в воде и органических растворителях.

• Взаимодействует с растворами и расплавами щелочей, образуя силикаты:

• Вытесняет углекислый газ при сплавлении с карбонатами щелочных металлов:

• Из всех кислот вступает в реакцию только с плавиковой кислотой, с образованием кремнийфтористоводородной кислоты:

• С газообразным фтороводородом взаимодействует при 250-400ºС с образованием тетрафторсилана:

• Взаимодействует с активнымиметаллами при температуре выше 1000 °С с образованием кремния:

SiO2 + 2Mg → Si + 2MgO

Делаем пиротехнический состав и другие опыты с щелочноземельными металлами

При избытке восстановителя образуются силициды:

• Взаимодействует с неметаллами – с водородом в жестких условиях, с углеродом:

SiO2 + 3С → SiС + 2СО

• При сплавлении реагирует с фосфатом кальция и углем:

Кремниевые кислоты и силикаты

Кремниевые кислоты – nSiO2 · mH2O

Кремниевые кислоты — соединения общей формулы nSiO2 · mH2O. Это очень слабые, малорастворимые в воде соединения, легко образующие коллоидные растворы.

Существуют ортокремниевая кислота – H4SiO4

Метакремниевая (кремниевая) кислота – H2SiO3

Ди – и поликремниевые кислоты

Способы получения кремниевых кислот

• Действие сильных кислот на растворы силикатов щелочных металлов:

Химические свойства кремниевых кислот

• кремниевая кислота реагирует только с сильными основаниями и их оксидами:

• При нагревании кремниевая кислота дегидратируется с образованием оксида и воды:

Силикаты – соли кремниевой кислоты

Большинство силикатов нерастворимо в воде. Растворимыми являются силикаты натрия и калия, растворы которых называют «жидким стеклом».

Способы получения силикатов

• Взаимодействие кремния, кремниевой кислоты или диоксида кремния с щелочью:

• Взаимодействие растворимых силикатов с солями:

Химические свойства силикатов

• Силикаты в водных растворах сильно гидролизованы (среда щелочная):

• Взаимодействие с растворимыми солями:

• При пропускании СО2 через растворы силикатов происходит выпадение гелеобразного осадка кремневой кислоты:

Рубрики

• ОБЩАЯ ХИМИЯ

• Основные понятия и законы химии
• Строение атомов элементов
• Периодический закон Д.И.Менделеева
• Химическая связь и строение молекул
• Основы термодинамики
• Химическая кинетика и равновесие химической реакции
• Растворы
• Окислительно-восстановительные реакции
• Электролиз
• Коррозия металлов
• Комплексные соединения
• Дисперсные системы. Коллоидные растворы

• I группа (щелочные металлы)
• II группа (щелочноземельные металлы)
• III группа (алюминий)
• IV группа (углерод, кремний)
• V группа (азот, фосфор)
• VI группа (кислород, сера)
• VII группа (галогены)

• Краткая история органической химии
• Теория строения А.М. Бутлерова
• Классификация органических соединений
• Изомерия и номенклатура органических соединений
• Типы химических реакций
• Алканы
• Алкены, алкадиены
• Алкины
• Спирты
• Простые эфиры
• Альдегиды, кетоны
• Карбоновые кислоты и сложные эфиры

Источник: zadachi-po-khimii.ru

Кремний. Химия – просто

5. Соединения кремния

Оксид кремния((IV)) SiO 2 — твёрдое, нерастворимое в воде, тугоплавкое вещество. Он имеет немолекулярное строение, сходное со строением алмаза. В кристаллах оксида каждый атом кремния соединён прочными ковалентными связями с четырьмя атомами кислорода.

Рис. (1). Строение оксида кремния
В природе оксид кремния распространён в виде песка, кремнезёма, кварца, горного хрусталя.

Рис. (2). Кристаллы кварца
Оксид кремния в виде пористой массы (силикагеля) образуется при разложении кремниевой кислоты:
H 2 SiO 3 = H 2 O + SiO 2 .

