ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности химии кремния из "Синтетические полимеры и пластические массы на их основе 1964" Кремний после кислорода является наиболее распространенным элементом земной коры. Почти на 27% она состоит из кремния. В Периодической системе Д. И. Менделеева кремний находится в четвертой группе непосредственно под углеродом и является аналогом последнего. Он также может образовывать большое количество разнообразных соединений с кислородом, водородом и другими элементами. Различия свойств кремния и углерода видны из следующих данных. [c.548] Атомный вес кремния 28,09. Существует в кристаллической и аморфной формах. Температура плавления 1420° С. Обладает гигроскопичностью, в мелкодисперсном состоянии. [c.548] Атомный вес углерода 12,01. Существует в двух кристаллических формах (алмаз и графит) и аморфной (уголь). Неплавок, нелетуч, превращается в пар при 3000° С, негигроскопичен. [c.548] С азотом и галогенами кремний реагирует легче, чем углерод, но окисление его кислородом происходит гораздо труднее. Кислоты не действуют ни на кремний, ни на, углерод. [c.548] Соединения кремния и углерода резко отличаются друг от друга по устойчивости к гидролизу. Соединения углерода с водородом, галогенами, азотом и серой при обыкновенной температуре в присутствии кислот и оснований не гидролизуются водой. Соединения же кремния с этими элементами в таких условиях гидролизуются очень легко. [c.549] При действии кислорода воздуха на высшие галогеносиланы происходит их окисление. Реакция энергично протекает на холоду, и хлор-силаны переходят в хлорсилоксаны. [c.549] Связь кремния с углеродом. Образование соединений, содержащих связь кремний— углерод, протекает различно и зависит от природы реагируюищх веществ и условий реакции. Одни соединения образуют такую связь легко, а другие требуют жестких условий. Например, четыреххлористый кремний значительно хуже поддается алкилированию металлорганическими соединениями, чем водородсодержащие хлорсиланы. [c.549] Термическая устойчивость связи кремний — углерод зависит от типа и величины органического радикала, связанного с атомом кремния. Тетразамещенные силаны типа SiR4 обладают высокой термической стабильностью. Арилзамещенные соединения более устойчивы к нагреванию, чем алифатические производные кремния. [c.550] Щелочи в обычных условиях не разрушают связь кремний — углерод. Лишь в жестких условиях (при 200° С и выше в автоклаве под давлением) может происходить отщепление органических групп с образованием углеводородов и силиката натрия. Введение галогена в органический радикал или наличие тройной связи в радикале, связанном с кремнием, облегчает гидролиз связи кремний — углерод. [c.550] Действие концентрированных кислот в жестких условиях обычно приводит к отщеплению органического радикала, причем алкильный радикал отщепляется труднее арильного. В мягких же условиях серная, соляная и азотная кислоты не разрушают связи кремний — углерод. [c.550] Устойчивость связи кремний—углерод к окислению у низкомолекулярных соединений зависит от типа и размеров органического радикала, соединенного с атомом кремния. Чем больше углеродных атомов содержит алифатический органический радикал, тем легче он окисляется. Силаны, содержащие арильные радикалы, более устойчивы к кислороду. [c.550] В отличие от углеводородов, связь кремния с водородом непрочная и легко разрушается не только кислородом или галогенами, но и водой. Силаны так быстро реагируют с воздухом, что загораются, при этом выделяются двуокись кремния и водород. [c.550] Связь кремния с галогенами. В отличие от углерода, кремний обладает повышенной способностью к образованию соединений с электроотрицательными элементами, и это резко выражено в его реакциях с галогенами. Связи кремний — галоген обладают очень высокой термостабильностью. Например, тетрахлорсилан Si U не разлагается при температурах выше 600° С. Введение в молекулы силана органического радикала приводит к заметному снижению тепловой устойчивости полученных соединений, исключение составляют лишь фториды. Так, три-метилфторсилан разлагается при 600° С. [c.550] Введение в молекулу хлорсилана органических радикалов очень мало повышает гидролитическую стойкость связи кремний — галоген. [c.550] Даже триалкилхлорсиланы количественно гидролизуются холодной водой. Роль числа и величины органических радикалов на скорость гидролиза становится заметной лишь у фторкремнийорганических соединений. [c.551] Приведенные примеры показывают, что невозможно получить высокомолекулярные кремнийорганические вещества, которые бы содержали связи кремний — галоген. [c.551] Таким образом, связь кремний — азот не может сохраниться у высокомолекулярных продуктов. [c.551] например, кварц плавится при температурах около 1800°С, а нагревание его при температуре ниже точки плавления не вызывает заметного разрушения связи кремний — кислород. Введение органических радикалов, связанных с кремнием, приводит к снижению термической устойчивости силоксановой связи. [c.551] Химическая стойкость связи кремний — кислород очень велика. Например, в кварце силоксановые связи не разрушаются серной, азотной и другими кислотами. Лишь действие фтористоводородной кислоты и сильных щелочей приводит к их разрыву. Присоединение органических радикалов к атому кремния резко ухудшает химическую стойкость полученных соединений. Особенно энергично разрушают силоксановую связь в полиорганосилоксанах соединения фтора. [c.551] Вернуться к основной статье