Кремнієві кислоти. Отримання та хімічні властивості.

 

Кремневые кислоты - очень слабые, малорастворимые в воде кислоты. Известны соли метакремниевой кислоты Н₂SiO₃ (SiO₂•H₂О) — силикаты, ортокремниевой кислоты H₄SiO₄ (SiO₂•2H₂O) — ортосиликаты и других кислот с различным числом SiO₂•nH₂О, пиросиликаты H2*Si2*O7, дисиликаты

Силикатные кислоты слабее чем карбонатные. В воде полисиликатные кислоти нерастворимы образуют коллоидные раствори(золи) при коогуляции которих появляется гели.

Гидраты кремнезема с содержанием более 2Н₂О на каждую молекулу SiO₂ в индивидуальном состоянии, по-видимому, не существуют, однако известны многие их соли. В воде кремниевые кислоты образуют коллоидные растворы. Соли кремниевых кислот применяют в производстве бумаги, в текстильной промышленности, для обработки воды, как связующие материалы. Гели кремниевых кислот (силикагели) используют как адсорбенты и как отбеливающие материалы. Соли кремниевых кислот называют силикатами (силикаты широко распространены в природе).

 

Кремний занимает второе место после кислорода встречается также в соединениях диоксида кремния SiO2-называется кремноземом или кремний ангидрид.Является важним элементов растительного и живого царства. Кремний - главный элемент в царстве минералов и горных пород. Свободный кремний можно получить прокалыванием с магнием мелкого белого песка, который представляет собой диоксид кремения

. При этом получается бурый порошок амфотерного кремния. Кристаллы кремния обладают стальным блеском. Основні мінерали до складу яких входить кремній це каолін, входить до складу гранитів і різних силікатів і алюмосилікатних мінералів: найвідоміші з них це ортоплазм, альбід, анортит, серпентин, таль

Окрім цього можна отримати кремній шляхом відновлення кремнозема металами. (Вот это реально важно он наверное спросит)

 

Кремний во многом похож на углерод. По распространенности в земной коре кремний занимает второе место после кислорода (28% по массе). В природе существует только в связанном виде, в основном в виде оксида кремния или кремнезема SiO2. Кремнезем известен в двух видоизменениях: кристаллическом и аморфном.
Применяют кремний в основном для получения сплавов, восстановления металлов из оксидов, для изготовления полупроводниковых приборов.
В небольших количествах кремний получают восстановлением из кремнезема различными металлами:
SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si
В промышленности кремнезем восстанавливают углем в электрических печах:
SiO2 + 2C= Si + 2CO
Структура свободного кремния аналогична алмазу. Кремний - типичный полупроводник. Электронная конфигурация внешнего электронного слоя атома кремния 3s23p2. Кремний, как и углерод, четырехвалентен, валентные электроны находятся на s- и р-орбиталях. Однако в отличие от углерода атомы кремния p-связей, т.е. двойных и тройных связей друг с другом образовывать не могут. Поэтому для кремния не характерна аллотропия, он образует только одну модификацию.
В химическом отношении кремний, особенно кристаллический, мало активен, но активнее углерода. Во всех соединениях кремний четырехвалентен. При обычной температуре он непосредственно реагирует только с фтором:
Si + 2F2 = SiF4
Реакционная способность аморфного кремния выше, чем кристаллического. Например, при высокой температуре он взаимодействует с кислородом:
Si + O2 = SiO2
Кремний энергично реагирует с растворами щелочей:
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2
Кремний образует также соединение с водородом - силан SiH4. Однако силан очень неустойчив и самовоспламеняется на воздухе и разлагается водой:
SiH4 + 2O2 = SiO2 + 2H2O
SiH4+ 2H2O = SiO2 +4H2
С углеродом кремний образует карборунд SiC. Это кристаллическое, построенное по типу алмаза вещество, уступающее по твердости лишь алмазу.