ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химические свойства германия и кремния из "Физика и химия полупроводников" Общие химические свойства кремния и германия определяются положением этих элементов в таблице Менделеева. Кремний и германий находятся в четвертой группе таблицы, располагаясь соответственно в третьем и четвертом периодах. Во всех своих соединениях кремний и германий выступают как четырех- или двухвалентные элементы. При умеренных температурах (до 700 К) и в особенности во влажных средах они образуют, как правило, четьЕрехвалентные соединения. Наоборот, нри высоких температурах (порядка 1300 К) и в сухой атмосфере более типичными являются двухвалентные соединения рассматриваемых элементов. Химические связи в соединениях кремния и германия с элементами крайних групп таблицы Менделеева — полярные и обладают существенным дипольным моментом. Типичным для таких соединений является их взаимодействие с полярными молекулами других веществ и, в первую очередь, с молекулами воды. Соединения с чисто ионной связью для кремния и германия не известны. Следует, однако, иметь в виду, что некоторые полярные соединения рассматриваемых элементов могут частично диссоциировать на соответствующие положительные и отрицательные ионы. [c.92] Характер химических связей в соединениях кремния и германия обусловлен электроотрицательностью этих элементов. Действительно, располагаясь в центральной части таблицы Менделеева, описываемые элементы обладают средними значениями злектроотрицательностей (см. табл. 1). Таким образом, разность злектроотрицательностей атомов кремния или германия и атомов других элементов не может быть достаточна велика для образования ионных связей (см. 7). [c.92] С точки зрения параметров полупроводниковых приборов весьма существенно отношение кремния и германия к воде и кислороду. Это обстоятельство вызвано тем, что в воздухе и в водных средах проводятся обычно последние стадии обработки полупроводниковых приборов, а также тем, что из всех соединений германия и кремния при комнатной температуре наиболее устойчивы гидратированные окислы этих элементов. [c.92] Химическая связь в окислах кремния и германия является полярной, а ее энергия примерно в два раза выше, чем в кристаллах рассматриваемых элементов (см. табл. 2). [c.93] Двуокиси кремния и германия являются довольно тугоплавкими соединениями температуры их плавления составляют для германия 1388° К, для кремния 1986° К, что выше соответствующих температур плавления для чистых элементов. Моноокиси германия и кремния при обычных давлениях возгоняются, т. е. испаряются, не переходя в жидкую фазу. Температуры, при которых начинается возгонка, составляют для ОеО около 800° К, для 510 — около 1500° К. [c.93] Все же отметим, что рассматриваемые гидраты являются очень, слабыми кислотами, т. е. они диссоциируют по кислотному типу в большей мере, чем по основному. [c.93] Из всех окислов и гидроокисей кремния и германия в воде незначительно растворима только двуокись (или ее гидрат) германия. Двуокись же кремния в воде практически нерастворима. [c.94] Обе реакции заметно обратимы и идут слева направо только при большей концентрации плавиковой кислоты (в водной среде), либо при малой концентрации воды (в парах НР). [c.94] Гидраты окислов могут содержать различное количесгво свя- нной воды по формуле хОеО -у чО, где л колеблется от 1 до 5, а г/ от 1 до 300. [c.95] При старении происходит не только потеря связанной воды, но и изменение в структуре гидроокисей. Так, свежеполученные гидроокиси являются студенистыми осадками, имеющими коллоидное строение. По мере старения структура окислов упорядочивается и переходит в кристаллическую. [c.95] Процесс старения гидрата двуокиси германия совершенно обратим, т. е. добавление воды или повышение относительной влажности в окружающей атмосфере на любой стадии старения вызывает обратный процесс гидратации (поглощения воды) и переход к коллоидному строению. Старение гидрата двуокиси кремния обратимо лишь при большом содержании воды при малом содержании химически связанной воды (меньше НаО на 5510,) или полном ее удалении обратный процесс гидратации становится практически невозможным. [c.95] Вернуться к основной статье