Кремний. Бор i Кремний

Кремний, как и углерод, в соединениях проявляет степень окисления, равную 4 однако его координационное число может быть равно и 4 и 6 (в отличие от углерода), что объясняется большим объемом атома кремния. Кремний — более электронодонорный элемент, чем углерод, поэтому его связь с другими элементами более поляризована. Отличие между углеродом и кремнием проявляется и в различной энергии диссоциации по связям С—X и 51—X. Так, соединения кремния со многими элементами (водородом, галогенами, серой и др.) легко гидролизуются уже при нормальной температуре (в присутствии кислот или щелочей), в то время как связь углерода с этими же элементами (за исключением галогенов) довольно прочная. Реакционная способность связи —51—Н в кремнийорганических соединениях уменьшается, в противоположность связи С—Н, [c.181]

Углерод и кремний в свободном состоянии и их соединения, в которых они проявляют степень окисления +2, — обычно восстановители. Вода и разбавленные кислоты не действуют на углерод и кремний. Кремний взаимодействует со щелочами, вытесняя водород и образуя соли кремниевой кислоты [c.204]

Другим важным различием между механизмами 5л 2-51 для кремния и 8м2 для насыщенного атома углерода является возможность участия Зс -орбиталей в передаче полярного влияния заместителей к реакционному центру, что отражается на скоростях реакций. В результате такого участия электронная плотность на атоме кремния в переходном состоянии в некоторых случаях может значительно превышать электронную плотность на атоме кремния в основном состоянии. С количественной точки зрения константы реакции р или р в случае реакций с участием кремния могут иметь большие положительные значения (приблизительно +3), в то время как 5л 2-реакциям у насыщенного атома углерода обычно соответствуют р или р порядка +0,8. [c.175]

Если учитывать только номинальные заряды и расстояния, то связь через ион кислорода должна была бы сохраниться предпочтительно между ионами кремния и алюминия и следовало бы отдать предпочтение механизму дегидроксилирования I. Однако эффективный заряд па ионах кремния и алюминия намного меньше номинальных значений благодаря ковалентному характеру связей Si—О и А1—О, в то время как эффективный заряд на редкоземельных ионах ближе к номинальному. Более того, небольшие ионы кремния или алюминия легко могут сместиться из своих положений в тетраэдрах по направлению к центру между тремя оставшимися ионами кислорода, увеличивая электростатическое экранирование, в то время как значительно большие редкоземельные катионы заключены в содалитовых ячейках. Кроме того, отталкивание О—О может иметь большее значение д.т1я остова цеолита, чем для иона кислорода, связывающего редкоземельные ионы в содалитовой ячейке. В результате этого больший заряд иона кремния и меньшее расстояние между ионами кремния и алюминия, вероятно, компенсируются другими приведенными здесь факторами и в конечном итоге ион кислорода остается в содалитовой ячейке. [c.121]

Кремний. Кремний с железом дает твердый раствор. При наличии кремния в количестве 0,1—0,3% в углеродистой стали и 1—2% в чугунах он не оказывает влияния на скорость коррозии. В чугунах кремний способствует распаду цементита с выделением графита. При содержании кремния свыше 1% в стали и 3% в чугуне химическая стойкость стали и чугуна не только не улучшается, но несколько ухудшается. [c.199]

НИИ. в определенных условиях атомы примесей могут ионизироваться, существенно изменяя свойства кристалла. В качестве примера рассмотрим состояние примесных атомов алюминия и фосфора в кристаллах кремния. Кремний принадлежит к классу полупроводников и имеет ковалентную кристаллическую решетку типа алмаза (рис. 33), в которой каждый атом связан с четырьмя соседними атомами вр -гибридными электронными облаками. [c.89]

Для катализаторов конверсии бензина с пониженной склонностью к науглероживанию характерно относительно малое содержание окиси кремния. Уменьшение содержания окиси кремния в катализаторе с 5 до 2% (при сохранении неизменным соотношения других компонентов) приводит к тому, что углистых отложений при этом практически не образуется (см. табл. 30, № 16 и 17). Поэтому содержание окиси кремния в катализаторах рассматриваемого типа не должно превышать 2 или, в крайнем случае, 5% (см. табл. 30, № 18 и 19). [c.48]

