Кремнийдің табиғатта таралуы

Жоспар
Кіріспе

Кіріспе
Төртінші негізгі топтың көміртектен соңғы келесі элементі кремний.Кремний, жаратылыста таралуы жағынан салмақ проценті бойынша оттектен кейін екінші орын алады. Көміртек органикалық заттардың құрамындағы негізгі элемент болатын болса , кремний жер қыртысын түзетін минрералдық заттардың құрамындағы негізгі элемент . Кремний жаратылыста қосылыстар түрінеде ғана болады; ол қосылыстары: кремний диоксиді SiO (кварц,құм) , жер қыртысының негізгі массасы силикатты жыныстар (далалық шпат , слюда , каолин т.б). Кремнийдің тұрақты үш изотопы бар: 28 Si (92,27%) 29 Si(4.68%), 30 Si (3.05%) .

Кремнийді алу үшін , ақ қиыршақ ұсақ құмды магниймен араластырып қыздырады:
SiO +2Mg=2MgO+Si H=-372 кДж/моль

Кремнийдің MgO және реакцияласпай қалған SiO -ден тазарту үшін , шыққан массаны тұз қышқылымен және фторсутек қышқылымен әрекеттейді. Магнийдің орнына тотықсызщдандырғыш ретінде алюминий, көміртек (техникада) алуға болады.
Мұнда шығатын амофрты кремний сұр түсті ұнтақ зат , тығыздығы 2.35 г/ см -ке жуық. Кремнийді балқыған металда ерітіп қайта кристалдауға болады , онда кристалдық кремний түзіледі; бұл болат сияқты сұр, металдық жылтыры бар , қатты кристалдық зат , тығыздығы 2,4г/см .
Кремнийдің сыртқы электрондық құрылысы 3s 3p , оның атомында sp - гибридизация болады. Ол оған үш өлшемді , алмаз тәрізді тұрақты құрылымы тән.
Кремний түрлі құймалардың құрамына араластыруға колданылады. Мысалы кремний көп қосылған темір құймалары қышқылға берік болады, 4% кремний аралаасқан темір электр трансформаторын жасау үшін

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 18 бет
Таңдаулыға:

ЖОСПАР:
Кіріспе
1.Бөлім
1.1 Кремнийдің табиғатта таралуы
1.2 Периодтық жүйедегі орны
2.бөлім
2.1 Кремнийдің химиялық қолылыстары
2.1.1 Кремнийдің металдармен,азотпен,сутекпен және галогенмен қолыстары
2.1.2 Кремнийдің оттекті қолыстары
2.1.3 Силикаттар
2.2 Кремнийдің алынуы
2.3 Кремнийдің маңызы

Кіріспе
Төртінші негізгі топтың көміртектен соңғы келесі элементі
кремний.Кремний, жаратылыста таралуы жағынан салмақ проценті бойынша
оттектен кейін екінші орын алады. Көміртек органикалық заттардың
құрамындағы негізгі элемент болатын болса , кремний жер қыртысын түзетін
минрералдық заттардың құрамындағы негізгі элемент . Кремний жаратылыста
қосылыстар түрінеде ғана болады; ол қосылыстары: кремний диоксиді SiO
(кварц,құм) , жер қыртысының негізгі массасы силикатты жыныстар (далалық
шпат , слюда , каолин т.б). Кремнийдің тұрақты үш изотопы бар: 28 Si
(92,27%) 29 Si(4.68%), 30 Si (3.05%) .

Кремнийді алу үшін , ақ қиыршақ ұсақ құмды магниймен араластырып
қыздырады:
SiO+2Mg=2MgO+Si H=-372 кДжмоль

Кремнийдің MgO және реакцияласпай қалған SiO-ден тазарту үшін ,
шыққан массаны тұз қышқылымен және фторсутек қышқылымен әрекеттейді.
Магнийдің орнына тотықсызщдандырғыш ретінде алюминий, көміртек (техникада)
алуға болады.
Мұнда шығатын амофрты кремний сұр түсті ұнтақ зат , тығыздығы 2.35 г
см-ке жуық. Кремнийді балқыған металда ерітіп қайта кристалдауға
болады , онда кристалдық кремний түзіледі; бұл болат сияқты сұр, металдық
жылтыры бар , қатты кристалдық зат , тығыздығы 2,4гсм .
Кремнийдің сыртқы электрондық құрылысы 3s3p , оның атомында
sp- гибридизация болады. Ол оған үш өлшемді , алмаз тәрізді тұрақты
құрылымы тән.
Кремний түрлі құймалардың құрамына араластыруға колданылады. Мысалы
кремний көп қосылған темір құймалары қышқылға берік болады, 4% кремний
аралаасқан темір электр трансформаторын жасау үшін жұмсалады . Соңғы кезде
кремнийді шала өткізгіштертехникасында қолданатын болды ; ол үшін алынуы
жоғарыда жазылған техникалық кремний (94-95% Si) жарамайды , өте таза
кремний керек ондай кремнийді алу үшін SiCl4 мырыш буымен
тотықсыздандырады:

