КРЕМНИЙ И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ

ПОЛОЖЕНИЕ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ
КРЕМНИЙ - ЭЛЕМЕНТ IV А ГРУППЫ
ЭЛЕКТРОННАЯ ФОРМУЛА:
14Si 1s22s22p63s23p2 III
II
I
s p

НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ
САМЫЙ РАСПРОСТРАНЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ НА ЗЕМЛЕ, ПОСЛЕ КИСЛОРОДА
СОСТАВЛЯЕТ 25,7% МАССЫ ЗЕМНОЙ КОРЫ
КРЕМНЕЗЕМ – ОКСИД КРЕМНИЯ(IV), ВСТРЕЧАЕТСЯ В ВИДЕ ПЕСКА ИЛИ КВАРЦА
В ВИДЕ ГОРНОГО ХРУСТАЛЯ
АГАТ, АМЕТИСТ, ЯШМА
АСБЕСТ (ЖЕТЫГАРИНСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ В ТОРГАЙСКОМ ПРОГИБЕ)

ПОЛУЧЕНИЕ
В промышленности получают восстановлением SiO2 коксом в электрических печах:
SiO2 + 2C = Si + 2CO
В лабораториях в качестве восстановителей используют магний или алюминий:
SiO2 + 2Mg = Si + 2MgO
3SiO2 + 4Al = 3Si + 2Al2O3
Наиболее чистый кремний получают восстановлением тетрахлорида кремния парами цинка:
SiCl4 + 2Zn = Si + 2ZnCl2

БИОХИМИЧЕСКАЯ РОЛЬ
СОДЕРЖАНИЕ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА 10 -3%
В ПЕЧЕНИ, НАДПОЧЕЧНИКАХ, ВОЛОСАХ И ХРУСТАЛИКЕ ГЛАЗА

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ТЕМНО-СЕРОГО ЦВЕТА
ИМЕЕТ СТАЛЬНОЙ БЛЕСК
ПОЛУПРОВОДНИК
ХРУПКИЙ
ПЛОТНОСТЬ 2,33 г/см3
ТУГОПЛАВКИЙ

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
НЕМЕТАЛЛ
ИНЕРТЕН ПРИ ОБЫЧНЫХ УСЛОВИЯХ
КИСЛОТЫ (КРОМЕ СМЕСИ ПЛАВИКОВОЙ HF И АЗОТНОЙ HNO3) НА КРЕМНИЙ НЕ ДЕЙСТВУЮТ
РАСТВОРЯЕТСЯ В ГИДРОКСИДАХ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
ПРИ ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ ВОССТАНАВЛИВАЕТ МНОГИЕ МЕТАЛЛЫ ИЗ ИХ ОКСИДОВ

ПРИ ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕЧИ ИЗ СМЕСИ ПЕСКА И КОКСА ПОЛУЧАЕТСЯ КАРБИД КРЕМНИЯ SiC - КАРБОРУНД
SiO2 + 2C = SiC + CO2
КОВАЛЕНТНЫЕ СВЯЗИ ОЧЕНЬ ПРОЧНЫ
ПО ТВЕРДОСТИ БЛИЗОК К АЛМАЗУ
ИЗГОТАВЛИВАЮТ ТОЧИЛЬНЫЕ КАМНИ И
ШЛИФОВАЛЬНЫЕ КРУГИ

СИЛИЦИДЫ – СОЕДИНЕНИЯ МЕТАЛЛОВ С КРЕМНИЕМ
Si + 2Mg = Mg2Si
ПРИ ДЕЙСТВИИ НА СИЛИЦИД МАГНИЯ СОЛЯНОЙ КИСЛОТОЙ ОБРАЗУЕТСЯ СИЛАН – ЯДОВИТЫЙ ГАЗ С НЕПРИЯТНЫМ ЗАПАХОМ,
Mg2Si + 4HCl = 2MgCl2 + SiH4
ВОСПЛАМЕНЯЕТСЯ НА ВОЗДУХЕ:
SiH4 + 2O2 = SiO2 + 2H2O

ОКСИД КРЕМНИЯ(IV) SiO2
КИСЛОТНЫЙ ОКСИД
ТВЕРДОЕ ТУГОПЛАВКОЕ ВЕЩЕСТВО
КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ SiO2 В ПРИРОДЕ - В ВИДЕ МИНЕРАЛА КВАРЦА
ПРИ 110°С КВАРЦ ПЛАВИТСЯ
ИЗ КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА ИЗГОТАВЛИВАЮТ ЛАБОРАТОРНУЮ ПОСУДУ
В ВОДЕ НЕ РАСТВОРЯЕТСЯ И С НЕЙ ХИМИЧЕСКИ НЕ ВЗАИМОДЕЙСТВУЕТ
С ОКСИДОМ КРЕМНИЯ(IV) ВЗАИМОДЕЙСТВУЕТ ТОЛЬКО ПЛАВИКОВАЯ КИСЛОТА:
SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O

ОКСИДУ КРЕМНИЯ(IV) СООТВЕТСТВУЕТ РЯД КИСЛОТ ОБЩЕЙ ФОРМУЛОЙ
xSiO2 * yH2O, где х и у – целые числа.
x=1,y=1, SiO2*H2O, или H2SiO3 –
метакремниевая кислота
x=1,y=2, SiO2*2H2O, или H4SiO4 –
ортокремниевая кислота
x=2,y=1, 2SiO2*H2O, или H2Si2O5 –
диметакремниевая кислота

КРЕМНИЕВАЯ КИСЛОТА H2SiO3
ОЧЕНЬ СЛАБАЯ КИСЛОТА
МАЛОУСТОЙЧИВА
ПРИ НАГРЕВАНИИ ЛЕГКО РАЗЛАГАЕТСЯ НА ВОДУ И ОКСИД КРЕМНИЯ(IV)
НЕЛЬЗЯ ПОЛУЧИТЬ В ЧИСТОМ ВИДЕ

СИЛИКАТЫ
СИЛИКАТЫ - СОЛИ КРЕМНИЕВОЙ КИСЛОТЫ
АЛЮМОСИЛИКАТЫ – СИЛИКАТЫ, В СОСТАВ КОТОРЫХ ВХОДИТ ОКСИД АЛЮМИНИЯ (белая глина Al2O3*2SiO2*2H2O, полевой шпат K2O*Al2O3*6SiO2, слюда K2O*Al2O3*6SiO2*H2O
АКВАМАРИН, ТОПАЗ, ИЗУМРУД – СИЛИКАТЫ
В ВОДЕ РАСТВОРИМЫ ТОЛЬКО СИЛИКАТЫ НАТРИЯ И КАЛИЯ (РАСТВОРИМОЕ СТЕКЛО, А РАСТВОР – ЖИДКОЕ СТЕКЛО)
ШИРОКО ПРИМЕНЯЮТСЯ В ТЕХНИКЕ
ЖИДКИМ СТЕКЛОМ ПРОПИТЫВАЮТ ТКАНИ И ДРЕВЕСИНУ, ЧТОБЫ ПРЕДОХРАНИТЬ ОТ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ
ЯВЛЯЮТСЯ ОСНОВОЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ СТЕКЛА, ФАЯНСА, ЦЕМЕНТА, БЕТОНА, КИРПИЧА