Кремния химическая связь

В этом же ряду уменьшается роль внешней электронной пары в образовании химических связей и со стороны атома участвуют уже не четыре, а только два электрона. Так, если для германия (подобно углероду и кремнию) наиболее характерна степень окисления +4, то для свинца +2 в соединениях олова различие в степенях окисления проявляется менее резко, хотя производные олова (IV) более устойчивы. [c.482]

Вторая особенность элементоорганических соединений заключается в том, что прочность высокополярных химических связей ряда элементов больше прочности соответствующих связей углерода. Особенно наглядно это видно для связей кремния с кислородом (см. данные табл. 4.6 и объяснение причин в разд. 4.5.7). [c.587]

При введении щелочных и щелочно-земельных оксидов структурная сетка из тетраэдров [5104] разрывается, при этом вместо одного мостикового кислорода образуется два немостиковых, каждый из которых соединен химической связью только с одним кремнием. Схематически это можно показать так [c.202]

Элементарной структурной ячейкой силикатов является кремнекислородный тетраэдр такие тетраэдры могут образовывать циклические, цепные, листовые и трехмерные каркасные структуры. Часть атомов кремния способна замещаться алюминием, но при этом компенсация заряда требует введения дополнительных катионов, что приводит к усилению электростатического вклада в химическую связь кристалла. На примере силикатов иллюстрируются четыре из пяти типов связи, обсуждавшихся в данной главе ковалентная связь между атомами кремния и кислородом в тетраэдрах, вандерваальсовы силы между силикатными листами в тальке, ионное притяжение между заряженными листами и цепочками, а также водородные связи между молекулами воды и силикатными атомами кислорода в глинах. Если включить в этот перечень еще никелевые катализаторы на глиняном носителе, то мы охватим и пятый тип химической связи (металлический). [c.640]

Изменение структуры в ряду С—РЬ соответствует изменению их физических свойств. Кремний, германий и а-олово — полупроводники, а (3-олово и свинец — металлы. Изменение типа химической связи в ряду С (алмаз) — РЬ от ковалентной до металлической сопровождается понижением твердости веществ. Алмаз — самый твердый из всех простых веществ, довольно твердые и хрупкие кремний и германий, свинец же легко прокатывается в топкие листы. [c.188]

Кристаллы неметаллических элементов с каркасной структурой, подобные углероду или кремнию, обладают свойствами диэлектриков (изоляторов), т.е. не проводят электрический ток. Применение теории молекулярных орбиталей к обсуждению химической связи в неметаллических каркасных кристаллах сталкивается со значительными трудностями. Достаточно сказать, что в ковалентных каркасных кристаллах обычно удается вести подсчет валентных электронов вокруг каждого атома, подобно тому как это делается при составлении льюисовых структур, и оказывается, что при этом выполняется правило октета. Это объясняется тем, что атомы в неметаллических каркасных кристаллах обычно имеют по крайней мере столько валентных электронов, сколько у них есть валентных орбиталей. Следовательно, в таких кристаллах предпочтительны низкие координационные числа, и между каждым атомом и его ближайшими соседями могут образовываться простые двухэлектронные связи. Низкие координационные числа являются причиной того, что потенциальная энергия электрона внутри таких кристаллов не постоянна она значительно понижается в межъядерных областях, и поэтому электроны не могут свободно перемещаться по кристаллу, подобно тому как это происходит в металлах. [c.629]

По своему химическому поведению бор — неметалл. Он не дает ионов В +. Его гидроксид — слабая кислота, по своим свойствам похожая на кремневую./ целом химия бора напоминает химию кремния, в чем выражается диагональное сходство этих элементов в соответствии с занимаемыми ими местами в периодической системе Д. И. Менделеева. Химические связи, образуемые бором, имеют ковалентный характер, что объясняется близостью валентных электронов к ядру. [c.251]

Кремнийорганические соединения. Для кремния известно большое число соединений, в которых атомы кремния химически связаны с атомами углерода. Эти соединения называются крем-нийорганическими. [c.503]

Почему кремний неспособен образовывать такое большое количество соединений с водородом, как углерод Учитывая особенности образуемых атомами кремния химических связей, сделать вывод относительно возможности получения силанов непредельного ряда. [c.162]