SiCl+2Zn=Si+2ZnCl

Немесе кремний гидридін қыздырып алынады:
SiH=Si+2H

КРЕМНИЙДІҢ МЕТАЛДАРМЕН, АЗОТПЕН,СУТЕКПЕН ЖӘНЕ ГАЛОГЕНДЕРМЕН
ҚОСЫЛЫСТАРЫ
Химиялық қасиеті жағынан кремнийдің кристалдық түрі инертті , аморфты
түрі реакцияласқышырақ. Айталық, фтормен қалыпты жағдайда-ақ оттек , хлор
, бром және күкіртпен 400-600 , азот және көміртекпен өте жоғары
температурада реякцияласады.
Жеке қышқылдар кремнийге еш әсер етпейді, қайта пассивтеніп кетеді,
кремний HF мен HNO қоспасында ериді:
3Si+4HNO+18HF=3HSiF+4NO+8HO
Сілтілердің әрекетінен кремний тұзға айналады:

Құм мен коксты тиісті мөлшерде араластырып қыздырса , кремний мен
көміртектін қосылысы - кремний гарбиді SiC түзіледі, оны көбіне карбарунд
деп атайды.
SiO+3C=SiC+2CO

Таза карборунд – түссіз кристалдық, өте қатты зат , қаттылығы алмаздан
ғана кем , тығыздығы 3,2г см. техникада карборунд көп мөлшерде
өндіріліп , қаттылығын пайдаланып , қайрақ тастар , шлифтайтын дөңгелектер
жасауға т.б. және отқа берік материал ретінде пайдаланылады.
Құм мен магний арасындағы реакцияда , магнийді артығырақ алса ,
тотықсызданып шыққан кремний магниймен қосылып магний силицидің MgSi
түзеді:
4Mg+SiO=MgSi+2MgO

Материалды кремнийден тотықтырғанда (700-1200С) металл оксидімен
кремнийді араластырып инертті атмосферада қыздырғанда силициттер түзіледі:
6MnO+5Si=2MnSi+2SiO

Силицидтер қасиеті және құрылымы жағынан да карбидтарға ұқсамайды .
Қосылушы металдың қасиетіне тәуелді силицидтердегі байлайныс ионды ,
коваленттіден металдыққа дейін өзгере береді, осыған байланысты кейбір
силицидтер өткізгіш , кейбіреулері шалаөтөткізгіш болып келеді.
Силицидтер қатты қыздырғанда айырылмайтын қосылыстар , кейбірактив
металдың силицидтері сумен , қышқылмен реакцияласады.
Силицидтерді отқа берік , қышқылға төзімді құймалар , жоғары
температурада ұсталатын шала өткізгіштер (CrSi,COSi,ReSi)
жасауда қолдланады . Кейбір силицидтер атомдық техникада пайдаланылады.
Иагний силицидіне хлорсутекпен әрекет етсек кремний сутексилан деп
аталатын зат түзіледі:
MgSi+4HCl=2MgCl+SiH

Силан SiH - түссіз, ауада өзінен-өзі тұтанып , жанып кететін газ,
жанғанда кремнийдің диоксиді және су түзіледі:
SiH+2O= SiO+2HO H=-1287.4 кДжмоль

SiH басқа тағы бірсыпыра силандар деп аталатын кремнийсутекті
қосылыстар - SiH, SiH, SiH бар; бұлар
метанның гомолог қатары сияқты. Бірақ көміртек атомдарының арасындағыдай
емес, кремний атомдарының арасындағы байланыс нашар болғандықтан бұлардың
тұрақтылығы кем, реакцияласқыш болады.
Кремний галогенидтерінің жалпы формуласы SiГ, тікелей синтезбен
Si+2 Г=Si Г алынуы мүмкін. Бұлардың барлығы да түссіз, Si F-
газ, SiCl - қатты зат. Іс жүзінде басқа жолмен де алуға болады:

SiO+4HF=SiF+2HO
SiO+2C+2Cl=SiCl+2CO

Кремнийдің галогендері сумен жақсы реакцияласады, реакцияларының жалпы
схемасы мынадай:

Si Г+2HO SiO+4HГ

Кремнгий фторпидін SiFсуға жіберсе , онда кремний фторсутек
қышқылы сутекгексафторосиликаты HSiF түзіледі:

3iF+3HO=2 HSiF+HSiF

Кремний фторсутек қышқылын былайша , тікелей де алуға болады:

2HF+ SiF= HSiF

Ерітіндісін салқындатса екі молекула суды қоса кристалданады.

