Na20 • А1203 - 6Si02

анортит CaAl2Si2Oe » СаО - А1203 • 2Si02

могут быть названы в качестве основных их представителей.49-55

Под совместным действием различных природных факторов, главным образом воды и углекислоты, природные силикаты, алюмоенлн

каты и т. п. на земной поверхности постепенно разрушаются («выветриваются»), причем растворимые продукты уносятся водой в океан, а нерастворимые частично отлагаются на месте, частично оседают в руслах рек илн выносятся в море. Основными нерастворимыми продуктами распада наиболее распространенных в природе алюмосиликатов являются кварц (Si02), оседающий в виде песка, и каолин (H4AI2S12O9 или Al203-2Si02-2H20), представляющий собой основу обычных глин (окрашенных в бурый цвет примесями окиси железа), а в более чистом состоянии образующий иногда залежи белый глины. Процесс выветривания алюмосиликата может быть изображен следующей примерной схемой:

K2Al,Si6016 -f 2Н20 -f С02 = К2С03 + H4Al2Si2Og + 4Si02

ортоклаз

каолин

кварц

Песок и глина создают минеральную основу всех видов почв. Характер последних зависит в основном от условий температуры и влажности данной местности (рис. Х-48).56

|

s ?5 [ ПЕСНИ

СОЛОН

го

ХРАСН&ЗЕМ Серсзе»

Рис. Х-48. Схема почвообразования.

Из получаемых искусствен-н о нерастворимых в воде силикатов наиболее важным является стекло, известное человечеству еще с глубокой древности. Состав «нормального» стекла выражается формулой Na2CaSieOi4 или Na20-CaO-• 6Si02. Довольно близко к этому составу подходит обычное оконное стекло. Путем частичной замены Na, Са и Si на другие элементы удается получать различные специальные сорта, характеризующиеся теми или иными требуемыми для отдельных применений качествами.

Основными исходными продуктами стекольного производства являются сода, известняк и песок. Процесс образования «нормального» стекла может быть выражен уравнением

Na2C03 + СаСОз + 6Si02 = 2СО_>| + Na20 • СаО • 6Si02

Смесь исходных веществ нагревают приблизительно до 1500 X и выдерживают расплавленную массу до полного удаления газов, после чего она пускается в дальнейшую переработку.

Хотя стекло в целом практически нерастворимо, однако пода частично разлагает его с поверхности, вымывая преимущественно натрий. Подобно воде действуют и кислоты (кроме плавиковой) — стекло, находившееся некоторое время в соприкосновении с водой нли кислотами, дальше практически не разрушается ими. Напротив, из-за Сильного преобладания Si02 в составе стекла действие на него щелочей имеет длительный характер. Поэтому хранящиеся в стеклянных сосудах щелочные жидкости обычно содержат примеси растворимых силикатов.57-70

Галоидные производные кремния общей формулы SiT/, могут ныть получены прямым синтезом по схеме Si -f 2Г2 = SilY Фтор реагирует легко, остальные галоиды —лишь при нагревании. Все галогениды Sir4 бесцветны. При обычных условиях SiF4 газообразен, SiCU и SiBri представляют собой жидкости, Sil4 —твердое тело.

Из химических свойств галидов кремния наиболее характерно для них энергичное взаимодействие с водой по схеме:

Sir4 + 2H20 Si02 + 4Hr

Для CI, Вг и I равновесие практически нацело смещено вправо, тогда как для F реакция заметно обратима. Вследствие образования при гидролизе твердых частиц Si02 (точнее, nSi02-mH20) пары галидов кремния дымят во влажном воздухе.71 -87

При взаимодействии S1F4 с плавиковой кислотой образуется комплексная фторокремневая (иначе, кремнефтористоводород-у и а я) кислота;

2HF + SiF4 = H2[SiF6]

Безводная H2SiFe не существует. Напротив, в водном растворе она устойчива и является сильной двухосновной кислотой. Большинство ее солей (кремнефтористых, или фторосиликатов) бесцветно и хорошо растворимо в воде. Из производных обычных металлов наиболее труднорастворимы соли калия и особенно бария.8 "92

Водородные соединения кремния (кремневодороды, или си-лан-ы) получаются в смеси друг с другом и с водородом при действии разбавленной НС1 на силицид магния (Mg2Si). По своему составу и структурным формулам кремневодороды (SiH4, Si2He и т. д. вплоть до последнего известного члена — SigHig) аналогичны углеводородам, ряда метана. Большое сходство наблюдается и в отношении физических свойств: подобно углеводородам, силаны бесцветны, первые члены гомологического ряда при обычных условиях газообразны, следующие представляют собой жидкости. Напротив, общая химическая характеристика обоих классов соединений различна: в противоположность инертным углеводородам силаны весьма реакционноспособны. В частности, на воздухе они легко воспламеняются и сгорают до S1O2 и воды, причем горение сопровождается очень большим выделением тепла (341 ккал/моль SiH4X.93~11f1

Дополнения

1) Свободный кремний впервые получен в 1823 г. Природный элемент слагается нэ трех, изотопов —28Si (92,2%), "Si (4,7) и S0Si (3,1). Его практический атомный вес дается с точностью до ±0,001. По химии кремния имеются обзорная статья • и монографии .

2) В основном состоянии атом кремния имеет строение внешней электронной обо