химический каталог




Общая и неорганическая химия

Автор Н.С.Ахметов

й среды — ОН "-ионы.

С водой в обычных условиях кремний не реагирует.

Окислительная активность кремния проявляется лишь по отношению к некоторым металлам, например:

443

2Mg + Si = Mg2Si

Кремний технической чистоты (95—98%) получают в электропечах восстановлением Si02 коксом. В лабораторных условиях в качестве восстановителя применяют магний. При этом образуется сильно загрязненный примесями коричневый порошок кремния. Последний перекристаллизацией из металлических расплавов (Zn, Al и др.) можно перевести в кристаллическое состояние. Необходимый для полупроводниковой техники кремний особой чистоты получают восстановлением SiCl4 водородом при высокой температуре:

SiCl4 + 2Н2 = Si + 4НС1 а также термическим разложением его водородных соединений или Sil4:

SiH4 = Si + 2Н2; Sil4 = Si + 2I2

Дополнительно очищают кремний зонной плавкой. Монокристаллы кремния с соответствующими добавками служат для изготовления различных полупроводниковых устройств (выпрямителей переменного тока, фотоэлементов и пр.). Из кремниевых фотоэлементов (преобразователи световой энергии в электрическую), в частности построены солнечные батареи, обеспечивающие питание радиоаппаратуры на космических аппаратах. Монокристаллы кремния служат матрицей для изготовления интегральных схем в микроэлектронике.

Кроме полупроводниковой техники кремний широко применяется в металлургии для раскисления сталей и придания им повышенной коррозионной стойкости. Для этих целей используется сплав кремния с железом (ферросилиций), получаемый при совместном восстановлении коксом железной руды и кремнезема. Ферросилиций очень устойчив к действию кислот и потому используется для изготовления кислотоупорных изделий.

Соединения с отрицательной степенью окисления кремния. При окислении металлов кремнием (700—1200 °С) или при нагревании смеси соответствующих оксидов и кремния в инертной атмосфере образуются силициды:

2Mg + Si = Mg2Si 6MnO + 5Si = 2Mn3Si 4- 3Si02

По структуре и свойствам силициды отличаются от карбидов. Большинствп силицидов имеет сложный состав, не отвечающий целочисленным степеням окисления элементов. Силициды щелочных и щелочно-земельных металлов 444

Ti5Si3 2120

V5Si3 2150

Т. пл., °С .

химически активны, более или менее легко разлагаются водой и особенно кислотами. Силициды с большим содержанием кремния весьма кислотоупорны, не растворяются в щелочах. Ca2Si, CaSi и CaSi2 — полупроводники. Многие силициды а- и f- элементов обладают металлической проводимостью, большинство их отличается высокой твердостью, некоторые достаточно тугоплавки, например:

MoSi2 WSi2 2050 2165

Силициды применяют для получения жаростойких и кислотоупорных сплавов и в качестве высокотемпературных полупроводниковых материалов. Из дисилицида молибдена MoSi2, выдерживающего нагрев до 1600—1700 "С в агрессивной атмосфере, изготовляют нагреватели электропечей. Ряд силицидов f~ элементов применяется в атомной энергетике в качестве поглотителя нейтронов и т.д.

Соединения кремния (ГУ). Кремний в степени окисления +4 входит в соединения с галогенами, кислородом и серой, азотом, углеродом, водородом:

SiHal4 Si02 SiS2 Si3N4 SiC SiH4 SiFg- SiOf S1S2- SiNf

Устойчивому координационному числу кремния 4 отвечает тетра-эдрическая структурная единица SiX4. В ней атомы электроотрицательных элементов Х(0, S, N, С, Н, Hal) расположены в вершинах тетраэдра, а атом кремния — в центре:

X

Si

Из бинарных соединений кремния (IV) мономерными являются лишь SiHal4 и S\H4, остальные соединения полимерны. Полимерные соединения с координационной решеткой (SiC, Si02) характеризуются высокой температурой плавления и химической устойчивостью. Мономерные соединения, наоборот, легкоплавки, химически активны. Промежуточное положение занимают соединения с цепной структурой (SiS2).

Отвечающие бинарным соединениям анионные комплексы кремния (IV) (SiO^", SiS|", SiN| ) в отличие от таковых углерода (IV) также

445

полимерны. Они также образованы тетраэдрической структурной единицей SiX4.

Таким образом, углерод и кремний имеют одинаковое число валентных электронов и образуют соединения одинакового состава. Однако по строению, а следовательно, и по химической активности однотипные соединения углерода и кремния существенно отличаются.

.По химической природе бинарные соединения Si(IV) являются кислотными. Так, большинство из них взаимодействует со щелочами (в растворах и особенно при сплавлении):

Si02 + Са(ОН)2 СПЛаВЛе"И- CaSi03 + Н20 SiH4 + 2К0Н + Н20 = K2Si03 + 4Н2

и с другими основными соединениями:

CaS + SiSz = CaSiS3 При гидролизе они образуют кислоты:

SiCl4 + ЗН20 = H2Si03 + 4HCI

SiS2 + 3H20 = H2Si03 + 2H2S

Галогениды кремния SiHal4 можно получить непосредственным взаимодействием простых веществ. Тетрафторид кремния обычно получают действием концентрированной серной кислоты на смесь Si02 + CaF2:

CaF2 + H2S04 = CaS04 + 2HF

Si02 + 4HF = SiF4 4- 2H20

а тетрахлорид — при нагревании смеси Si02 и углерода в а

страница 133
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

Скачать книгу "Общая и неорганическая химия" (5.36Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Компьютерная фирма КНС Нева предлагает F3J72AA - оформление в онлайн-кредит в Санкт-Петербурге.
кресла vip в кинотеатр
фармаборт курск
008250 техническое руководство fdul221

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(27.07.2017)