Кремний соединения с ковалентной связь

Сходство между элементами одной группы становится еще менее очевидным в группе 1УА. Углерод представляет собой неметалл, который почти всегда образует четыре ковалентные связи с другими элементами. Его атомы полимеризуются в цепи, давая так называемые органические соединения, и могут образовывать друг с другом не только простые, но и кратные ковалентные связи. Кремний-неметалл, обладающий некоторыми металлическими свойствами, включая серебристый блеск. Он образует ограниченное число гидридов, называемых силанами, которые являются аналогами углеводородов и имеют общую формулу 51 Н2 + 2- Но такие цепи ограничены предельным значением х = 6, и даже силаны с низкой молекулярной массой реагируют с галогенами и кислородом со взрывом. Кремний образует еще один класс полимеров-силоксаны, в которых атомы 81 связаны через мостиковые атомы кислорода [c.454]

Ковалентная связь образуется в кристаллах некоторых простых веществ (алмаз, кремний) или в кристаллах соединений двух элементов, если они близки между собой по электроотрицательности (некоторые карбиды, нитриды и др.). В качестве идеального примера кристалла с ковалентной связью [c.8]

В узлах атомных кристаллических решеток находятся нейтральные атомы, соединенные друг с другом ковалентными связями. Веществ, обладающих атомной решеткой, сравнительно немного. К ним относятся алмаз, кремний, некоторые соединения элементов с углеродом и кремнием — карбиды и силициды. [c.144]

Таким образом кремний образует с атомами лругих элементов четыре ковалентные связи. Координационное число кремния в соединениях обычно равно 4 ( // -гибридизация), но, а отличие от углерода, может быть и 6 (ipV -гибридизация). [c.376]

СОЕДИНЕНИЯ КРЕМНИЯ С КОВАЛЕНТНОЙ СВЯЗЬЮ [c.37]

Как и углерод, в соединениях кремний образует ковалентные связи Подобно атомам углерода, атомы кремния могут соединяться друг с другом образуя цепи огромных размеров. В отличие от аналогичных соединений угле рода соединения кремния, содержаш,ие связи Si — Si, Si — Н и Si — X очень реакционноспособны, что проявляется, например, в очень легком гид ролизе. Кроме того, эти соединения гораздо легче поддаются термическому раз ложению, чем аналогичные соединения углерода. Инертность химических свя зей, столь характерная для соединений углерода, намного слабее выражена у гидридов и галогенидов кремния. Поэтому структурная аналогия между соединениями углерода и соединениями кремния сводится к простейшим веш,ествам. Единственной исключительно прочной связью кремния является связь Si — О. Она определяет особый характер химии кремния, так как является единственной связью, встречающейся в природных соединениях кремния. [c.509]

Глава 3. Соединения кремния с ковалентной связью. . ., ..............37 [c.3]

Полимерными соединениями, или полимерами, называют вещества, молекулы которых состоят из многочисленных элементарных звеньев одинаковой структуры. Элементарные структурные звенья соединены между собой ковалентными связями в длинные цепи линейного или разветвленного строения или же образуют эластичные или жесткие пространственные решетки. Своеобразно построенные, гигантские по размерам молекулы полимерных соединений обычно называют макромолекулами. Основная цепь макромолекул органических полимеров состоит из атомов углерода, иногда с чередованием атомов кислорода, серы, азота, фосфора. В макромолекуляр-ную цепь могут быть введены атомы кремния, титана, алюминия и других элементов, не содержащихся в природных органических соединениях. [c.9]

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]

Как и гидриды, силициды делят на ионно-ковалентные, ковалентные и металлоподобные. Силициды первой из этих групп образуются щелочными, щелочноземельными металлами и металлами групп цинка и меди. Связь между атомами кремния в этих соединениях имеет ковалентный характер, а связь между атомами (ионами) металла и атомами кремния ионно-ковалентная. [c.292]

Полупроводниковые свойства кремния, германия и некоторыя других простых веществ и соединений элементов IV группы периодической системы определяются прежде всего особенностями их электронной структуры и характером связи атомов в кристаллической решетке. Они имеют тетраэдрическую кристаллическую решетку каждый атом связан с четырьмя другими атомами ковалентной связью. При образовании этой связи происходит как бы перекрывание электронных орбит атомов и зр -гибридизация связей. Все связи становятся равноценными в любом тетраэдрическом направлении. Вследствие этого электроны сравнительно прочно связаны с атомами свободных электронов, способных проводить ток, насчитывается примерно [c.94]

