Кремний проявляет переменную валентность (II, IV), поэтому может образовывать два оксида кремния – монооксид и диоксид. Они отличаются физическими и химическими свойствами. Подробнее об оксидах кремния говорим в этой статье.
В твёрдом состоянии монооксид представляет собой тёмно-коричневый порошок. Проявляет прочность и инертность в реакциях с кислотами. Растворим в плавиковой кислоте.
Химические свойства монооксида кремния:
- разлагается при нагревании:
2SiO → 2Si + O2;
- реагирует с парами воды при нагревании до 500°C:
SiO + H2O → SiO2 + H2;
- взаимодействует с углекислым газом при нагревании:
SiO + СО2 → SiO2 + CO;
- реагирует с хлором при температуре 800°C, образуя жидкий хлорид кремния:
2SiO + 4Cl2 → 2SiCl4 + O2.
Монооксид не встречается на Земле в естественной среде. Однако газообразный монооксид входит в состав межзвёздных пылевых облаков.
Диоксид
Оксид кремния (IV) – SiO2. Это твёрдое кристаллическое тугоплавкое вещество, нерастворимое в воде. Не проводит электрический ток.
Формулу диоксида имеют песок, кварц, горный хрусталь, яшма, агат, аметист и другие горные породы. Диоксид входит в состав 87 % литосферы.
Диоксид кремния имеет немолекулярное строение. Кристаллическая решётка состоит из атомов кремния и кислорода, связанных ковалентными связями. К каждому атому кремния присоединено четыре атома кислорода, а каждый атом кислорода связан с двумя атомами кремния.
Диоксид можно получить в лаборатории, нагрев кремний до 400-500°C в присутствии кислорода:
Диоксид образуется при действии кислот на растворимые силикаты. В результате образующаяся кремниевая кислота распадается на воду и диоксид:
- Na2SiO3 + 2CH3COOH → 2CH3COONa + H2SiO3↓;
- H2SiO3 → H2O + SiO2.
При нормальных условиях реагирует только с плавиковой кислотой. Со щелочами и основными оксидами реагирует при нагревании. Не реагирует с водой. Основные свойства с химическими уравнениями представлены в таблице.
|
Взаимодействие |
Описание |
Уравнение |
|
С неметаллами |
Реагирует с водородом и углеродом с образованием кремния и карборунда соответственно |
– SiO2 + 2Н2 → Si + 2H2O; – SiO2 + 3С → SiC + 2CO |
|
С активными металлами |
Реагирует при температуре выше 1000°С с образованием кремния. При избытке металла образуются силициды |
– SiO2 + 2Mg → Si + 2MgO; – SiO2 + 4Mg → Mg2Si + 2MgO |
|
С фтороводородом |
Реагирует с газом и плавиковой кислотой при нормальных условиях |
– SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O; – SiO2 + 6HF → H2[SiF6] + 2H2O |
|
Со щелочами |
Сплавляется с образованием силикатов |
SiO2 + 4NaOH → Na4SiO4 + 2H2O |
|
С оксидами |
Реагирует при высоких температурах |
SiO2 + MgO → MgSiO3 |
|
С карбонатами щелочных металлов |
Взаимодействует при нагревании |
SiO2 + K2CO3 → K2SiO3 + CO2 |
Диоксид кремния используется для производства стекла, силикагеля, бетона.
Что мы узнали?
Кремний образует два оксида – монооксид и диоксид. Монооксид – аморфное вещество, не образующее соли. Взаимодействует при нагревании с водяным паром, углекислым газом, хлором. Разлагается на простые вещества при нагревании. Диоксид – песок и его производные. Это кристаллическое вещество с немолекулярным строением. Не реагирует с водой, кислотами (исключение – плавиковая кислота). Взаимодействует с неметаллами, металлами, фтороводородом, щелочами, оксидами, карбонатами. Оксиды кремния – диэлектрики.
