Реферат: Химические соединения на основе кремния и углерода
Низкотемпературная модификация (до 1143 К) называется кварцем. Кварц обладает пьезоэлектрическими свойствами. Природные разновидности кварца: горный хрусталь, топаз, аметист. Разновидностями кремнезема являются халцедон, опал, агат,. яшма, песок. [5, 322]
Кремнезем химически стоек; на него действуют лишь фтор, плавиковая кислота и растворы щелочей. Он легко переходит в стеклообразное состояние (кварцевое стекло). Кварцевое стекло хрупко, химически и термически весьма стойко. Отвечающая SiO2 кремниевая кислота не имеет определенного состава. Обычно кремниевую кислоту записывают в виде xH2 O-ySiO2 . Выделены кремниевые кислоты: H2 SiO3 (H2 O-SiO2 ) - метакремниевая (три-оксокремниевая), H4 Si04 (2H2 0-Si02 ) - ортокремниевая (тетра-оксокремниевая), H2 Si2O5 (H2 O * SiO2 ) - диметакремниевая.
Кремниевые кислоты - плохо растворимые вещества. В соответствии с менее металлоидным характером кремния по сравнению с углеродом H2 SiO3 как электролит слабее Н2 СОз. [4,467 - 468]
Отвечающие кремниевым кислотам соли-силикаты-в воде нерастворимы (кроме силикатов щелочных металлов). Растворимые силикаты гидролизуются по уравнению
2SiOз2 -+H2 0=Si2 O5 2 -+20H-.
Концентрированные растворы растворимых силикатов называют жидким стеклом. Обычное оконное стекло-силикат натрия и кальция-имеет состав Na2 0-CaO-6Si02 . Его получают по реакции
Известно большое разнообразие силикатов (точнее, оксосиликатов). В строении оксосиликатов наблюдается определенная закономерность: все состоят из тетраэдров Si04 , которые через атом кислорода соединены друг с другом. Наиболее распространенными сочетаниями тетраэдров являются (Si2 O7 6 - ), (Si3 O9 ) 6 - , (Si4 0l2 ) 8- , (Si6 O18 12 - ), которые как структурные единицы могут объединяться в цепочки, ленты, сетки и каркасы (рис 4).
Важнейшими природными силикатами являются, например, тальк (3MgO * H2 0-4Si02 ) и асбест (SmgO*H2 O*SiO2 ). Как и для SiO2 , для силикатов характерно стеклообразное (аморфное) состояние. При управляемой кристаллизации стекла можно получить мелкокристаллическое состояние (ситаллы). Ситаллы характеризуются повышенной прочностью.
Кроме силикатов в природе широко распространены алюмосиликаты. Алюмосиликаты - каркасные оксосиликаты, в которых часть атомов кремния заменена на трехвалентный Аl; например Na12 [ (Si, Al) 04 ] 12 .
Для кремниевой кислоты характерно коллоидное состояниепри воздействии на ее соли кислот H2 SiO3 выпадает не сразу. Коллоидные растворы кремниевой кислоты (золи) при определенных условиях (например, при нагревании) можно перевести в прозрачную, однородную студнеобразную массу-гель кремниевой кислоты. Гели - высокомолекулярные соединения с пространственной, весьма рыхлой структурой, образованной молекулами Si02 , пустоты которой заполнены молекулами H2 O. При обезвоживании гелей кремниевой кислоты получают силикагель - пористый продукт, обладающий высокой адсорбционной способностью.
Рисунок 4. Строение силикатов.
Выводы
Рассмотрев в своей работе химические соединения на основе кремния и углерода, я пришла к выводу, что углерод, являясь не очень распространённым количественно элементом есть важнейшим составляющим земной жизни, существуют его соединения в воздухе, нефти а также в таких простых веществах как алмаз и графит. Одной из важнейших характеристик углерода есть прочные ковалентные связи между атомами, а также атомом водорода. Важнейшими неорганическими соединениями углерода являются: оксиды, кислоты, соли, галогениды, азотосодержащие производные, сульфиды, карбиды.
Говоря о кремнии необходимо отметить большие количества его запасов на земле, он является основой земной коры и встречается в огромном многообразии силикатов, песка и т.д. В настоящее время использование кремния из-за его качеств полупроводника возврастает. Он используется в электронике при производстве компьютерных процессоров, микросхем и чипов. Соединения кремния с металлами образуют силициды, важнейшим кислородным соединением кремния есть оксид кремния SiO2 ( кремнезем) В природе есть большое разнообразие силикатов - это тальк, асбест, также распространены алюмосиликаты.
Список литературы
1. Большая советская энциклопедия. Третье издание. Т.28. - М.: Советская энциклопедия, 1970.
2. Жиряков В.Г. Органическая химия.4-е изд. - М., "Химия", 1971.
3. Краткая химическая энциклопедия. - М. "Советская энциклопедия", 1967.
4. Общая химия / Под ред. Е.М. Соколовской, Л.С. Гузея.3-е изд. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1989.
5. Мир неживой природы. - М., "Наука", 1983.
6. Потапов В.М., Татаринчик С.Н. Органическая химия. Учебник.4-е изд. - М.: "Химия", 1989.