В. Ф. Киселев (1961 г.) получил надежные опытные доказательства и дал теоретическое обоснование строгого подчинения процесса хемосорбции закономерности стехиометрии. Совместно с сотрудниками им было установлено, что величины и теплоты сорбции на графите обусловлены количеством и характером межатомных связей, возникающих между атомами сорбата и атомами поверхности сорбента. Он отмечает, что хемосорбция на атомарно чистой поверхности приводит к насыщению разорванных на поверхности химических связей. Происходит восстановление нормальной гибридизации орбиталей поверхностных атомов благодаря их связи с хемосорбированными атомами. Исследование поверхности полупроводников со структурой алмаза, а именно монокристаллов германия и кремния методом дифракции медленных электронов, показало, что при сорбции на них кислорода, иода, брома, воды и атомов некоторых металлов действительно восстанавливается порядок в расположении атомов на поверхности, что и позволяет восстанавливать нормальную гибридизацию. [c.199]

Однако кремний образует множество кремнийорганических соединений, содержащих помимо связи Si-С также химические связи кремния с атомом — [c.593]

Какой тип химической связи характерен для простого вещества кремния (ковалентная неполярная связь) [c.102]

Энергия кристаллической решетки в кристаллах этого типа фактически совпадает с энергией химической связи и лежит в пределах 200—500 кДж/моль. Так, энергия кристаллической решетки алмаза составляет 480 кДж/моль. Вследствие столь высокой энергии связи ковалентные кристаллы обладают высокими твердостью, температурами кипения и плавления. Диапазон их электропроводящих свойств велик от типичных диэлектриков (алмаз, нитрид бора, кварц) до полупроводников (кремний, германий) и даже электронных проводников (олово). [c.77]

Способность химических реагентов эффективно воздействовать lia структурно-механические свойства шламов основана на явлении ионного обмена. Частицы минералов благодаря наличию на их поверхности электрических зарядов сорбируют из окружающей среды катионы и анионы, которые недостаточно прочно удерживаются на поверхности частиц и при определенных условиях обмениваются на другие ионы. Наибольшая склонность к ионному обмену характерна для минералов глин. Причиной катионного обмена могут быть разорванные химические связи по краям кремнезем-глиноземистых слоев, несбалансированные заряды в результате замещения ионов кремния и алюминия ионами более низкой валентности, а также замещение водорода гидроксильных групп катионом, который может вступать в обменные реакции замещения. [c.280]

По своему характеру химическая связь в гидридах близка к ковалентной. Энергия связи почти такая же, как у соответствующих окислов, и для 51 = Н составляет 4 зв и 3,3 эв для Ое = Н. Несмотря на большую энергию связи, гидриды германия и кремния, в отличие от соответствующих соединений углерода, крайне неустойчивы. Они легко разлагаются водой и кислородом воздуха [c.99]

В зависимости от природы органических радикалов, связанных с кремнием, термическая устойчивость некоторых кремнийорганических соединений довольно высока. Например, заметный пиролиз фенилхлорсиланов и метилхлорсиланов происходит при температурах свыше 500°С. До 200°С связь —5 —С— устойчива к окислению и не ря.эрушается многими минеральными кислотами и щелочами. В то же время связь —51—51— разрушается уже при нагревании до 200°С и неустойчива к действию различных химических реагентов (например, щелочи). При окислении эта связь превращается в силоксановую — 51—0—51—, которая содержится в большинстве кремнийорганических и неорганических (кварц, асбест, силикатные стекла) полимеров. Силоксановая связь исключительно прочна— выдерживает очень высокую температуру (1 л 5Ю2=1713°С). Однако термическая устойчивость кремнийорганических соединений значительно уступает кварцу или силикатам. Это связано с окислением органических радикалов, соединенных с атомом кремния. Силоксановая связь устойчива и ко многим химическим реагентам. [c.186]

Сопоставьте сходные и отличительные черты углерода и кремния. Дайте характеристику прочности связей С—С, С—Н, 81—Н. Какого типа химические связи характерны для углерода и кремния [c.207]

Характер химических связей в соединениях кремния и германия обусловлен электроотрицательностью этих элементов. Действительно, располагаясь в центральной части таблицы Менделеева, описываемые элементы обладают средними значениями злектроотрицательностей (см. табл. 1). Таким образом, разность злектроотрицательностей атомов кремния или германия и атомов других элементов не может быть достаточна велика для образования ионных связей (см. 7). [c.92]

Химическая связь в окислах кремния и германия является полярной, а ее энергия примерно в два раза выше, чем в кристаллах рассматриваемых элементов (см. табл. 2). [c.93]

