Кремний

Аллотропия кремния

Известен аморфный и кристаллический кремний.

Поликристаллический кремний

Кристаллический – тёмно-серое вещество с металлическим блеском, большая твёрдость, хрупок, полупроводник; ρ = 2,33 г/см³, t°пл. =1415°C; t°кип. = 2680°C.
Имеет алмазоподобную структуру и образует прочные ковалентные связи. Инертен.
Аморфный - бурый порошок, гигроскопичен, алмазоподобная структура, ρ = 2 г/см³, более реакционноспособен.

Получение кремния

1) Промышленность – нагревание угля с песком:

2C + SiO₂ ^t˚→ Si + 2CO

2) Лаборатория – нагревание песка с магнием:

2Mg + SiO₂  ^t˚→ Si + 2MgO    Опыт

Химические свойства

Типичный неметалл, инертен.

Как восстановитель:

1)     С кислородом
Si⁰ + O₂  ^t˚→  Si⁺⁴O₂
2)     С фтором (без нагревания)
Si⁰ + 2F₂ →  SiF₄
3)     С углеродом
Si⁰ + C  ^t˚→  Si⁺⁴C
(SiC - карборунд - твёрдый; используется для точки и шлифовки)
4)     С водородом не взаимодействует.
Силан (SiH₄) получают разложением силицидов металлов кислотой:
Mg₂Si + 2H₂SO₄ → SiH₄ + 2MgSO₄
5)     С кислотами не реагирует (только с плавиковой кислотой Si+4HF=SiF₄+2H₂)
Растворяется только в смеси азотной и плавиковой кислот:
3Si + 4HNO₃ + 18HF →  3H₂[SiF₆] + 4NO + 8H₂O
6)     Со щелочами (при нагревании):
Si⁰ + 2NaOH + H₂O ^t˚→  Na₂Si⁺⁴O₃+ 2H₂
Как окислитель:
7)     С металлами (образуются силициды):
Si⁰ + 2Mg  ^t˚→  Mg₂Si^-4

Применение кремния

Кремний широко используется в электронике как полупроводник. Добавки кремния к сплавам повышают их коррозионную стойкость. Силикаты, алюмосиликаты и кремнезем – основное сырье для производства стекла и керамики, а также для строительной промышленности.

Силан  - SiH₄

Физические свойства: Бесцветный газ, ядовит, t°пл. = -185°C, t°кип. = -112°C.
Получение: Mg₂Si + 4HCl → 2MgCl₂ + SiH₄ ↑
Химические свойства:
1)      Окисление: SiH₄ + 2O₂ ^t˚→   SiO₂ + 2H₂O
2)      Разложение: SiH₄ → Si + 2H₂