Кремний фторсутек қышқылы күшті қышқылдардың бірі, 0,1 н.
Ерітіндісін диссоциациялану дәрежесі 0,75% . Күшті дезинфектор . Тұздары
фторсиликаттар , көпшілігі ерімтал , өсімдік зиянкестерін тұтынылады,
эмаль жасағанда жұмсалады.
Кремнийдің азотты қосылыстары. Кремний нитриді химиялық өте
тұрақты , ыстыққа төзімді () қосылыс. Ол фторсутек әсеріне төзімді,
балқыған металдар мен сілтілерде өзгеріске ұшырамайды. кристалдары
түссіз, гексогоналды құрылымы бар шала өткізгіш (). Кремний нитриді
отқа , каррозияға төзімді материалдар, қиын балқитын құймалар жасауда шала
өткізгіштер алуға пайдаланылады.

КРЕМНИЙДІҢ ОТТЕКТІ ҚОСЫЛЫСТАРЫ

Кремнийдің көп кездесетін , әрі өте тұрақты қосылысы оның диоксиді
SiO, оның элементтерден түзілуі оңай, әрі көп жылу бөліп шығаратын
реакциялар қатарына жатады:

SiO+ O =SiO H=-848,5 кДжмол

Кремний диоксиді – түссіз қатты зат,
Кремнийдің бұдан басқа оксиді (SiO)х бар, жаратылыста кездеспейді, қолдан
алады ():

SiO+Si=2SiO

Қошқыл сары түсті, борпылдақ, ұнтақ, баяу тотығып SiO айналады ,
монокс деген бояу жасау үшін және изоляцияға қолданылады.

Кремнийдің диоксиді – кремний ангидриді және кремнезем деп те
аталады,; бұл жаратылыста көп кездесетін зат, дербес күйінің өзі жер
қыртысы массасының жартысынан артығы кремний диоксиді үлесіне келеді.
Кремнезем кристалдық және аморфты күйде боады.
Кристалдық кремнеземнің маңыздысы кварц деген минерал, ол түссіз,
мөлдір, алты қырлы призма, ұшы алты қырлы пирамида болып бітетін кристалдар
оны тау хрусталі деп атайды. Тау хрусталі түрлі тұздар арласуынан түсі
өзгереді, оның жасылдауын – аметист, күңгірттеуін түтінді (дымчатый) топаз
дейді. Кварцтың бір түрі шақпақ тас. Кварцтың өте ұсақ кристалды түрін
агат, яшма деп те атайды.
Кәдімгі құм да кварц. Ақ киыршық құм таза кварц, бірақ түрлі
қосаплардың (көбіне темір тұздарының) араласуынан түсі өзгеріп сары құм,
қызыл құм, қара құм деп те аталады.
Аморфты кремнезем жаратылыста азырақ. Кейбір қарапайым су
өсімдіктерінің панцірі (тас қабығы) негізінде аморфты кремнеземнен
құрылған. Сондай панцірьлардың көп жиылып қалған жерінде трепель, инфузор
топырағы деп аталатын тау жынысының бір түрі пайда болады. Кремний қышқылын
қыздырса суы ұшып, қалған кремний диоксиді ақ түсті, аморфты , сусылдақ
ұнтаққа айналады.
Қышқылдары. Кремний диоксиді SiO кремний қыщқылының ангидриді
болғанымен , суда ерімейді ,әрі онымен реакцияласпайды. Кремний қышқылына
сәкес келетін қышқыл ортокремний қышқылы , ол қышқыл оңай
конденсацияланып полиметакремний қышқылын () түзеді, оны
қысқартып деп те жазады.
Кремний қышқылын алу үшін әдетте не ерітіндісін күкірт ,
не тұз қышқылымен әрекеттейді., сонда алдында мөп-мөлдір ерітінді
кілегейленіп қатады, не каллоид күйіне көшеді, ол ерітіндіде түзілген
кремний қышқылы, бұл процестің теңдігі мынадай:

Бұл теңдікте кремний қышқылының формуласы да келісім бойынша шартпен
жазылып отыр , өйткені бұл реакциядан құрамын бір формуламен жазатын бір
қщышқыл түзілмейді. Фосфордағы сияқты кремнийдің де , біренеше толып жатқан
қышқылдары бар, айырмашылығы құрамынндағы судың мөлшерінде. Жаңағы реакция
нәтижесінде сол қышқылдардың қоспасы түзіледі.
Кремний қышқылдарының құрамын деп жазады. x пен y мәні реакция
жағдайына қарай өзгере береді, онда қышқылдардың құрамы да өзгереді,мысалы
(59-кесте):
болса оларды поликремний қышқылдары дейді, жер қыртысын түзетін
минералдаросы полиқышқылдардың туындылары.
Кремний қышқылдары ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.