Силикагель используется как осушитель. Пакетики силикагеля можно обнаружить в упаковке с обувью и электроникой. Их помещают туда для защиты изделий от влаги.

Химические свойства.

1. Оксид кремния((IV)) — кислотный оксид , но, в отличие от других кислотных оксидов, он не реагирует с водой.

2. Взаимодействует с основными оксидами и щелочами с образованием силикатов:
CaO + SiO 2 = t CaSiO 3 ;
2 KOH + SiO 2 = K 2 SiO 3 + H 2 O .
3. Особое свойство оксида кремния — его реакция с фтороводородом и плавиковой кислотой:
SiO 2 + 4 HF = SiF 4 + 2 H 2 O .
3. При сплавлении оксид кремния реагирует с карбонатами, вытесняя из них углекислый газ:
SiO 2 + CaCO 3 = t CO 2 ↑ + CaSiO 3 .

На этом свойстве оксида кремния основано его использование для получения стекла . Сырьём для производства обычного оконного стекла служат песок SiO 2 , сода Na 2 CO 3 и известняк CaCO 3 . Смесь веществ нагревают в специальной печи. Происходят реакции, которые можно выразить общим уравнением:

Na 2 CO 3 + CaCO 3 + 6 SiO 2 = t Na 2 O ⋅ CaO ⋅ 6 SiO 2 + 2 CO 2 .

При замене соды и известняка на карбонат калия и оксид свинца получают хрустальное стекло, а при добавлении оксида бора — термостойкое.

Кремниевая кислота и её соли

Оксиду кремния соответствует ряд кислот, имеющих полимерное строение. Обычно их состав выражают формулой H 2 SiO 3 .

Кремниевая кислота не растворяется в воде и очень слабая. Её можно вытеснить из раствора соли другой кислотой, даже такой слабой, как угольная:

Na 2 SiO 3 + H 2 O + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 SiO 3 ↓ .
Смотри видео «Получение кремниевой кислоты».

Образование гелеобразной кислоты в этой реакции используется для качественного определения силикатов.

Кислота неустойчивая и разлагается на оксид и воду при нагревании или при длительном хранении.

Соли кремниевой кислоты — силикаты . Из них растворимы в воде соли щелочных металлов Na 2 SiO 3 и K 2 SiO 3 , которые под названием «жидкое стекло» или «растворимое стекло» находят применение в строительстве в качестве огнеупорных покрытий. Эти же соли входят в состав силикатного клея.

Растворимые силикаты подобно карбонатам подвергаются гидролизу по аниону, в их растворах щелочная среда.

В природе распространены алюмосиликаты (полевой шпат, каолинит, слюда) Эти вещества содержат кремний и алюминий, Например, состав каолина выражается формулой Al 2 O 3 ⋅ 2 SiO 2 ⋅ 2 H 2 O , а полевого шпата — K 2 O ⋅ Al 2 O 3 ⋅ 6 SiO 2 . Эти минералы используются в качестве сырья для производства керамических изделий и цемента.

Источник: www.yaklass.ru

Химические свойства кремниевой кислоты и силикатов

Почти во всех своих соединениях кремний четырехвалентен. При этом атомы кремния находятся в возбужденном состоянии. Рис. 1.

Для перехода в такое состояние один из 3s-электронов занимает вакантное место на 3р-орбитали. При этом вместо 2-х неспаренных электронов в основном состоянии, у атома кремния в возбуждённом состоянии будет 4 неспаренных электрона. Он сможет образовывать 4 ковалентные связи по обменному механизму.

Атомы кремния не склонны к образованию кратных связей, но образуют соединения с одинарными связями -Si-O-. Кремнию, в отличие от углерода, несвойственна аллотропия.

Одной из аллотропных модификаций является кристаллический кремний, в котором каждый атом кремния находится в sp 3 -гибридизации. Рис. 2, 3. Кристаллический кремний – это твердое, тугоплавкое и прочное кристаллическое вещество темно-серого цвета с металлическим блеском. При обычных условиях – полупроводник.

