Соединения кремния

4.3

Средняя оценка: 4.3

Всего получено оценок: 143.

Кремний – активный неметалл, вступающий в реакции с металлами и неметаллами. Соединения кремния в зависимости от входящих в состав веществ называются силанами, силицидами, силикатами.

Простое вещество

Кремний (Si) – хрупкое кристаллическое вещество. Имеет переменную валентность II и IV. Электроны располагаются на трёх энергетических уровнях. Четыре валентных электрона находятся на s- и p-подуровнях. Электронная конфигурация элемента – 1s²2s²2p⁶3s²3p².

В реакциях с металлами кремний проявляет свойства окислителя и имеет отрицательную степень окисления -4. С галогенами и неметаллами кремний ведёт себя как восстановитель и имеет степень окисления +4. Третья степень окисления +2 проявляется в монооксиде кремния.

Соединения

Общая характеристика соединений кремния представлена в таблице.

*Вещество*	*Формула*	*Физические свойства*	*Химические свойства*
Монооксид, оксид кремния (II) или кремнезём	SiO	Аморфное вещество. Не проводит электричество, не образует соли. Растворяется в плавиковой кислоте. При нагревании разлагается на кислород и кремний	Реагирует при нагревании: – с водяным паром: SiO + H₂O → SiO₂ + H₂; – с углекислым газом: SiO + СО₂ → SiO₂ + CO; – с хлором: 2SiO + 4Cl₂ → 2SiCl₄ + O₂.
Диоксид, оксид кремния (IV) или песок	SiO₂	Кристаллическое тугоплавкое вещество. Не растворяется в воде. Диэлектрик	– С металлами: SiO₂ + 2Mg → Si + 2MgO; – с неметаллами: SiO₂ + 2Н₂ → Si + 2H₂O; – с оксидами: SiO₂ + CaO → CaSiO₃; – со щелочами: SiO₂ + 4NaOH → Na₄SiO₄ + 2H₂O; – с плавиковой кислотой: SiO₂ + 6HF → H₂[SiF₆] + 2H₂O; – с солями угольной кислоты: SiO₂ + Na₂CO₃ → Na₂SiO₃ + CO₂
Моносилан	SiH₄	Образует гомологичный ряд с общей формулой Si_nH_2n+2. Ядовитый бесцветный газ с запахом, воспламеняется на воздухе. Нерастворим в холодной воде. Разлагается при нагревании и в горячей воде	– С галогенами: SiH₄ + 4Cl₂ → SiCl₄ + 4HCl; – с кислородом: SiH₄ + 2O₂ → SiO₂ + 2H₂O; – с концентрированным гидроксидом натрия: SiH₄ + 4NaOH → Na₄SiO₄ + 4H₂; – с перманганатом калия: 3SiH₄ + 8KMnO₄ → 8MnO₂ + 3SiO₂ + 8KOH + 2H₂O
Карборунд или карбид кремния	SiC	Тугоплавкое твёрдое вещество. Кристаллическая решётка схожа с решёткой алмаза. Полупроводник	– С водяным паром при высокой температуре: SiC + 2H₂O → SiO₂ + CH₄; – с концентрированными кислотами: 3SiC + 8HNO₃ → 3SiO₂ + 3CO₂ + 8NO + 4H₂O; – со щелочами в присутствии кислорода: SiC + 4NaOH + O₂ → Na₄SiO₄ + C + 2H₂O; – с кислородом при нагревании: 2SiC + 3O₂ → 2SiO₂ + 2CO – с азотом при нагревании: 6SiC + 7N₂ → 2Si₃N₄ + 3C₂N₂; – с металлами при нагревании: 2SiC + 5Mg → 2Mg₂Si + MgC₂; – с галогенами при нагревании: SiC + 2Cl₂ → SiCl₄ + C
Силициды	M_nSi_m	Соединения с активными металлами. Электропроводны	Разлагаются: – водой: Na₂Si + 3H₂O → Na₂SiO₃ + 3H₂; – кислотами: Ca₂Si + 2H₂SO₄ → 2CaSO₄ + SiH₄. Mg₂Si не реагирует с водой, но взаимодействует с разбавленными кислотами
Кремниевые кислоты	nSiO₂∙mH₂O	Условно называются гидроксидами кремния. Существует несколько видов. Наиболее известные метакремниевая (H₂SiO₃) и ортокремниевая (H₄SiO₄) кислоты. Слабые, без кислого вкуса. Плохо растворимы в воде. Не меняют цвет индикатора	– Растворяются в растворах и расплавах щелочей: H₂SiO₃ + 2KOH → K₂SiO₃ + 2H₂O; – реагируют с плавиковой кислотой: H₂SiO₃ + 6HF → H₂SiF₆ + 3H₂O → SiF₄ + 2HF + 3H₂O
Силикаты	R_nSiO₃	Соли кремниевых кислот. Твёрдые вещества, входящие в состав земной коры. Тугоплавки	– С кислотами: Na₂SiO₃ + H₂CO₃ → Na₂CO₃ + H₂SiO₃; – с солями: Na₂SiO₃ + MgCl₂ → MgSiO₃ + 2NaCl; – с водой: Na₂SiO₃ + H₂O ↔ NaHSiO₃ + NaOH

В природе наиболее распространённое вещество – песок. Кварц, аметист, агат, хрусталь и другие вещества являются модификацией песка.

Что мы узнали?

Из урока 9 класса узнали, какие вещества образует кремний. Элемент активно взаимодействует с металлами и неметаллами, образуя оксиды, кислоты, силаны, силициды, силикаты. В зависимости от реакции кремний проявляет свойства восстановителя или окислителя и имеет степени окисления +2, +4, -4. Большинство веществ – твёрдые тугоплавкие вещества, плохо растворимые в воде. Кислоты кремния – слабокислые жидкости, силаны – газы с неприятным запахом. За счёт активности кремний встречается в природе только в составе сложных веществ.