Образовака🧪 Химия8 классСоединения химических элементов

Оксид кремния

4.5

Средняя оценка: 4.5

Всего получено оценок: 115.

Кремний проявляет переменную валентность (II, IV), поэтому может образовывать два оксида кремния – монооксид и диоксид. Они отличаются физическими и химическими свойствами. Подробнее об оксидах кремния говорим в этой статье.

Монооксид

Формула оксид кремния (II) – SiO. Это вязкое, похожее на смолу вещество. Сохраняет аморфное состояние и не окисляется при обычных условиях. Не образует соли, не проводит электричество.

Монооксид получают двумя способами:

нагреванием (температура выше 400°C) кремния при недостатке кислорода:
2Si + O₂ → 2SiO;
методом Чохральского при восстановлении диоксида при высоких температурах:
SiO₂ + Si → 2SiO.

В твёрдом состоянии монооксид представляет собой тёмно-коричневый порошок. Проявляет прочность и инертность в реакциях с кислотами. Растворим в плавиковой кислоте.

Химические свойства монооксида кремния:

разлагается при нагревании:
2SiO → 2Si + O₂;
реагирует с парами воды при нагревании до 500°C:
SiO + H₂O → SiO₂ + H₂;
взаимодействует с углекислым газом при нагревании:
SiO + СО₂ → SiO₂ + CO;
реагирует с хлором при температуре 800°C, образуя жидкий хлорид кремния:
2SiO + 4Cl₂ → 2SiCl₄ + O₂.

Монооксид не встречается на Земле в естественной среде. Однако газообразный монооксид входит в состав межзвёздных пылевых облаков.

Диоксид

Оксид кремния (IV) – SiO₂. Это твёрдое кристаллическое тугоплавкое вещество, нерастворимое в воде. Не проводит электрический ток.

Формулу диоксида имеют песок, кварц, горный хрусталь, яшма, агат, аметист и другие горные породы. Диоксид входит в состав 87 % литосферы.

Диоксид кремния имеет немолекулярное строение. Кристаллическая решётка состоит из атомов кремния и кислорода, связанных ковалентными связями. К каждому атому кремния присоединено четыре атома кислорода, а каждый атом кислорода связан с двумя атомами кремния.

Рис. 3. Схема строения кристаллической решётки диоксида кремния.

Диоксид можно получить в лаборатории, нагрев кремний до 400-500°C в присутствии кислорода:

Si + O₂ → SiO₂.

Диоксид образуется при действии кислот на растворимые силикаты. В результате образующаяся кремниевая кислота распадается на воду и диоксид:

Na₂SiO₃ + 2CH₃COOH → 2CH₃COONa + H₂SiO₃↓;

H₂SiO₃ → H₂O + SiO₂.

При нормальных условиях реагирует только с плавиковой кислотой. Со щелочами и основными оксидами реагирует при нагревании. Не реагирует с водой. Основные свойства с химическими уравнениями представлены в таблице.

*Взаимодействие*	*Описание*	*Уравнение*
С неметаллами	Реагирует с водородом и углеродом с образованием кремния и карборунда соответственно	– SiO₂ + 2Н₂ → Si + 2H₂O; – SiO₂ + 3С → SiC + 2CO
С активными металлами	Реагирует при температуре выше 1000°С с образованием кремния. При избытке металла образуются силициды	– SiO₂ + 2Mg → Si + 2MgO; – SiO₂ + 4Mg → Mg₂Si + 2MgO
С фтороводородом	Реагирует с газом и плавиковой кислотой при нормальных условиях	– SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O; – SiO₂ + 6HF → H₂[SiF₆] + 2H₂O
Со щелочами	Сплавляется с образованием силикатов	SiO₂ + 4NaOH → Na₄SiO₄ + 2H₂O
С оксидами	Реагирует при высоких температурах	SiO₂ + MgO → MgSiO₃
С карбонатами щелочных металлов	Взаимодействует при нагревании	SiO₂ + K₂CO₃ → K₂SiO₃ + CO₂

Диоксид кремния используется для производства стекла, силикагеля, бетона.

Что мы узнали?

Кремний образует два оксида – монооксид и диоксид. Монооксид – аморфное вещество, не образующее соли. Взаимодействует при нагревании с водяным паром, углекислым газом, хлором. Разлагается на простые вещества при нагревании. Диоксид – песок и его производные. Это кристаллическое вещество с немолекулярным строением. Не реагирует с водой, кислотами (исключение – плавиковая кислота). Взаимодействует с неметаллами, металлами, фтороводородом, щелочами, оксидами, карбонатами. Оксиды кремния – диэлектрики.