Кремний и его соединения

Кремний - ведущий современный полупроводниковый материал, который широко применяется в электронике, в электротехнике для изготовления интегральных схем, диодов, транзисторов, тиристоров, фотоэлементов и т. д. Технический кремний - легирующий компонент в производстве стали (например, трансформаторная сталь), а также в цветной металлургии (кремневые бронзы).

Природные соединения кремния обычно представляют собой производные не метакремниевой, а группы так называемых поликремневых кислот. Состав этих кислот в общем виде mSiO2. nH2O, где n и m целые числа. K природным силикатам относятся полевые шпаты, слюда, глины, асбест и др. Состав этих минералов сложен. Для удобства их часто условно выражают как соединения оксидов, например:

Ортоклаз (минерал из группы

полевых шпатов)…………………… K2 Al2 Si6 O16 = K2 O ∙ Al2 O3 ∙ 6SiO2

Слюда (мусковит)…………KH2 Al3 (SiO4 )3 или K2 O ∙ 3Al2 O3 ∙ 6SiO2 ∙2H2 O

Каолин (белая глина)……………………H4 Al2 Si2 O9 = Al2 O3 ∙ 2SiO3 ∙ 2H2 O

Асбест …………………………………H4 Mg3 Si2 O9 = 3MgO ∙ 2SiO2 ∙ 2H2 O

Наибольшее распространение в природе имеют силикаты, содержащие алюминий и называемые алюмосиликатами. Как показывают формулы приведенных выше минералов, к числу алюмосиликатов принадлежит слюда, ортоклаз и др.

Моноксид кремния - вещество темно-коричневого цвета. При высокой температуре в результате самоокисления-самовосстановления распадается на Si и SiO2 (реакция диспропорционирования). Вообще же SiO легко окисляется до SiO2. Используя эту реакцию, искусственно получают тончайшие кварцевые прозрачные покрытия - при обработке препаратов для электронной микроскопии, для поверхностных покрытий алюминиевых зеркал.

Если студень кремневой кислоты частично обезводить, то образуется твердая белая, очень пористая масса, обладающая большой адсорбционной способностью. Этот продукт под названием силикагеля имеет разнообразное применение в промышленности: для улавливания газов, водяных паров, для отчистки нефти, керосина. Наконец, крупнопористый силикагель - незаменимый носитель для многих катализаторов. При полном высушивании и прокаливании кремневой кислоты образуется кремневый ангидрид SiO2 .

Кремневые кислоты с большой степенью конденсации сравнительно устойчивы. Но и выделять их в индивидуальном состоянии химики еще не научились. В быту и промышленности используется смесь этих кислот в виде силикатного клея. Если говорить точнее, силикатный клей - это калиевые или натриевые соли поликремневых кислот. Но так как эти кислоты слабые, а соли слабых кислот сильно гидролизуются, то фактически в растворе силикатного клея имеется смесь конденсированных кремниевых кислот.

Нитрид кремния используется в качестве компонента жаростойких и химически устойчивых композиционных материалов. Оп нашел также применение в микроэлектронике в качестве диэлектрика и высокотемпературного полупроводника. Карбид кремния - абразивный материал для шлифованных кругов, матрица для порошковой металлургии, компонент для огнеупоров. К тому же, карбид кремния является основой полупроводниковых диодов и фотодиодов.

Природные силикаты и алюмосиликаты являются сырьем для силикатной промышленности, которая в основном объединяет производства керамическое, цементное и стекольное.

Смотрите также:

Инвариантные условия организации и содержание элективных курсов
При всех возможных вариантах организации курсов по выбору относительно инвариантными остаются следующие условия: курсы должны быть представлены в количестве, позволяющем ученику осуществить реальный выбор (один из одного – это не выбор); курсы должны помочь ученику оценить свой потенциал с точки зр ...

Задачи и содержание по развитию словаря
В последнее время поиски ученых (З.М. Богуславская, Н.Е. Веракса, О. М. Дьяченко, Е.О. Смирнова и др.) идут в направлении создания серии игр для полноценного развития детского интеллекта, которые характеризуются гибкостью, инициативностью мыслительных процессов, переносом сформированных умственных ...

Формирование обобщённого образа предмета окружающей действительности на основе осязательного восприятия
При восприятии предметного мира слепые дети дошкольного возраста используют сохранные анализаторы, компенсируя с их помощью недостаток информации, обусловленной отсутствием или значительным понижением зрения. Огромную решающую роль в познании окружающих предметов играет осязание. По выражению Сечен ...

Приёмы и методы запоминания

Приёмы и методы запоминания

На протяжении всей человеческой истории люди пытались придумать способы, с помощью которых они могли бы по возможности прочно усвоить какие-либо знания. С древнейших времён тема и техника запоминания занимала пытливые умы, рассматривалась и систематизировалась великими людьми прошлого.

Категории

Copyright © 2019 - All Rights Reserved - www.newlypedagog.ru