Иногда в качестве еще одной аллотропной модификации кремния выделяют аморфный кремний. Это темно-коричневый порошок, химически более активный, чем кристаллический кремний. Является ли он аллотропной модификацией – вопрос спорный.

2. Химические свойства кремния как простого вещества

Химические свойства кремния

1. Взаимодействие с галогенами

2. При нагревании кремний сгорает в кислороде, образуется оксид кремния (IV).

3. При высоких температурах кремний взаимодействует с азотом или углеродом.

4. С водными растворами кислот кремний не реагирует. Но растворяется в щелочах.

5. При сплавлении кремния с металлами, образуются силициды.

6. Кремний непосредственно с водородом не взаимодействует, но водородные соединения кремния можно получить при взаимодействии силицидов с водой.

Силаны по строению подобны алканам, но значительно реакционно способны. Самый стабильный моносилан воспламеняется на воздухе.

Получение кремния

Кремний получают восстановлением из оксида кремния (IV)

SiО2 + 2Mg → Si + 2MgO

Одна из задач – это получение высокочистого кремния. Для этого технический кремний переводят в тетрахлорид кремния. Получившийся тетрахлорид восстанавливают до силана, а силан разлагается при нагревании на кремний и водород.

3. Оксиды кремния

Кремний способен образовывать два оксида: SiО2 – оксид кремния (IV) и SiО – оксид кремния (II).

SiО – оксид кремния (II) – это аморфное темно-коричневое вещество, которое образуется при взаимодействии кремния с оксидом кремния (IV)

Si + SiO2 → 2SiO.

Несмотря на стабильность, это вещество почти не используется.

SiО2 — оксид кремния (IV)

На долю этого вещества приходится 12% земной коры. Рис. 4. Он представлен такими минералами, как горный хрусталь, кварц, аметист, цитрин, яшма, халцедон. Рис. 5.

SiО2 – оксид кремния (IV) – вещество немолекулярного строения.

Его кристаллическая решетка – атомная. Рис. 6. Кристаллы SiО2 имеют форму тетраэдра, которые связаны между собой атомами кислорода. Более правильной была бы формула молекулы (SiО2)n. Так как SiО2 образует вещество атомного строения, а СО2 – молекулярного строения, то очевидна разница в их свойствах.

СО2 – это газ, а SiО2 – твердое прозрачное кристаллическое вещество, нерастворимое в воде и тугоплавкое.

Химические свойства SiО2

1. Оксид кремния (IV) SiО2 – это кислотный оксид. Он не реагирует с водой. Кремниевую кислоту нельзя получить гидратацией SiО2. Её соли – силикаты – можно получить при взаимодействии SiО2 с горячими растворами щелочей.

2. Реагирует с карбонатами щелочных и щелочноземельных металлов.

3. Взаимодействует с металлами.

SiО2 + 2Mg → Si + 2MgO

4. Реакция с плавиковой кислотой.

4. Химические свойства кремниевой кислоты и применение её солей

Химические свойства кремниевой кислоты и силикатов

Получение кремниевой кислоты

Кремниевая кислота осаждается в виде полимерного соединения. Формулы для кремниевой кислоты –

H2SiO3 (мета форма) и H4SiO4 (орто форма) – отражают соотношение элементов, но не истинный состав. Условно на плоскости состав кремниевой кислоты изображается как Рис. 7.

Для кремниевой кислоты всегда используется формула H2SiO3.

1. H2SiO3 при нагревании разлагается

2. Взаимодействует с растворами щелочей

Соли кремниевой кислоты – силикаты – относятся к ионным соединениям. Это твердые бесцветные вещества. В воде растворимы только силикаты щелочных металлов, кроме лития.

1. Растворимые силикаты подвергаются гидролизу по аниону

2. Растворимые силикаты взаимодействуют с сильными кислотами

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:

Источник: stydopedia.ru