Атомный радиус кремния (при координационном числе 4 и ковалентной связи) равен 1,175 А. Благодаря сравнительно большой величине радиуса атома кремний обладает большей металличностью, чем углерод. В соединениях кремний преимущественно четырехвалентен. [c.96]

При обычных условиях элементарные вещества этой группы весьма инертны, но при нагревании реагируют с водородом, кислородом, галогенами, серой и другими элементами. Углерод, кремний, германий образуют соединения преимущественно с ковалентной связью. Ковалентность связей в соединениях олова и особенно свинца выражена слабее. Оксиды углерода (IV) и кремния (IV) — кислотные, германия, олова, свинца —амфотерные. [c.231]

Первые данные о строении силикатов были получены с помощью химических методов. На основании исследований учеными из школ И. И. Лемберга и В. И. Вернадского удалось сделать важные выводы о строении силикатов и выявить связь между строением и реакционной способностью отдельных групп силикатов. В алюмосиликатах удалось установить наличие стойких комплексов, переходящих при химических превращениях без изменения от одного соединения к другому. Однако в изучении силикатов наибольшие успехи были достигнуты в результате применения рентгеноструктурного и электронографического анализов, а также электронной микроскопии. К настоящему времени можно считать установленным, что основным элементом пространственной группировки кристаллических силикатов является группа 8104 в форме тетраэдра, в которой каждый атом кремния связан с четырьмя атомами кислорода. Связи 51 — О, играющие главную роль в силикатах, можно считать ковалентными. Однако полярность таких связей значительна. Как в 5102, так и в силикатах атомы кислорода располагаются вокруг атома кремния в вершинах тетраэдра, используя свою вторую валентность большей частью или на связь с другим атомом кремния или на связь с атомом металла. В последнем случае атомы кислорода переходят в состояние однозарядных отрицательных ионов. [c.59]

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]

Физические и химические свойства двуокиси кремния указывают на значительную прочность ее кристаллической решетки, чем она существенно отличается от двуокиси углерода. Это резкое различие обусловлено полимерностью двуокиси кремния. В узлах ее кристаллической решетки находятся не молекулы, а с определенным чередованием атомы кремния и кислорода, соединенные между собой прочными ковалентными связями. [c.197]

Фторид кремния (IV) 51— бесцветный газ с резким запахом. Критическая температура его —1,5° С, критическое давление 50 атм,-, т. пл. — 77° С, температура возгонки — 94,8° С. 51Р — термически устойчивое соединение (теплота образования +1506 кдж), типичный неэлектролит — неполярное соединение с ковалентными связями. [c.486]

В решетке ионных кристаллов — чисто ионная связь, т. е. связь, для которой полный перенос электронов от катиона к аниону скорее исключение, чем правило. Лишь для кристаллов типа хлорида натрия можно говорить о полном переносе заряда. Интеграл перекрывания одноэлектронных орбиталей ионов натрия и хлора оценивается значением —0,06. Можно сказать, что это чисто ионная связь. По отношению к этому же соединению сопоставление энергии электростатического взаимодействия с энергией ковалентного взаимодействия (непосредственно связанной с тем,-что называют поляризацией электронной оболочки) показывает, что вклад электростатического взаимодействия значительно больше и составляет (по Коулсону) для хлорида натрия 8,92 эВ, в то время как соответствующее значение для ковалентного взаимодействия 0,13 энергия отталкивания в этом случае равна —1,03 эВ (энергия, называемая нулевой , т. е. нулевая колебательная энергия, равна всего —0,08 эВ и ее часто вообще не принимают в расчет). К ионным кристаллам относятся кроме соединений типичных галогенов со щелочными металлами также и некоторые оксиды, в частности оксиды кальция и магния, в которых по экспериментальным данным имеются отрицательные двухзарядные ионы кислорода. В большинстве случаев ковалентный вклад больше. Кристаллы алмаза, кремния, германия, карборунда, серого олова содержат прочные ковалентные связи, так что любую часть этих веществ вполне и без всяких оговорок можно рассматривать кан молекулу макроскопических размеров. [c.281]

