Кремний жана анын касиеттери

Кремний жана анын касиеттери

Химия мугалими: Кимсанова Максуда

Кремнийдин жалпы мүнөздөмөсү

• Кремний  (Silicium) –  Д. И. Менделеев  мезгилдик системасында 3-мезгилдин IVА группа элементи,
• Катар номери- 14 , 

Ar -28,086.

• Жаратылышта үч изотоп аралашмасынан турат : 28Si (92,27 %), 29Si (4,68 %) жана 30Si (3,05 %).

Кошулмаларда кремний кычкылдануу даражасын көрсөтөт −4, 0, +2; +4

• Кремний эркин түрүндө кездешпейт, ал кошулмалар түрүндө гана бар. Кремний химиялык жактан активдүү эмес. Реакцияларда кычкылдануучу, спецификалык жана калыбына келтирүүчү касиеттерин көрсөтө алат, калыбына келтирүүчү касиеттери андан күчтүү.

Кремнийдин ачылыш тарыхы

• Жаратылышта таралышы боюнча кремний. 2-орунда (кычкылтектен кийинки) турса да, өтө сейрек деп саналган Ni, W, U ж.б. кийин 1811-жылы ачылган.
• Француз окумуштуулары Ж.Л.Гей-Люссак жана Л.Ж.Тенар фтордуу кремнийди калий менен ысытуудан күңүрт күрөң түстөгү зат алышкан, 12 жылдан кийин гана швед химиги Я.Берцелиус экспериментти кайталап, жаңы элемент ачылгандыгын жарыялаган да, ага “силиций ” деп ат берген (лат. silex – кремень, гр. «кремнос» – аска, зоо дегенди түшүндүрөт). Кремний жаратылышта бирикмелери баарында кычкылтек менен бирикме түрүндө болот. Жер кыртышында кремнийдин 12 % SiO2 – кремнезем түр ү ндө, 75 % татаал кычкылтектүү бирикмелери

Жаратылышта таралышы

• Жер катмарынын 26% кремнийден, 50% кумдан же кремнеземдон (SiO 2 ) жана алюмосиликаттардан турат. Кремнийдин бир кыйла кеңири таралган бирикмелери болуп:

• K 2 O • Al 2 O 3  • 6SiO 2  – ортоклаз (талаа шпаты),
• Al 2 O 3  • 2SiO 2  •2H 2 O – каолинит (ак чопо),
• K 2 O • Al 2 O 3  • 6SiO 2  • H 2 O – слюда саналат.

• Кремний (IV) оксиди (SiO 2 ) – бул кумдун негизги бөлүгү, ал эми каолинит – чопонун негизги бөлүгү.

Жаратылышта таралышы

• Альмандин (3FeO•Al 2 O 3  • 3SiO 2 ) жаратылыш силикаты жана ортоклаз – Тянь – Шань тоолорундагы негизги минералдары.
• Жаратылыш силикаттары таза түрүндө кымбат баалуу таштар катары колдонулат. Аларга аквамарин, изумруд, топаз кирет.
• Ошондой эле жарым жартылай баалуу таштар, агатта, аметистте жана яшмада кремний оксиди – SiO 2  болот..
• Таза түрүндөгү кремний оксидин тоо хрусталы же кварц деп атайбыз.
• Кызгылт–сары түскө боёлгон кумда темир гидроксидинин Fe(III) туздары, ал эми боз–жашыл түстөгү кумда хромдун Cr(III), (IV) туздары болот.

Альмандин табигый силикаты

Кремнийдин алынышы

• Кремний таза кумду кокс менен бирге ысытуудан алынат SiO 2  + 2C   Si +2CO, ал эми лабораторияда активдүү металлдардын оксиддерин калыбына келтирүү менен алууга болот:

• SiO 2  + 2Mg  = Si + 2MgO,
• 3SiO 2  + 4Al =  3Si +2Al 2 O 3

• Реакциянын натыйжасында алынган аморфтуу кремний өтө активдүү болот, ал электр тогун өткөрүүгө жөндөмдүү. Кремний IVА группанын элементи, 2,4, деген валенттүүлүктөрдү көрсөтөт жана кычкылдануу даражасы –4 төн +2, +4 барабар болот.

Кремнийдин алынышы

• Кандай жол менен алынса да, биринчи күрɵң түстɵгү аморфтук кремний алынат t (эр)  =1420 о С.
• Аморфтук кремнийди кайрадан кристаллдаштыруудан кийин гана кристаллдык кремний алынат.
• Кристаллдык кремний инерттүү, себеби, анын түзүлүшү алмаздыкына окшош болот.
• Ысытканда, жарыктандырганда кремнийдин электр ɵткɵргүчтүгү жогорулайт.
• Кремний техникада кɵбүнчɵ жарым ɵткɵргүч катары колдонулат.
• Кремний оксидинин SiO 2  оксид пленкасы плавик кислотасында (HF) гана эрийт.

Химиялык касиеттери

• Кадимки шарттарда кремний фтор менен гана реакцияга кирет, бир аз ысытканда хлор, бром менен, ал эми жогорку температурада азот жана көмүртек менен аракеттенишип, кремнийдин карбидин (же карборундду ) пайда кылат.
• Кычкылтекте кремний күйөт. Кислоталар (плавик кислотасынан башкасы) кремнийге таасир этпейт, бирок щелочтордун эритмелери аны менен реакцияга кирет.
• Кремний галоген суутектер менен азот кислотасы катышканда гана реакцияга кирет:

• 3Si +12HF + 4HNO 3  =  4NО + 3SiF 4  + 8H 2 O

Адам организми үчүн кремнийдин пайдасы

сөөктөр

муундар

тери

чачтар

тырмак

Кремний кислотасы жана силикаттар

• Кремний кислотасынын эң туура формуласын төмөнкүчө жазыш керек: SiO2*nH2O, анткени анын туруктуу курамы жок. Кремний кислотасы туруксуз жана убакыттын өтүшү менен кремний кычкылына жана сууга ажырайт:

• H2SiO3 = SiO2+ H2O

• Кремний кислотасынын туздары силикаттар болуп саналат. Көпчүлүк силикаттар сууда эрибейт. Алардын түзүлүшү негизинен кремний кычкылынын түзүлүшүнө окшош. Демек, силикаттар да отко чыдамдуу заттар болуп саналат.
• Кремний кислотасы өтө алсыз болгондуктан, аны туздарынан күчтүү кислоталар гана эмес, андан күчтүүрөөк көмүр кычкылдары да алмаштырат:

• Na2SiO3 H2O CO2 = Na2CO3+ H2SiO3↓

Силикаттар

• Кремний кислотасын H 2 SiO 3  суюк айнекке – (кремний кислотасынын туздары жана щелочтуу металлдар) күчтүү кислотаны таасир этүү менен алышат.
• Бардык силикаттар кыйындык менен балкышат жана сууда эришпейт (Na, K туздарынан башка).
• Айнек өндүрүү үчүн сырье катары сода – Na 2 CО 3 , акиташ же бор – СaCO 3  жана кум SiO 2  пайдаланылат.
• Кадимки айнектин формуласы: Na 2 O • CaO • 6SiO 2 .
• Бекем, отко чыдамдуу өзгөчө айнектерди алуу үчүн аралашмага барийдин, коргошундун жана бордун оксиддери кошулат.
• Ар кандай түстөргө боёлгон айнектерди алуу үчун кобальттын оксидин  (көк айнек)  жана хромдун оксидин  (жашыл айнек)  кошушат.
• Коргошундун оксидин (РbО) кошуу менен хрусталь айнегин алууга болот.
• Эритмеге майдаланган алтынды(10 –5 м) кошсо, анда кызыл түстөгү айнек алынат.

Жаратылыштагы силикаттар