Получение кремния. Опыт вести под тягой ) В сухой тигель поместить 2 г смеси, состоящей из металлического магния и кварцевого песка (4 5 по весу), и нагреть тигель (осторожно ) в пламени горелки до загорания смеси. Если кварцевый песок очень мелкий, реакция протекает иногда даже со взрывом. После охлаждения смесь перенести в стакан с раствором соляной кислоты окись и силицид магния растворяются, в стакане остается темнобурый осадок аморфного кремния (при разложении силицида магния кислотой образуются силаны, которые при соприкосновении с воздухом воспламеняются ). [c.231]

Определение кремния. Кремний определяют одновременно с углеродом и водородом в быстром токе кислорода в пустой кварцевой трубке для разложения. Аппаратура та же, что и для определения углерода и водорода. [c.50]

НОЙ упа ковке. По такому структурному типу кристаллизуются также карбид кремния, кремний, германий и серое олово. Прочность связей в структурах может сильно различаться. В алмазе неполярные ковалентные связи очень прочны. В других веществах заметными становятся металлические свойства, проявляющиеся в увеличении электропроводности, В структурном типе цинковой обманки кристаллизуются многие полупроводниковые соединения. [c.357]

Углерод и кремний — элементы IVA группы периодической системы Д. И. Менделеева. На внешнем энергетическом уровне атомов этих элементов находится четыре электрона из которых только 2/)-электрона непарные. При поглощении незначительного количества энергии атомы этих элементов переходят в возбужденное состояние, причем один из s-электронов перемещается на подуровень р и электронная конфигурация наружного энергетического уровня становится sp . В этом состоянии все электроны внешнего уровня непарные. Поэтому углерод и кремний образуют соединения, в которых им свойственны степени окисления как +4, так и —4. Размеры атомов углерода и кремния соответственно меньше, чем атомов бора и алюминия. В результате этого энергия ионизации атомов этих элементов высока. Сродство к электрону у них — величина небольшая. Поэтому у этих элементов слабо выражены как способность к потере, так и к присоединению электронов. Многочисленные соединения углерода и кремния образованы при помощи ковалентных связей. Таким образом, углерод и кремний являются неметаллами. [c.203]

Сильно влияют на свойства твердых тел точечные примесные дефекты. При образовании последних частицы примесей (молекулы, атомы или ионы) располагаются или в узлах пространственной решетки кристалла, вытесняя из них частицы основного вещества, или занимают места в междоузлиях. Примесные дефекты в кристаллах могут существовать или в нейтральном, или в заряженном состоянии. В определенных условиях атомы примесей могут ионизироваться, существенно изменяя свойства кристалла. Б качестве примера рассмотрим состояние примесных атомов алюминия и фосфора в кристаллах кремния. Кремний [c.79]

Некоторые из этих соединений являются значительно более устойчивыми, чем чистые гидриды. В особенности это относится к соединениям кремния — кремнийорганическим, многие из которых нашли широкое применение в качестве лаков, подмазок и т. д. Все же следует иметь в виду, что устойчивость даже таких используемых в промышленности соединений ниже устойчивости двуокисей кремния и германия и они при воздействии воды и [c.99]

Строение атомов элементов главной подгруппы IV группы полностью соответствует друг другу. Но, как в третьей группе периодической системы, элементы, стоящие в побочной подгруппе (скандий, иттрий, лантан и актиний), несмотря на то что строение их атомов отличается от ртроепия атома алюминия, в некоторых отношениях больше похожи на алюминий, чем его более тяжелые аналоги, стоящие в главной подгруппе, строение атомов которых соответствует строению атома алюминия так и элементы четвертой группы, стоящие в побочной подгруппе (титан, цирконий, гафний и торий), в некоторых отношениях более похожи на кремний, чем его аналоги из четвертой главной подгруппы. Однако только последние, подобно углероду и кремнию, проявляют четырехвалентность по отношению как к электроположительным, так и к электроотрицательным веществам и образуют с водородом легколетучие соединения. Эта способность особенно характерна д.ля важнейшего представителя главной подгруппы IV группы — углерода. У кремния она проявляется не в такой мере вследствие его склонности к образованию кислородных соединений, в первую очередь определяющей поведение кремния. Тот факт, что в определенных классах соединений проявляется особенно большое сходство между кремнием и элементами побочной подгруппы, соответствует правилу, которое постоянно отмечалось в предыдущих группах второй элемент главной подгруппы является переходным к элементам побочной подгруппы. [c.401]