Энергия химической связи в галогенидах германия и кремния падает по ряду Р, С1, Вг, J, что связано с увеличением размеров атомов галогенов в этом ряду (см. табл. 2). Так, энергия связи 81 = Р порядка 6,0 эв, а 81 =Л около 2,2 эв. [c.97]

Например, для образования двуокиси кремния (или германия) необходимо разрушить химические связи между атомами кремния в кристалле и атомами кислорода в молекуле этого элемента, а затем получить новые химические связи между атомами кремния и кислорода. Из сказанного понятно, что сами по себе энергии химической связи никоим образом не характеризуют устойчивость или прочность данного соединения. Так, энергия связи между германием и кислородом равна 3,8 эв, а между германием и водородом 3,3 эв, в то время как тепловые эффекты образования двуокиси и гидрида равны соответственно 6,08 и 0,3 эв. [c.102]

Растворение германия и кремния во всех описанных выше тра- вителях происходит с выделением тепла и, согласно сказанному в 5, энергия активации при этом может быть как угодно мала или равняться нулю. Большие энергии активации, наблюдаемые в перекисных и щелочных травителях, свидетельствуют о том, что процессы разрыва химических связей в исходных соединениях и образование новых, более прочных связей происходят на протяжении нескольких последовательных стадий. При таком способе протекания реакции необходима некоторая энергия активации, расходуемая на разрыв химических связей между атомами в кристалле и молекулах окислителя. Скорость процесса пропорциональна концентрациям соответствующих активированных частиц [см. формулу (74) . [c.113]

Такое химическое модифицирование поверхности твердого тела путем прнзиакн больших инертных групп резко снижает энергию адсорбции не только молекул, способных специфически взаимодействовать с гидроксильными группам (например, азота, этилена, бензола, эфира, спиртов и т. п.), но и всех молекул вообще. Это происходит в результате того, что при образовании подобных модифицирующих слоев молекулы адсорбата, во-первых, не могут прянти в соприкосновение непосредственно с основным скелетом твердого тела и, во-вторых, они приходят в соприкосновение с гораздо меньшим числом атомоз, поскольку расстояния между смежными группами СН.ч в модифицирующем слое соответствуют их ван-дер-ваальсовым размерам, а расстояния между атомами кислорода и кремния в основном скелете кремнезема соответствуют гораздо более коротким расстояниям химических связей. [c.503]

Фосфорная кислота в качестве катализатора полимеризации используется в двух разновидностях. Твердая фосфорная кислота готовится пропиткой порошка кизельгура ( инфузорная земля , аморфная ЗЮг) раствором Н3РО4 с после ющим формованием таблеток и их прокаливанием при 300—400 °С. Фосфорная кислота связывает порошок кизельгура, и таблетки имеют достаточную прочность, но при увлажнении вследствие снижения вязкости кислоты их механическая прочность резко снижается. Приблизительный состав катализатора Р205 5102 2Н20. Фосфорная кислота частично химически связана с двуокисью кремния, а частично физически адсорбирована. Катализатор жидкая фосфорная кислота [c.194]

Физические свойства простых веществ. В соответствии с характером изменения структуры и типа химической связи закономерно из.меня-ются и свойства простых веществ — их плотность, тe шepaтypa плавления и кипения, электропроводность и др. Так, аргон, хлор и сера в твердом состоянии являются диэлектриками, кремний — полупро- [c.256]

Кристаллы карбида обладают алмазоподобными решетками, образуемыми чередующимися слоями из тетраэдров [Si 4] и [ SI4], и характеризуются плотнейшей шаровой упаковкой тетраэдров в слои. По типу химической связи карбид кремния является промежуточным между кремнием и алмазом. Основная связь — ковалентная с небольшой долей ионности (12%). [c.18]