Чтобы лучше понять свойства кремнийорганических соединений, следует прежде всего познакомиться с простейшими соединениями кремния с ковалентной связью, такими, как гидриды и галогениды, хотя по классической тeмaтккe они считаются неорганическими соединениями. Впрочем, согласно современным воззрениям, неправильно проводить резкую грань между органической и неорганической химией. Аналогично тому, как органическая химия охватывает все соединения углерода, кроме карбонатов и карбидов, можно считать, что химия кремнийорганических соединений охватывает все соединения кремния с ковалентной связью, кроме силикатов и силицидов [А10, АП], которые (согласно Воронкову) безусловно относятся к неорганическим соединениям кремния. [c.37]

Силициды и германиды относят также к нестехиомет-рическим соединениям (см. гл. 29). При большом содержании металла в силицидах связи М—81 имеют металлический характер, а в силицидах с преобладанием кремния появляются ковалентные связи 81—81. Некоторые металлы (А1, Ag) с кремнием не взаимодействуют, а растворяют его в своем расплаве. При охлаждении жидкого раствора 81 выделяется в виде кристаллов. Другие металлы образуют с 81 и Се твердые растворы (сплавы). Например, сплав железа с кремнием (ферросилиций) может содержать от 9 до 95% 81. [c.242]

Физические и химические свойства диоксида кремния указывают на значительную прочность его кристаллической рен1етки в отличие от диоксида углерода. Это отличие обусловлено нолимер-ностью диоксида кремния (510.2) . В узлах решетки находятся ие молекулы (как у СО2), а атомы кремния и кислорода с определенным чередованием, соединенные между собой прочными ковалентными связями. [c.296]

Ковалентная связь часто встречается и в кристаллах соединений. Так, карборунд Si состоит из атомов углерода и кремния, 6бразуюш.их тетраэдрическую решетку и связанных между собой ковалентной или, точнее, слабо полярной связью (вследствие несколько большей электроотрицательности углерода по сравнению с кремнием). [c.132]

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]

Физические и химические свойства 8 0г указывают на значительную прочность его кристаллической решетки, чем он существенно отличается от СО . Это резкое различие обусловлено полимерностью оксида кремния (IV). В узлах его кристаллической ре-1нетки находятся не молекулы, а чередуются атомы кремния и кислорода, соединенные ме жду собой прочными ковалентными связями. [c.358]

Полупроводниковыми свойствамп мо1 ут обладать все кристаллы с нометаллическимп связями, хотя они наиболее отчетливо проявляются у вен есгв с ковалентными связями малой энергии. Из простых веществ полупроводниковые свойства в обычных условиях проявляют кремний, германий, селен, теллур, бор. Из сложных веи1еств особый интерес представляют соединения, имеющие алмазоподобную кристаллическую решетку, [c.109]

Кремний во многих элементооргаиических соединениях обычно имеет ковалентность близкую к четырем и так же, как и углерод, — тетраэдрическую направленность ковалентных связей. Связь его с углеродом малополярна. Связи кремния Si-Si и Si-Н легко разрушаются в полярных средах, а соответствуюшие соединения энергично реагируют с кислородом. Устойчивых кремнийорганических соединений, по своей структуре и составу аналогичных органическим соединениям с двойной или тройной связью между атомами кремния, не существует. Это связано с общим свойством для элементов третьего периода неспособностью к образованию прочных -связей. Поэтому отсутствуют устойчивые кремниевые аналоги органических соединений ароматических углеводородов, альдегидов, кетонов, карбоновых кислот, сложных эфиров. [c.593]

К твердым атомных веществам относится огромное количество органических и неорганических полимеров, такие простые твердые вещества, как алмаз, кремний и другие неметаллы и металлы, а также твердые ионные соединения. Объединяющим показателем для них является то, гго эти вещества построены посредством межатомных связей. В отличие от молекулярных твердых соединений, которые всегда имеют кристаллическую структуру, атомные твердые вещества могут обладать как кристаллической, так и аморфной структурой. Металлы и ионные соединения характеризуются кристагшической структурой и в обычных условиях не образуют аморфных тел. Для полимерных материалов характерно пребывание в аморфном состоянии. Главным структурообразующим фактором для полимеров служат ковалентные связи, образующие одно-, двух- или трехмерные остовы -макромолекулярные части структуры полимерного материала. При помощи дополнительного структурообразующего фактора - ван-дер-ваальсовых и [c.108]

