Кремний занимает промежуточное положение между металлами и неметаллами в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева. Это второй элемент IV главной группы, серо-стального или черного цвета с металлическим блеском, твердый и хрупкий. Электронная структура его 1S2
2S2
2p6
3S2
3p2
. Элементарный кристалл кремния представляет собой куб с ребром длиной 0,5417 нм. В соединениях с неметаллами кремний проявляет преимущественно положительные валентности 4 и 2. Кремний образует соединения почти со всеми металлами и проявляет отрицательную валентность 4.
Кремний имеет следующие основные физико-химические свойства:
· атомную массу 28,08;
· плотность 2,33 г/см3;
· температуру плавления 1683 К;
· температуру кипения 2953 К;
Упругость пара над жидким кремнием описывается уравнением, Па:
lg Psi
= 9,017 – 16260 / Т
По электрическим свойствам кремний относится к полупроводникам.
С кислородом кремний образует кремнезем SiO2
, температура плавления которого 1710º
С. Кремнезем имеет несколько модификаций: кварц α и β, кристобаллит α и β, тридимит α, β и γ и кремнеземистое стекло.
Теплота образования одного моля SiO2
:
по реакции Si(
T
)
+ O2(
г
)
= SiO2(
α
-кварц)
;
Δ
H º
= - 872,1 кДж
и для этой реакции
Δ
G º298
- 1690·К = - 883500 – 12,5·Т·Lg(Т) + 218,7 Дж/моль
Кремний с кислородом может образовывать также моноокись SiO2
.
Теплота образования газообразного оксида SiO2
составляет
(- 89,45) - (- 91,96) кДж/моль,
а энтропия равна S º298
= 211,5 Дж/(моль·К).
Зависимость изменения свободной энергии образования газообразного оксида SiO2
от температуры имеет вид для реакции
Siж
+ 0,5 О2
= SiO2
;
Δ
G ºТ
= - 163217 - 42,62·Т Дж/моль
С углеродом кремний образует карбид SiC, температура плавления которого выше 2700º
С. Теплота образования карбида составляет 62,8 кДж/моль. Энтропия SiC составляет 16,5 Дж/(к·моль) [2, 3, 6].
Силикагель и его применение в высокоэффективной жидкостной хроматографии
В современной промышленности и науке особое место среди сорбентов
принадлежит силикагелю, представляющему собой высушенный гель кремниевой кислоты.
По масштабам применения силикагель существ ...
Характеристика элементов ниобия и тантала
По размеру, как атомов, так и
ионов ниобий и тантал близки друг к другу, поэтому их свойства как элементов
целесообразно рассмотреть одновременно. Одинаковые объемы атомов объясняются
тем, что член ...
Синтез и свойства комплексов железа (II) и железа (III)
Цель данной работы состоит в изучении строения и свойств комплексных
соединений железа (II) и железа (III).
В ходе выполнения работы были поставлены следующие задачи:
1) изучение литер ...