Гибридизация одной s- и трех р-орбиталей (sp -гибридизация), как уже указывалось, объясняет валентности углеродного атома. Образование sp -гибридных связей характерно также и для аналогов углерода — кремния и германия валентности этих элементов также имеют тетраэдрическую направленность. Может возникнуть вопрос — если гибридные орбитали обеспечивают большую концентрацию электронного облака между ядрами и, следовательно, более прочную связь, то почему они не возникают в НаО л NH3 На да шый вопрос следует ответить, что направленность связей в этих соединениях также можно объяснить sp -гибридизацией. Такой подход является даже более точным, чем изложенный на стр. 161 и 162. Не следует, однако, забывать, что оба подхода являются приближенными. При образовании молекулы HjO атом кислорода люжет приобретать конфигурацию наружного слоя где Ф2, Фз и — sp -гибридные волновые функции верхние индексы указывают количество электронов, занимающих данную орбиталь. Таким образом, две из четырех гибридных орбиталей атома кислорода заняты неспаренньши электронами и могут образовать химические связи угол между этими связями должен составлять 109,5°. Это значение ближе к экспериментальному (104,5°), чем величина 90°, даваемая схемой, рассмотренной на стр. 161. Однако если на стр. 161—162 пришлось объяснять отклонение теоретической величины от экспериментальной для молекулы HjO, то здесь нужно объяснить, почему углы между связями у аналогов воды HjS, HaSe и НаТе заметно отличаются от 109,5°. Это объясняется действием ряда факторов. В частности, в соединениях, содержащих большие атомы, связь слабая и выигрыш энергии в результате образования связи гибридными орбиталями не компенсирует некоторое возрастание энергии s-электронов, обусловленное их переходом на sp -гнбридные орбитали. Это препятствует гибридизации. Кроме того, как показали точные расчеты, при образовании связи Э—Н 25-орбитали кислорода (и азота) сильнее перекрываются с ls-орбиталями водорода, чем 2р-орбита-ли. Для аналогов кислорода, наоборот, сильнее перекрываются р-орбитали. Это обусловливает больший вклад s-состояний (гибридизацию) в образование химической связи в молекуле Н О, чем в ее аналогах. Поэтому валентные углы в H2S, HjSe и НаТе близки к 90°. [c.168]

Соединения водорода с металлами и неметаллами называются гидридами. Наиболее распространены бинарные гидриды, в которых осуществляются химические связи водорода с атомами только одного элемента, например SiHi — гидрид кремния, NaH — гидрид натрия и т. п. Известны и более сложные соединения, некоторые из них являются двойными гидридами типа Ь1ВаНз(Ь1Н ВаНг), частично замещенными гидридами типа МезРЬН и др. [c.236]

Азот и фосфор являются элементами УА группы периодической системы Д. И. Менделеева. На внешнем энергетическом уровне атомов этих элементов находится пять электронов из них три р-электрона. Поэтому в нормальном состоянии они проявляют валентность, равную трем. Наибольшее изменение в химических свойствах элементов УА группы наблюдается при переходе от азота к фосфору. В атомах азота внешним энергетическим уровнем является второй, содержащий только 5- и р-поду ровни, а подуровень с1 отсутствует. Атомы азота при переходе в возбужденное состояние могут увеличить число непарныхэлектронов максимум до четырех и при этомза счет потери одного электрона. В этом случае образуется электронная конфигурация а азот становится четырехвалентным, как в ионе [ЫН4] . Поэтому азот не проявляет валентности, равной пяти. В атомах фосфора наружным энергетическим уровнем является третий, состоящий из трех подуровней з, р и й. При возбуждении атомов фосфора увеличение числа непарных электронов происходит за счет использования -подуровня с образованием электронной конфигурации поэтому фосфор в отличие от азота может проявлять валентность, равную пяти. Размеры атомов азота и фосфора меньше, а энергия ионизации этих элементов соответственно больше, чем углерода и кремния. В связи с этим азот и фосфор при химических реакциях не теряют электронов и не превращаются в элементарные катионы. Сродство к электрону этих элементов незначительно и поэтому они, как правило, не превращаются и в элементарные анионы. Азот и фосфор образуют соединения как с кислородом, так и с водородом, только с ковалентными связями. Таким образом, азот и фосфор являются неметаллами. Причем свойства неметаллов у них выражены сильнее, чем у углерода и кремния. [c.213]

