ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кремний и его важнейшие соединения Кремний и его свойства из "Кремнийорганические соединения в технике Изд2" Кремний представляет собой один из наиболее распространенных на земле химических элементов [1—4]. В периодической системе Д. И. Менделеева его порядковый номер 14, средний атомный вес 28,06. Известны три изотопа кремния с атомными весами 28 (94%), 29 (4%) и 30 (27о) [5, 6]. [c.5] Подобно углероду, являющемуся основой всех органических соединений, кремний входит в состав огромного числа минеральных соединений. Соединения кремния в природе представляют собой неисчерпаемый богатейший источник сырья, используемого для производства различных технических материалов стекла, цемента, керамики и других строительных материалов [7—11]. [c.5] Кремний не встречается в природе в свободном состоянии. Важнейшими природными соединениями кремния являются кремнезем или двуокись кремния (З Юг), а также различные силикаты и алюмосиликаты. Природные соединения кремния очень разнообразны по своему виду, строению и свойствам [12—16] важнейшие из них представлены в табл. 1. [c.5] Соединения кремния содержатся также во многих растительных и животных организмах [17]. [c.7] Однако они не смогли точно определить, что представляет собой полученное ими вещество. [c.7] Реакция восстановления двуокиси кремния металлическим магнием протекает очень бурно. Для получения в лабораторных усло-ВИЯ1Х кремния этим способом рекомендуют применять тщательно высушенную смесь следующего состава 60 весовых частей SIO2, 48 весовых частей Mg, 27 весовых частей MgO. Указанную смесь помещают в тигель и прокаливают при температуре 600—700°, после чего обрабатывают соляной и плавиковой кислотами, промывают водой и сушат в токе водорода. Выделенный таким образом кремний представляет собой тонкий порошок черно-бурого цвета. Исследование этого порошка рентгеновскими лучами показывает, что полученный кремний имеет кристаллическую структуру, но от обычной кристаллической разновидности отличается тонкодисперсным состоянием. [c.8] Этим способом кремний получают в технике. [c.8] Получающийся таким путем технический кремний содержит до 97,5% кремния, а 2,5% составляют примеси карбида кремния (карборунда), железа, двуокиси кремния, окиси алюминия, карбида алюминия и др. [c.8] Свободный кремний известен в двух формах кристаллической и аморфной. [c.9] Аморфный кремни й—темнобурый порошок, удельный вес 2,35, теплоемкость 0,214. [c.9] Кремний входит в четвертую главную группу периодической системы Д. И. Менделеева. [c.9] Вместе с углеродом, германием, оловом и свинцом кремний составляет гомологический ряд элементов, отличающихся от всех остальных наличием четырех валентных электронов на внешней электронной оболочке. Поэтому максимальная валентность кремния и его электронных аналогов равна четырем. Строение и физические константы атомов серий (химических типов) элементов четвертой главной группы периодической системы приведены в табл. 2. [c.9] Он восстанавливается водородом, реагирует с некоторыми металлами, образуя силициды. Однако кремний проявляет явно выраженный электроположительный характер и обладает заметным избирательным сродством к электроотрицательным элементам, например, фтору, хлору, кислороду и др. Это видно из сравнения электроотрицательности, сродства к электрону кремния и других элементов (табл. 3). [c.10] Примечание. I, И, П1, IV и V—соответственно первый, второй и т. д. электроны, удаляемые с электронных оболочек. [c.10] Из таблицы видно, что наибольшей электроотрицательностью и большим сродством к электрону обладает фтор. Это значит, что атомы фтора весьма энергично притягивают к себе электроны, необходимые для заполнения внешнего электронного слоя. Кремний отличается наименьшей электроотрицательностью и сродством к электрону по сравнению с другими элементами, представленными в таблице. Поэтому кремний носит электроположительный характер, и в этом отношении напоминает собой металл, так как более склонен вступать в реакции с электроотрицательными элементами, чем с электроположительными. В силу указанных причин соединения кремния с электроотрицательными элементами проявляют ясно выраженный гетерополярный характер (табл. 4). [c.11] Из таблицы видно, что наиболее ионизирована связь 55—Р. В четыреххлористом кремнии—одном из важнейших исходных веществ, применяемых для синтеза кремнийорганических соединений, 51—С1 связь ионизирована на 50%, в то время как С—С1 связь ионизирована лишь на 6% 5 1—О связь ионизирована более чем на 50%. [c.11] Кремний образует высшее соединение с кислородом двуокись кремни я—5Юг, а с водородом—51Н4—с и л а н. [c.11] При высоких температурах кремний с железом образует сплав, называемый ферросилицием, который по внешнему виду напоминает кристаллический кремний, но отличается от него более сероватым оттенком. Ферросилиций относится к интерметаллическим соединениям, состав которых большей частью не отвечает валентностям образующих их элементов [4, 18]. [c.11] Известны соединения кремния и с другими металлами медью, хромом, марганцем и т. п. При высоких температурах кремний соединяется также с углеродом, бором, титаном, цирконием и другими элементами [4—6]. [c.11] Вернуться к основной статье