Галиды кремния. Кремний образует с галогенами обширную группу прочных соединений, значительно более устойчивых, чем силаны. Лучше [c.485]

Значение редокс-потенциала для кремния несколько выпадает из общего ряда, что, как и его малая химическая активность, объясняется большой прочностью решетки и большой энергией активации тех реакций, в которые вступает этот элемент. При высоких температурах активность кремния довольно велика. Отсюда следует, что по приведенным выше данным о потенциалах еще нельзя делать уверенных выводов о химической активности элементов. [c.89]

Химическая активность кремния. Кремний способен разлагать воду в присутствии следов щелочи, давая b> результате кремнезем и водород. Он легко растворяется в раде расплавленных металлов. Аморфный кремний с трудом окисляется на воздухе но легко загорается при температуре 700—800° в струе кислорода. Он обладает способностью соединяться с газообразными галогенами, образуя с ними тетрагалогениды. Наиболее энергичен в этом отнощении газообразный фтор, который соединяется с аморфным кремнием при комнатной температуре. С хлором эта реакция идет при температуре 450° С, с бромом — при 500° С, а с нодом при еще более высокой температуре. С серой кремний соединяется при 500—600° С, образуя сернистый кремний (SIS2), а с азотом при температуре 1000—1300° образует азотистый кремний (SI3N4). При накаливании аморфного кремния с бором, титаном, углеродом и цирконием происходит образование химических соединений с этими элементами. [c.293]

Атом галоида весьма непрочно связан как в четыреххлористом кремнии, так и в хлорсиланах, поэтому подобные соединения легко гидролизуются. Однако при гидролизе происходит не замещение хлора ОН-группами, а полная дегидратация. В то время как галоид весьма непрочно связан с атомом кремния, связь кремния с атомами углерода или кислорода чрезвычайно прочна этим.объясняются исключительные свойства соединений группы силиконов. При гидролизе триалкилхлор-силана высокополимерные вещества не образуются, так как подобные соединения еще неспособны к образованию пространственных цепей [c.208]

Кремний в природе. Получение и свойства кремния. Кремний — один из самых распространенных в земной коре элементов. Он составляет 27% (масс.) доступной нашему исследованию части земной коры, занимая по распространенности второе место после кислорода. В природе кремний встречается только в соединениях в виде диоксида двуокиси) кремния SiOa, называемого также кремниевым ангидридом или кремнеземом, и в виде солей кремниевых кисло г (силикатов). Наиболее широко распространены в природе алюмосиликаты, т. е. силикаты, в состав которых входит алюминий. К ним относятся полевые шпаты, слюды, каолин и др. [c.507]

В периодической системе нет резкой границы между элементами с металлической структурой и элементами с ковалентной каркасной структурой (рис. 14-8). Это видно из того, что кристаллы некоторых элементов обладают свойствами, промежуточными между проводниками и изоляторами. Кремний, германий и а-модификация олова (серое олово) обладают кристаллической структурой алмаза. Однако межзонная щель между заполненной и свободной зонами в этих кристаллах намного меньше, чем для углерода. Так, ширина щели для кремния составляет всего 105 кДж моль (Как мы уже знаем, для углерода она равна 502 кДж моль .) Для германия ширина межзонной щели еще меньше, 59кДж моль а для серого олова она лишь 7,5 кДж моль Ч Металлоиды кремний и германий называются полупроводниками. [c.631]

ВИЯ. Однако в кремнии более высокий заряд ядра понижает энергию пустых З -орбиталей, и они оказываются ближе по энергии к 2р-орби-талям кислорода. Вследствие этого кислород может частично обобществлять свои неподеленные электронные пары с кремнием (рис. 21-8) в результате дативного взаимодействия, подобного Ь -> М-я- и М -> Ь-я-взаи.модействию в координационных комплексах, которое обсуждалось в разд. 20-3. Поскольку .у-орбиталь 51 простирается гораздо дальше в сторону атома О по сравнению с р-орбиталью при я-связи, атомы 51 и О не должны сближаться так сильно, как это требуется условиями образования двойной ря—ря-связи. Результатом этого обобществления неподеленных пар кислорода является то, что хотя энергия связи 51—81 на 171 кДж-мольменьше энергии связи С—С, связь 81—О прочнее, чем связь С—О, на 18 кДж-моль. [c.281]

Двухфазная структура аустенитно-ферритного шва (в зависимости от концентрации в ней кремния) может быть стойкой или не стойкой к образованию трещин. Если для увеличения содержания кремния в шве ислользуют сталь или проволоку с более высокой концентрацией данного элемента либо применяют электродные покрытия, дополнительно легированные кремнием или ферросилицием, то положительный эффект обеспечен. Если же повышение количества кремния в шве достигается вследствие перехода кремния из флюса или электродного покрытия, которые содержат 5102, то в шве могут возникнуть трещины. Это объясняется тем, что кремний обычно восстанавливается в результате окисления хрома из сварочной ванны. Уменьшение содержания хрома в шве нежелательно, поскольку оно сказывается на стойкости швов к появлению трещин. Кроме того, кремневосстановительный процесс сопровождается возрастанием концентрации оксидов кремния (5102 и 510) в шве, что также ослабляет структуру стали. [c.160]

Свойства элементарного кремния. Кремний в свободном состоянии встречается в кристаллическом и аморфном видоизмеиеипях. Кремиий из сго соединени получают обычно в аморфном виде, а кристаллический кремний образуется ири охлаждении раствора аморфного кремния в расплаБленном металле. В свою очередь, кристаллический кремний, будучи очень хрупким, легко измельчается в аморсЬиый порошок. Таким образо.м, аморфный кремний [c.356]

Простые соединения кремния. Кремний относится к промежуточным элементам, и его простые соединения резко подразделяются на две группы 1) соединения с окислительными и другими неметаллическими элементами, атомы которых связаны ковалентными связями с атомом кремния в степени окисления -ь4 2) соединения с металлическими элементами — силиды, в которых действуют связи металлического характера. [c.357]

Связь кремний—кремний имеет малую прочность, поэтому полисиланы легко разрушаются при нагревании, под влиянием кислорода воздуха или в присутствии влаги. С увеличением молекулярного веса полисилана скорость процесса деструкции его молекул возрастает. Поэтому полисиланы не имеют практического значения. Если заменить в исходных дигалоидзамещенных мономерах атомы водорода на алкильные или арильные радикалы, связь между атомами кремния основной цепи полисилана становится более прочной, а полимер более устойчивым. Алкил- [c.474]

Начало исследованию кремнийоргАнических соединений было положено Д. И Менделеевым. В 1845 г французский химик Ж Эбельман получил первое органическое соединение кремнии — теграэтоксисилан 81(ОС2Н5)4, а в 1863 г. Фридель и Крафте синтезировали тетраэтилсилан 81(С2Н5)4. Первые результаты в области синтеза этих веществ были настолько обнадеживающими, что появилась идея на базе кремния создать новую органическую химию. Однако вскоре наступило разочарование кремний в отличие от углерода не образует длинных устойчивых полимерных цепей кремнийорганические соединения не обладают таким многообразием и многочисленностью, как соединения углерода. Поэтому интерес к химии кремния стал постепенно угасать. [c.179]

Реакционная способность кремния. 50 мг тонкого порошка кремния растворяют в 10 мл 40%-ной HF. Реакцию проводят в платиновом тигле. Затем раствор разбавляют до объема 50 мл и осаждают НгЗгРе в виде ее труднорастворимой соли BaSiPe. Такое же количество кремния растворяют в 10 мл 2 М раствора NaOH и нагревают. Выделяющийся водород собирают и сжигают на воздухе (осторожно ). [c.564]

К смеси безводной уксусной кислоты с уксусным ангидридом добавляют тетрахлорид кремния в количестве несколько меньшем, чем необходимо по теоретическому расчету, и нагревают на водяной бане с обратным холодильником, снабженным хлоркальциевой трубкой. По окончании выделения хлороводорода смеси дают охладиться. Через несколько дней тетраацетат кремния выделяется из раствора в виде белых кристаллов. После охлаждения до 0°С жидкость, находящуюся над кристаллами, сливают и кристаллы промывают чистым спиртом. [c.553]

Ввиду наличия примесей (главным образом Fe, Al и Mg) технический продукт нередко окрашен в темный или синий цвет. В чистом виде карбид кремния представляет собой бесцветные кристаллы. Подобно алмазу и графиту, он образует две кристаллографические моди-([/икацни — кубическую и гексагональную. Разница заключается только в том, что в Si половина атомов углерода замещена на атомы кремния. Поскольку кристаллохимическое строение Si обеспечивается прочными ковалентными связями, карборунд обладает высокой твердостью, износостойкостью (кубическая модификация) и тугоплавкостью. Химически и термически Si очень устойчив. Термическое разложение на элементы заметно лишь при температуре выиге 2300 °С. На карбид кремния не действуют индивидуальные минеральные кислоты, но он растворяется в смеси HF+HNO3. Сплавление с щелочами в присутствии окислителей [c.193]

Свойства. Обычно формой, кремния является алмазоподобная модификация - темно-серое, почти черное твердое вещество с металлическим блеском. Это типичный полупроводник. Тик называемый аморфный кремний представляет собой кристаллическую форму в высоко исперсном состоянии. Кремний тугоплавок, т. пл. MI5 °С, т. кип. <3250 С, обладает большой твердостью. Химически стоек, при комнатной температуре взаимодействует только с Fi, I2 и растворенной щелочью. При высоких давлениях получена метал-лоподобная модификация кремния. [c.376]

Оксидные пленки, имеющиеся на noвqpxнo ти металлов, в большинстве случаев хлорированию не подвергаются. Следовательно, они могут загрязнять получаемый хлорид, если оп не возгоняется из реакционного пространства. К тому же они замедляют процесс хлорирования. При наличии в хлоре кислорода и паров воды эти примеси могут вступать в реакцию с xлqpиpyeмым веществом и давать оксиды. В этих случаях хлорирование веществ, обладающих большим сродством к кислороду (кремний, бор, хром) и дающих плотные оксидные пленки, сильно замедляется. В то же время хлорирование протекает прн комнатной температуре, если хлор идеально чист и вещества не содержат оксидных пленок. Например, при размалывании кремния и бора В атмосфере чистого хлора хлориды легко образуются и без нагревания. [c.29]

Рентгенографические данные для жидких, аморфных и стеклообразных веществ и сводятся к получению кривых радиального распределения. Так, при исследовании жидких металлов было показано, что максимумы на кривой радиального распределения 4 (г) примерно соответствуют межатомным расстояниям, наблюдающимся в твердых металлах, но с увеличением Г максимумы становятся все менее отчетливыми, что свидетельствует о сохранении ближнего и и отсутствии дальнего порядка. На кривой радиального распределения для аморфного кремнезема присутствуют максимумы, указывающие на сохранение тетраэдрической координации кремния (первый максимум), следуюидие максимумы отвечают расстояниям кремний-кремний и кислород-кис-лород (тетраэдры 31 0 ,, связанные вершинами). Тот же наиболее отчетливый максимум (с1 о =1,62 А) наблюдается и на кривых радиального распределения натрий-силикат-ных стекол. В отличие от кремнезема, где все этомы кисло- [c.251]

Травление кремния происходит, конечно, и в смесях щелочи с окислителями, например перекисью, однако никаких преимуществ по сравнению с чистой щелочью эти составы не имеют и применяются поэтому редко. В некоторых специальных случаях для травления кремния и германия употребляются смеси перекиси водорода и плавиковой кислоты (Н2О2 + HF). Этот травитель, как и большинство других, является селективным. [c.112]

Кристаллический кремний является веществом химически довольно инертным, тогда как аморфный значительно более реакционноспособен. С фтором он реагирует уже при обычных условиях, с кислородом, хлором, бромом и серой — около 500 °С. При очень высоких температурах кремний способен соединяться с, азотом и углеродом. Он растворим во многлх расплавленных металлах, причем с некоторыми из них (2п, А1, 5п, РЬ, Аи, Ле и т. д.) химически не взаимодействует, а с другими (Мд, Са, Си, Ре, р1. В и т. д.) образует соединения (например, МдаЗ ), называемые силицид ами. [c.583]

В большинстве соединений кремний образует только простые связи. Кратные связи, столь типичные для углерода, в химии кремния являются редкостью. Тем не менее имеются данные, позволяющие утверждать, что атом кремния способен иногда использовать свободные -орбитали для образования dn—ря-связей. Такая связь, по-видимому, существует в трисилиламине Н(51Нз)з. в котором 2рг-орбиталь атома азота перекрывается с пустой -орбиталью атома кремния. Это дополнительное связывание способствует образованию плоской формы молекулы, тогда как молекула аналогичного соединения углерода Ы(СНз)з имеет форму пирамиды. В твердом кремнии энергии связи между атомами довольно прочны велики и значения энергии активации реакций с участием свободного кремния. [c.168]

По электроотрицательности кремний приблизительно равен олову и занимает последнее место в ряду >Ge>Si ( Sn). Значения электроотрицательностей (ЭО) по Полингу у кремния и германия одинаковы и равны 1,8, в то время как у углерода ЭО = 2,5. Соответствующие значения по Оллреду и Рохову составляют С — 2,5 Ge — 2,02 Si—1,74 Sn—1,72. Если, следуя Полингу, найти разность ЭО кислорода и кремния, то окажется, что эта разность (3,6—1,8= 1,8) отвечает связи, имеющей приблизительно 50% ионности. Это, конечно, весьма грубая оценка тем не менее в неорганической химии принято приписывать атому кремния в группах SIO4 заряд +4, а кислородным атомам — заряд —2. При точных расчетах распределения электронной плотности в силикатах (Фам-Куанг-Зы, 1978) заряды на атомах кислорода получаются значительно меньшими. [c.170]

Металлоподобные силициды образуются переходными металлами. В этих соединениях атомы кремния связаны ковалентной связью, а атомы (ионы) металла и кремния — ионной, т. е. собственно обычной металлической. Доля этого типа связи тем больше, чем менее заполнены -орбитали металла. Здесь опять, как в случае с щелочноземельными металлами, относительный избыток металла ведет к изоляции атомов кремния (например, Мез51), а повышение доли атомов кремния приводит сначала к появлению отдельных пар 51—51, затем цепей, плоскостей и пространственных трехмерных каркасов, построенных из атомов неметалла. [c.292]

При добавлении к оксиду кремния другого оксида А 0 возможны два способа размещения его атомов. Если вводимый компонент близок по химическим свойствам к основному (А = = Ое, В, Р в случае силикатных стекол), то атомы А замещают атомы кремния в сетке (такие атомы называют сеткообразооа-телями). При введении же в стекло оксидов щелочных и щелочноземельных металлов катионы металла размещаются в межатомных пустотах. Эти катионы называют модификаторами. Атомы кислорода занимают место в сетке, причем часть ато- [c.195]

Карборунд используется для изготовления огнеупорных плит, муфелей, футеровки пода коксовых печей, защитгсых обмазок и нагревательных стержней. Для последней цели чаще применяют хорошо проводящую электричество композицию на основе SI , называемую силитом. Он получается при высокотемпературном обжиге смеси карбида кремния, кремния и глицерина. Карбид бора успешно применяют в производстве различных твердых сплавов, в атомной технике для улавливания нейтронов. [c.197]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология