Көміртегі, кремний және олардың маңызды қосылыстары. Көміртекті, кремнийді және олардың қосылыстарын табиғатта кездесуі. . №8 көрсетілім «Активтенген көміртегі (адсорбция) арқылы ерігіен заттардың. Химия, 10 сынып, дидактикалық материал.

Кремнийдің түсі күңгірт-сұр, шайырдай жылтыр, салмағы 2,32 г/м3, балқу t 1420С, қайнау t 2600С-қа жуық.

Қыздырғанда сутектен басқа кез келген бейметалмен қосыла алады. Төменгі температурада инертті. Таза кремний темір, мыс, алюминий, қорғасын қорытпаларында қолданылады. Ол мұндай қорытпалардың қышқылдарға төзімді, мықты, электрлік және магниттік қасиеттерін арттырады.

Кремний тау хрусталі немесе кварц (Si02) құрамында болады; ол (Si) қиын балқитын, металдық жылтыры бар, сұр түсті қатты зат. Оның каттылығы алмаздан төмендеу

Кремний аморфты, кристалды деп екіге бөлінеді.

1-топ. Аморфты кремний қоңырқай түсті ұнтақ зат, қыздыру кезінде жоғары химиялық активтілікті жеткілікті түрде көрсетеді. Алайда, олардың қасиеттері әр түрлі, сондықтан аллотропия туралы әңгімелесу әдетке айналады. Өз кезегінде аморфты кремний жоғары сіңіргіш қабілетке ие. Сонымен қатар, белгілі бір жағдайларда, бұл көрсеткіш ұқсас кристалды түрінде қарағанда әлдеқайда сіңіру қабілеті жылдам болып табылады. Сондықтан техникалық мақсатта қолданылады. Бұл формада (ұнтақ) құрамы оңай, ол пластикалық шыныда қолданылады. Сондықтан аморфты кремний қолдануға ыңғайлы. әртүрлі көлемдегі күн панельдерін өндіруге негізделген. Дегенмен аморфты кремний негізінде күн батареяларын қысқа қызмет өмірінде бүкіл кәсіпорын үшін энергияны қамтамасыз етуге қабілетті. Сонымен қатар, мұндай заттардың өндірісі қалдықсыз болып табылады, бұл оны өте үнемді етеді. ол кәдімгі температурада фтормен, ал қыздырғанда көптеген металл еместермен (  ) әрекеттеседі:

Кремний карбиді немесе карборунд, түссіз кристалдық зат; құм және кокс қоспасынан электрлік пеште алады:

Карборундте кристалдық тор болады, ондағы кремнийдің әрбір атомы көміртектің төрт атомымен қоршалған, және керісінше. Атомдар арасындағы ковалентті байланыстар өте берік. Сондықтан карборунд қаттылығы бойынша алмазға жақын. Кремний карбидін техникада әртүрлі қайрақ тастарды дайындау үшін пайдаланылады.

Зергерлік бұйымдардағы гауһар тастарды имитациялау үшін абразивті, жартылай өткізгіш ретінде пайдаланылады.Табиғатта сирек кездесетін муассанит минералында кездеседі.

Табиғатта кремний карбид-муассаниті метеориттерден және корунд пайда болатын жерлер мен кимберлитте(кимберлит- Кимберли́ты (магмати́ческие го́рные поро́ды кимберли́товой се́рии) — серия магматических ультраосновных горных пород экструзивной фации, образующая трубки взрыва, а также дайки и силлы. Характерной особенностью кимберлитов является то, что они часто содержат ксенолиты мантийных пород и иногда содержат алмазы промышленных концентраций.) кездеседі. Алғашқы табиғи муассанит 1893 жылы Каньон Диабло метеоритінен Фердинанд Анри Муассан тапқан.

Муассаниттің табиғаттағы жиілігіне байланысты Ачесон 1600-2500°С жасанды жолмен алды.

SiO2+3C=SiC+2CO

Табиғатта кремний карбид-муассаниті метеориттерден және корунд пайда болатын жерлер мен кимберлитте(кимберлит- Кимберли́ты (магмати́ческие го́рные поро́ды кимберли́товой се́рии) — серия магматических ультраосновных горных пород экструзивной фации, образующая трубки взрыва, а также дайки и силлы. Характерной особенностью кимберлитов является то, что они часто содержат ксенолиты мантийных пород и иногда содержат алмазы промышленных концентраций.) кездеседі. Алғашқы табиғи муассанит 1893 жылы Каньон Диабло метеоритінен Фердинанд Анри Муассан тапқан.

Муассаниттің табиғаттағы жиілігіне байланысты Ачесон 1600-2500°С жасанды жолмен алды.

SiO2+3C=SiC+2CO

Альфа-кремний карбиді (α-SiC) - ең көп таралған полиморф. Бұл модификация 1700 ° C жоғары температурада қалыптасады және вертезит түрінің кристалды құрылымы бар алтыбұрышты тормен жабдықталған.

Бета модификациялау (β-SiC), 1700 ° С [23] төмен температурада қалыптасады. Соңғы уақытқа дейін бета-форманың салыстырмалы түрде кішігірім коммерциялық қолданысы болған, бірақ қазіргі уақытта оны әртүрлі катализаторлар ретінде пайдалану оған қызығушылықты арттырады.

Бета модификациясын 1700 ° С жоғары темпрературада қыздырғанда, гексоганалды кубтық (2Н,4Н,6Н,8Н) және ромбалық (15R)формаға біртіндеп ауысады. Температура жоғарылаған сайын формасы өзгереді, соңғы форма альфа-политип 6Н.

Таза кремний карбиді түссіз болады. Оның қоңырдан қара түске дейін өзгеру себебі, темірдің қоспасына байланысты

Электрөткізгіштік қабілеті:

Кремний карбиді - өткізгіштігінің түрі ластануға байланысты жартылай өткізгіш. n-типті өткізгіштігі азот немесе фосформен легирленеді, ал р-типті - алюминий, бор, галлий немесе бериллий көмегімен легирленеді. Металл өткізгіштігі бор, алюминий және азотпен күшті легирленуіне байланысты болады.

Легирлену - жартылайөткізгіштің қасиеттерін, атап айтқанда, оның өткізгіштік түрін бақылау үшін кішігірім қоспалардың немесе құрылымына химиялық элемент енгізу.

Қолданылуы: астрономия және оптикада, ядорлы энергетикада, зергерлік бұйымдарда, катализатор ретінде (гетерогенді катализде), бұрғылар, тегістегіш заттар жасауда, стоматологиялық құралдар өндірісінде, отқа, қышқылға төзімді заттар алуда қолданады

Ал кристалды кремний металдық жарқылы және жартылай өткізгіштік қасиеті бар, ток өткізетін зат.Химиялық қасиеттері жағынан кристалды кремнийдің активтігі төмен,

ал аморфты кремний оған қарағанда әлдеқайда активті,

Кристалдық торлы кремнийдің сипаттамасы оның түрлерінің жіктелуін қамтиды, өйткені олардың бірнеше түрі бар:

Электрондық сапа - таза және жоғары сапа. Бұл электроникада ерекше сезімтал құралдарды жасау үшін қолданылады.

Күннің сапасы. Атаудың өзі қолданылу аясын анықтайды. Ол сондай-ақ жоғары сапалы және ұзақ жұмыс жасайтын күн батареяларын жасау үшін қажет тазалық кремнийінде өте жоғары. Кристалл құрылымы негізінде жасалған фотоэлектрлік түрлендіргіштер әртүрлі субстрат түріне түсіп, аморфты модификациялау арқылы жасалған сапалы және тозуға төзімді.

Техникалық кремний. Бұл алуан түрінде таза элементтің шамамен 98% бар заттардың үлгілері қамтылған.

Осы заттың соңғы алуан түрі кремний поликристалдарын өндіру үшін қолданылады. Осы мақсатта рекристаллизациялау процестері жүргізіледі. Нәтижесінде тазалық тұрғысынан күн және электронды сапа топтарына жататын өнімдер алынып отыр. Полисиликон табиғаты бойынша аморфты модификациялау мен кристалдық модификациялау арасындағы аралық өнім болып табылады. Бұл опциямен жұмыс істеу оңайырақ, фтормен хлормен өңделіп, тазартылады. Осыдан туындайтын өнімдер:

көп кремний;

жалғыз кристалдануы;

пішінделген кристалдар;

кремний сынықтары;

техникалық кремний;

қоқыс және қалдықтар түріндегі қалдықтар. Олардың әрқайсысы индустрияда қолдануды табады және оны адам толық пайдаланады.

Сондықтан кремнийге қатысты өндірістік процестер қалдықсыз болып саналады. Бұл оның экономикалық құндылығын айтарлықтай төмендетеді, ал сапаға әсер етпейді.

Кремний (ІV) оксиді, кремний қышқылының ангидриді, кремнезем, SіO2 – кремнийдің оттекпен тұрақты қосылысы, ақ түсті қатты зат; балқу t 1728С, қайнау t 2590С. Қышқылдарға төзімді (балқытқыш қышқылда ғана ериді). Жоғары температурада оттек, хлор, сутек, көміртекпен реакцияға түседі. Табиғатта кристалды және аморфты түрінде кездеседі. Кристалды түрінің ең негізгісі – кварц минералы, оның түссіз мөлдір кристалдары тау хрусталі деп аталады. Тау хрусталі әр түрлі қоспаларға байланысты түрлі-түсті болады. Оның жасылдауы – аметист, күңгірттеуі топаз деп аталады. Аморфты Кремний (ІV) оксиді табиғатта аз таралған, ол трепел, инфузор топырағы деп аталатын тау жыныстарының құрамында болады.

Химиялық қасиеттері бойынша Кремний (ІV) оксиді қышқылдық оксидтерге жатады. Қалыпты жағдайда сумен әрекеттеспейді. Қыздырғанда негіздік оксидтермен, сілтілермен, карбонаттармен әрекеттеседі. Кремний (ІV) оксиді таза кремний және оның қосылыстарын алу үшін, шыны, отқа төзімді бұйымдар жасауда, жасанды силикаттар дайындауда қолданылады.[1].

Кремний диоксиді түссіз кристалдар, қаттылығы мен беріктігі жоғары.

Кремний диоксиді - барлық жердегі жыныстардың, атап айтқанда, кизельгурдың негізгі компоненті. Кремний және силикаттары литосфераның массасының 87% құрайды. Қан және плазмада кремний концентрациясы бойынша 0,001% құрайды.

Кремний диоксиді көптеген полиморфты модификация түзеді.

Жер шарына кең таралған кремний диоксидінің түрі: α-кварц, оның кристалдық торы тригональды сингония. Қалыпты жағдайда α-кварц көп қолданысқа ие. 573°С жоғары болғанда β-кварцқа айналады. Температураны одан әрі қыздыру арқылы тридимит және кристобалит кварцтарына айналады. Бұл полиморфты модификациялар жоғары температура, төменгі қысымда жүреді.

Тригональды сингония тридимит кристаболит

Қолданылуы: Тамақ өнеркәсібінде, парафармацевтика (тіс пастасы), фармацевтикада (дәрі-дәрмек) қолданады. Шыны өндірісінде, керамикада, бетон өндірісінде, резинада, радиотехникада, ультрадыбысты қондыруда, зажигалка жасауда қолданады.

Кремнийдің физикалық қасиеті.......................................................................................................................................

Қайнау температурасы.............................................., балқу температурасы.................................................................

Аллотропиялық түр өзгерістерін ата

.................................................... .....................................................

Аллотропиялық түр өзгерістеріне сипаттама жаз.

........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Суретте көрсетілген құрылым кремнийдің қай қосылысына сәйкес келеді?

..............................................................................................................................................................................

Оның қайнау және балқу температураларын жаз.....................................................................................................

Қыздырғанда негіздік оксидтпен реакция теңдеуін жаз

........................................................... ...............................................................................................................

Кремний көміртек сияқты.........................................(металл/бейметалл), бірақ оған қарағанда.........................................(металдық/бейметалдық) қасиеті төмен, өйткені оның .............................................................. үлкен.

Металдардың кремниймен қосылысы..................................................................деп аталады.

Кремнийдің қарапайым сутектік қосылысы...................................деп аталады.

Кремний қышқылдарын таза күйінде алу қиын. Судағы ерітінділерінде бірінші............................................................................................ түзеді;

Екінші,шамалы уақыттан кейін...................... ұлғайып, ....................................... айналады.

Үшінші, ............................ кептіргенде, адсорбент ретінде қолданылатын........................ түзіледі.

Кремний қышқылының тұздары.................................. деп аталады

SiO2+C =

SiO2+Mg=

SiO2+Al=

SiCL4+Zn=

Si+F2=

Si+NaOH+H2O=

SiO2+ C=

Si+ Mg=

Mg2Si+ HCL=

SiH4+O2=

Si+O2=

SiO2+ HF=

H2SiO3=

Na2SiO3+H2O+CO2=

Na2SiO3+HOH=