Веществ, обладающих атомными решетками, сравнительно мапо. К ним принадлежат алмаз, кремний и некоторые неорганические соединения. Эти вещества характеризуются высокой твердостью (алмаз — самое твердое естественное вещество), они тугоплавки и нерастворимы практически ни в каких растворителях. Такие их свойства обусловлены прочностью ковалентной связи. Если атомы в кристаллической решетке связаны только <т-связями, то вещество не проводит электрического тока и является изолятором (кварц). Если в атомной кристаллической решетке присутствуют делокализованные тг-связи, то вещество может иметь хорошую электропроводность (графит). Попытка сдвига одних участков кристаллической решетки относительно других приводит при достаточном усилии к ее разрушению, что связано с разрывом кова.пентных связей, обладающих направленностью. Количество ближайших частиц в кристаллической решетке, окружающих выбранную, назывгьется координационным числом. Координацрюн-ное число в атомных решетках определяется числом <т-связей центрального с окружающими его атомами и, в силу насыщаемости ковалентной связи, не достигает больших значений. Часто оно равно четырем. [c.160]

Веществ с молекулярной решеткой очень много. К ним принадлежат неметал-jn.i, за исключением углерода и кремния, все органические соединения с неионной связью и многие неорганические вещества. Силы межмолекулярного взаимодействия значительно слабее сил ковалентной связи, поэтому молекулярные кристаллы имеют небольшую твердость, легкоплавки и летучи. В соответствии с природой межмолекулярных взаимодействий эти вещества обычно прозрачны и являются изоляторами. [c.161]

Ковалентные бинарные соединения встречаются почти среди всех классов бинарных соединений галогенидов, оксидов, халькогенидов, нниктогенидов н карбидов. Только среди силицидов нет ковалентных соединений. Эхо связано с тем. что кремний находится на границе между металлами и неметаллами и. таким образом, все силициды образованы с участием металлов. [c.341]

Особенности строения электронных оболочек атомов элементов IV группы обусловливают способность их проявлять переменную валентность (степень окисления). Но если углерод и кремний образуют главным образом соединения, где они четырехвалентны, то для германия, олова и свинца в равной мере возможны и двух- и четырехвалентное состояния, причем устойчивость двухвалентного состояния повышается от германия к свинцу. Это объясняется тем, что у меньших по объему атомов углерода и кремния (и в какой-то мере германия) легко осуществляется 5р -гибридизация, вследствие чего образуется четыре равноценные ковалентные связи. С ростом радиуса атомов склонность орбиталей к гибридизации уменьшается, а удаление неспареиных электронов с р-орбиталей олова и свинца осуществляется легче, чем спаренных электронов с 5-орбиталей. [c.184]

В узлах атомных (ковалентных) кристаллических решеток находятся атомы, соедицениые друг с другом ковалентными связями. Веществ, имеющих атомную решетку, сравнительно немного. К ним относятся алмаз, кремний, некоторые соединения элементов с углеродом и кремнием - карбиды и силициды. В структуре атомного кристалла невозможно выделить отдельные молекулы, весь кристалл можно рассматривать как одну гигантскую молекулу. Поскольку ковалентные связи весьма прочны, все вещества, имеющие атомные решетки, являются твердыми, тугоплавкими, малолетучими. [c.155]

За ковалентный радиус принимают половину расстояния между ядрами двух одинаковых атомов, образующих простую ковалентную связь. Отсюда можно сделать вывод, что расстояние между з вумя атомами А—В будет равно средней арифметической расстоя ний А—А и В—В. В качестве примера А—А возьмем расстояние ежду атомами углерода, а В—В — расстояние между атомами кремния. Допустим, что ковалентный радиус углерода равен половине расстояния, найденного на опыте, в простой связи С—С он равен 0,77 А. Таким же способом для ковалентного радиуса кремния найдено значение 1,17 А. Отсюда расстояние между ядрами атомов углерода и кремния при их соединении должно быть 1,94 А, что хорошо совпадает с найденным на опыте расстоянием С—81 в карборунде (карбид кремния), равным 1,93 А. В этом случае совпадение вполне удовлетворительное, но не всегда бывает гак. Очень часто наблюдаются значительные отклонения от ожидаемых результатов, и этой проблеме посвящено большое число работ. Отклонения от идеальных величин обычно приписывают кратным связям, их ионному характеру и различным гибридным орбиталям, определяющим геометрическую форму ковалентных олекул. [c.110]

