Giáo trình hóa vô cơ B part 5

Trong mạng lưới tinh thể, mỗi nguyên tử Si liên kết công hoá trị vơí 4 nguyên tử Sibao quanh kiểu hình tứ diện đều (sp3) dSi –Si = 2,34A0 Si tinh thể rất cứng, khó nóng chảy và khó bay hơi ( t0nc=1475 0C; t0s = 32500C) Si là chất bán dẫn, có ánh kim, màu xám. Silic không tan trong các dung môi mà chỉ tan trong một số kim loại nóng chảy như: Ag, Al, Zn. Khi để nguội những dung dịch đó, Si sẽ kết tinh (ứng dụng để điều chế Si tinh thể). 2. Hoá...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình hóa vô cơ B part 5 - 53 -Giaùo Trình Hoaù Voâ Cô * Si voâ ñònh hình laø chaát boät maøu hung xaùm * Si tinh theå coù kieán truùc laäp phöông gioáng kim cöông. Trong maïng löôùi tinh theå, moãi nguyeân töû Si lieân keát coâng hoaù trò vôí 4 nguyeântöû Sibao quanh kieåu hình töù dieän ñeàu (sp3) 2,34A0 dSi –Si = Si tinh theå raát cöùng, khoù noùng chaûy vaø khoù bay hôi ( t0nc=1475 0C; t0s = 32500C) Si laø chaát baùn daãn, coù aùnh kim, maøu xaùm. Silic khoâng tan trong caùc dung moâi maø chæ tan trong moät soá kim loaïi noùng chaûynhö: Ag, Al, Zn. Khi ñeå nguoäi nhöõng dung dòch ñoù, Si seõ keát tinh (öùng duïng ñeå ñieàucheá Si tinh theå). 2. Hoaù tính: ÔÛ ñieàu kieän thöôøng, Si khaù trô veà maët hoaù hoïc vì maïng tinh theå raát beàn. Si voâñònh hình hoaït ñoäng hôn Si tinh theå . a. Tính khöû + Vôùi ñôn chaát: - Vôùi oxy: Si chaùy trong oxy, phaûn öùng phaùt ra nhieàu nhieät Si + O2 = SiO2 , ∆H = -208,3kcal/ptg - Vôùi halogen: * F2 töông taùc vôí Si ôû t0 thöôøng taïo SiF4 * Vôùi Br2, Cl2: ôû 5000 taïo SiCl4, SiBr4 Si + 2X2 = SiX4 (X:F, Cl, Br) - Vôùi S, N2, C: Si töông taùc ôû nhieät ñoä cao taïo SiS2, Si3N4, SiC. + Vôùi hôïp chaát: - Vôùi H2O: ôû t0 thöôøng, Si khoâng töông taùc vôùi H2O nhöng ôû t0 cao coù xaûy raphaûn öùng: 8000C Si + 2H2O = SiO2 + 2H2 - Vôùi acid: ôû ñieàu kieän thöôøng Si beàn ñoái vôùi acid vaø chæ tan trong hoãn hôïpHF+HNO3 3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2SiF6 + 4NO + 8H2O - Vôùi kieàm: Si töông taùc maõnh lieät vôùi dung dòch kieàm giaûi phoùng H2 Si + 2NaOH + H2O = Naø2SiO3 + 2H2↑ (Naø2SiO3 deã bò phaân huûy trong nöôùc Naø2SiO3 + 3H2O = H4SiO4 + 2NaOH). b. Tính oxy hoùaHoà Bích Ngoïc Khoa Hoùa Hoïc - 54 -Giaùo Trình Hoaù Voâ Cô - Vôùi kim loaïi: Be, Mg, Cr, Sr, Ba, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Pt ôû 800-9000C,Si töông taùc vôùi kim loaïi taïo silixua 2Mg + Si = Mg2Si Mg2Si + 4H2O = 2Mg(OH)2 + SiH4 3. Traïng thaùi töï nhieân- ÖÙng duïng- Ñieàu cheá: a. Traïng thaùi töï nhieân - Si thieân nhieân goàm 3 ñoàng vò beàn: 29 30 28 Si : 92,27% Si : 4,68% ; Si : 3,05% ; - Chieám 16,7% toång nguyeân töû trong voû quaû ñaát. - ÔÛ daïng khoaùng, ñaát seùt, cao lanh, oxid (caùt, thaïch anh) Ví duï: Kaolin : Al2O2.2SiO2.2H2O b. ÖÙng duïng - Si coù vai troø quan troïng ñoái vôùi theá giôùi voâ cô, ñöôïc duøng chuû yeáu trong caùchôïp kim: Fero-Silic… - Si nguyeân chaát ñöôïc duøng laøm chaát baùn daãn trong kyõ thuaät ñieän töû. - Töø Si cheá taïo ra pin maët trôøi coù khaû naêng chuyeån naêng löôïng maët trôøi thaønhñieän naêng vaø cung caáp caáp ñieän cho caùc thieát bò voâ tuyeán ñieän vaø vieãn thoâng trongcaùc con taøu vuõ truï. c. Ñieàu cheá - Trong coâng nghieäp : * Si kyõ thuaät vôùi ñoä tinh khieát 95-98%, ñöôïc ñieàu cheá ôû daïng khoái lôùn khi duøngthan coác hay CaC2 khöû thaïch anh trong loø ñieän ôû t0 cao: SiO2 + 2C = Si + 2CO 3SiO2 + 2CaC2 = 3Si + 2CaO + 4CO * Duøng hôi keõm khöû SiCl4 2Zn + SiCl4 = Si + 2ZnCl2 * Duøng Al khöû K2SiF6: 2Al + 3K2SiF6 = 3Si + 2K3AlF6 + 2AlF3 * Duøng nhieät phaân huûy Si t0 SiH4 = Si + 2H2↑ - Trong phoøng thí nghieäm: * Ñoát chaùy hoãn hôïp goàm boät Mg vaø caùt nghieàn min SiO2 + 2Mg = Si + 2MgOHoà Bích Ngoïc Khoa Hoùa Hoïc - 55 -Giaùo Trình Hoaù Voâ Cô Cho hoãn hôïp saûn phaåm taùc duïng vôùi HCl vaø dung dòch HF; MgO vaø SiO2 dö seõtan coøn Si ôû daïng boät voâ ñònh hình Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O 2Mg + Si = Mg2Si Mg2Si + 4HCl = MgCl2 + SiH4 SiO2 + 4HF = SiF4 + H2O B. HÔÏP CHAÁT 1. Silic dioxyd SiO2: SIO2 laø hôïp chaát polyme (SiO2)n, khoâng toàn taïi töøng phaân töû rieâng reõ maø ôû - döôùi daïng tinh theå (1 phaân töû khoång loà). Si O Si O O O Si O Si O - ÔÛ ñieàu kieän thöôøng SiO2 toàn taïi ôû ba daïng thuø hình: thaïch anh, trydimitevaøcrsytobalite; moãi daïng thuø hình laïi coù daïng α beàn ôû t0 thaáp vaø daïng β beàn ôû nhieätñoä cao. 14700 8700C ...