По химическому составу полупроводники весьма разнообразны. К ним относятся элементарные вещества, как, например, бор, графит, кремний, германий, мышьяк, сурьма, селен, а также многие оксиды ( uaO, ZnO), сульфиды (PbS), соединения с индием (InSb) и т. д. и многие соединения, состоящие более чем из двух элементов. Известны и некоторые органические соединения обладающие полупроводниковыми свойствами. Таким образом, к полупроводникам относится очень большое число веществ. Обусловлены полупроводниковые свойства характером химической связи (ковалентным, или ковалентным с некоторой долей ионности), типом кристаллической решетки, размерами атомов, расстоянием между ними, их взаиморасположением. Если химические связи вещества носят преимущественно металлический характер, то его полупроводниковые свойства исключаются. Зависимость полупроводниковых свойств от типа решетки и от характера связи ясно видна на примере аллотропных модификаций углерода. Так, алмаз — типичный диэлектрик, а графит — полупроводник с положительным температурным коэффициентом электропроводности. То же у олова белое олово — металл, а его аллотропное видоизменение серое олово — полупроводник. Известны примеры с модификациями фосфора и серы. [c.298]

В кремнийорганических полимерах проявляется преимущество силоксановой связи — ее высокая термическая устойчивость. Вместе с тем углеводородные радикалы придают полимерам гибкость, эластичность и способность растворяться в органических жидкостях. Чем больше число органических радикалов, приходящихся на один атом кремния, или чем меньше число поперечных связей, тем выше эластичность полимера. Наиболее эластичны линейные кремнийорганические полимеры, у которых на один атом кремния приходятся два органических радикала. В этом случае полимерные цепи связаны между собой только межмолекулярными силами, дающими возможность цепям, в отличие от химических связей, перемещаться друг относительно друга. Поперечные химические связи повьпиают твердоегь и прочность кремнийорганических полимерных веществ. Если число поперечных связей невелико и расположены они редко, то соединения более прочны, чем линейные, и в то же время сохраняют высокую гибкость и эластичность, свойственную резинам. Когда образуются пространственные структуры с частыми поперечными связями, получаются прочные твердые нерастворимые вещества, обладающие различной степенью эластичности в зависимости от числа поперечных связей. [c.266]

Кремний тоже склонен к образованию гомоцепных молекул со связью 5]—51. Однако у кремния эта склонность много меньше, чем у углерода. Известны лишь гидриды кремния предельного ряда 51 Н2я- -2 с максимальным значением =6. Все гидриды кремния отличаются малой устойчивостью из-за низких значений энергии химической связи 51—51 и 51—Н. И силан 51Н4, и другие кремневодороды легко самовоспламеняются на воздухе и сгорают, образуя 51О2. [c.275]

Общие химические свойства кремния и германия определяются положением этих элементов в таблице Менделеева. Кремний и германий находятся в четвертой группе таблицы, располагаясь соответственно в третьем и четвертом периодах. Во всех своих соединениях кремний и германий выступают как четырех- или двухвалентные элементы. При умеренных температурах (до 700 " К) и в особенности во влажных средах они образуют, как правило, четьЕрехвалентные соединения. Наоборот, нри высоких температурах (порядка 1300 " К) и в сухой атмосфере более типичными являются двухвалентные соединения рассматриваемых элементов. Химические связи в соединениях кремния и германия с элементами крайних групп таблицы Менделеева — полярные и обладают существенным дипольным моментом. Типичным для таких соединений является их взаимодействие с полярными молекулами других веществ и, в первую очередь, с молекулами воды. Соединения с чисто ионной связью для кремния и германия не известны. Следует, однако, иметь в виду, что некоторые полярные соединения рассматриваемых элементов могут частично диссоциировать на соответствующие положительные и отрицательные ионы. [c.92]

Химические связи в галогенидах германия и кремния являются насыщенными, полярными. Из-за одновалентности галогенов и насыщенного характера связей внутри молекулы ОеГ4, между отдельными молекулами типа ОеГ4 могут действовать только молекулярные, но не валентные силы. Межмолекулярные силы обычно значительно слабее валентных химических связей (см. 9), и поэтому галогениды германия и кремния уже при невысоких температурах (от 200 до ТОО"" К) распадаются на отдельные молекулы, т. е. переходят в газообразное состояние. В этом отношении галогениды принципиально отличаются от соединений германия и кремния с кислородом. Действительно, вследствие двухвалентности кислорода могут образовываться твердые тела, все атомы которых связаны между собой химическими связями. Такая возможность отсутствует у галогенидов, обладающих повышенной летучестью, т. е. способностью к испарению [c.97]

Химическая связь в нитридах кремния и германия ковалентная, а ее энергия близка к энергии связи в соответствующих окислах. Устойчивость нитридов, особенно четырехвалентных, довольно большая, но ниже, чем у двуокисей. Все нитриды, за исключением GegNi, при комнатной температуре медленно разлагаются водой [c.100]