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]

Важно отметить, что, несмотря на существенное упрочение в случае серы и фосфора одинарных ковалентных связей элемент—элемент, в целом в каждой из групп периодической системы действует тенденция к понижению прочности ковалентных гомоатомных и гетероатомных связей. Доказательством может быть понижение величины т. пл. простых веществ с алмазоподобной структурой при переходе от углерода ( 3350°С) к кремнию (1414°С) и, напротив, повышение т. пл. в рядах молекулярных соединений неметаллов сера (+119°С), селен (-Ь220°С), теллур (+450°С), а также в группе галогенов и благородных газов. Для молекулярных гомоатомных соединений прочность межмолекулярных связей, вызывающих увеличение температуры плавления, растет по мере уменьшения прочности связи элемент—элемент внутри молекулы [3]. Например, в ряду галогенов наименее прочной является молекула Ь, что согласуется с наличием относительно прочной кристаллической молекулярной структуры иода (в отличие от других галогенов) при обычных условиях. [c.249]

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]

Углерод и кремний не образуюг отрицательно заряженных ионов, вследствие малого сродства их атомов к электрону. Положительные ионы не образуются из-за большой энергии ионизации атомов. Характерной особенностью углерода и кремния, вследствие одинаково выраженной тенденции к потере и приобретению электронов, является их способность взаимодействовать со многими элементами, образуя неполярные соединения с ковалентными связями. В соединениях углероду и кремнию свойственны степени окисления +4 и -4, углерод проявляет и степень окисления +2. При химических реакциях они проявляют слабые восстановительные (в реакциях с окислителями) и окислительные (в реакциях с восстановителями) свойства [c.62]

При образовании гомоатомных соединений (простых веществ) все эффекты, связанные с разностью электроотрицательностей взаимодействующих атомов, исключаются. Поэтому в простых веществах не реализуются полярные, а тем более преимущественно ионные связи. Следовательно, в простых веществах осуществляется лишь металлическая и ковалентная связь. Следует при этом учесть и возможность возникновения дополнительного ван-дер-ваальсов-ского взаимодействия. Преобладание вклада металлической связи приводит к металлическим свойствам простого вещества, а неметаллические свойства обусловлены преимущественно ковалентным взаимодействием. Для образования ковалентной связи взаимодействующие атомы должны обладать достаточным количеством валентных электронов. При дефиците валентных электронов осуществляется коллективное электронно-атомное взаимодействие, приводящее к возникновению металлической связи. На этой основе в периодической системе можно провести вертикальную границу между элементами П1А- и 1УА-групп, слева от которой располагаются элементы с дефицитом валентных электронов, а справа — с избытком. Эта вертикаль называется границей Цинтля Ее положение в периодической системе обусловлено тем, что в соответствии с современными представлениями о механизме образования ковалентной связи особой устойчивостью обладает полностью завершенная октетная электронная 5 /гр -конфигурация, свойственная благородным газам. Поэтому для реализации ковалентного взаимодействия при образовании простых веществ необходимо, чтобы каждый атом пмел не менее четырех электронов. В этом случае возможно возникгювение четырех ковалентных связей (5/) -гибридизация ), что и реализуется у элементов 1УА-группы (решетка типа алмаза у углерода, кремния, германия и а-олова с координационным числом 4). Если атом имеет 5 валентных электронов (УА-группа), то до завершения октета ему необходимо 3 электрона. Поэтому он может иметь лишь три ковалентные связи с партнерами (к. ч. 3). В этом случае кристалл образован гофрированными сетками, которые связаны между собой более слабыми силами. Получается слоистая структура, в которой расстояние между атомами, принадлежащими одному слою, намного меньше, чем между атомами различных слоев (черный фосфор, мышьяк, сурьма) [c.29]

Из соединений углерода с кремнием и бором наибольший интерес представляют их карбиды. К ним относятся карбид кремния Si , называемый часто карборундом, и карбид бора В4С. Оба вещества являются тнпичршшн неорганическими полимерами с очень прочными ковалентными связями и набором ценных для техники свойств. Получают карбид кремния в электропечах из смеси песка и кокса при 2000—2200 °С. Реакция образования Si протекает в две стадии. Сначала уголь из SiOa восстанавливает кремний. На втором этане из кремния и углерода синтезируется карбид кремния [c.193]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология