Соединения кремния степень окисления —4
Соединения кремния степень окисления —4
Степень окисления - 4 кремний проявляет в соединениях с металлами и водородом.
Соединения кремния с металлами получили название силицидов. Силициды получают при непосредственном взаимодействии с металлами при температурах. 500 — 1000 °С с кремнием или оксидом кремния (IV):
Sj+2Mg-MfcSi SiOz -t-4Mg - 2MgO+Mg2Si
Они также могут быть получены взаимодействием кремния с гидридами металлов, например:
2CaH2+S=Ca2Si+2H2T
Силициды многих d-металлов обладают высокой термостойкостью» влагостойкостью и химической инертностью. Например, силицид молибдена не взаимодействует со всеми известными кислотами и их смесями.
Силициды щелочных и щелочно-земельных металлов легко окисляются, гидролизуются, реагируют с растворами кислот и щелочей, выделяя простейшее водородное соединение кремния — силан SiH4:
Силан — бесцветный газ, имеющий запах плесени, самопроизвольно воспламеняющийся на воздухе, сгорая до Si02 и воды:
Щелочи очень легко разлагают силан по уравнению SiH4 + 2КОН + Н20 - К£ЮЪ4-4H2t вода также гидролизует силан, но значительно медленнее:
SH4+2H20-Si02+4H2T
При нагревании выше 400 °С без доступа воздуха силан распадается на кремний и водород (один из способов получения кремния):
SiH4 = Si+2H2T
Кроме моносилана, известны также дисилан Si^e, трисилан SiaHi, тетрасилан SuHio и т. д. В индивидуальном состоянии выделены соединения лишь до Si*Hu включительно. Все этисоединения относятся к гомологическому ряду силанов, которым отвечает общая формула Sijlia+i- Подобно алканам, стланы бесцветны, первые члены гомологического ряда при обычных условиях газообразны, следующие — жидкости. Химическая активность силанов и углеводородов различна: в противоположность достаточно инертным алканам, силаны весьма реакцион-носпособны. Это объясняется меньшим по сравнению с углеродом сродством кремния к водороду и очень большим сродством кремния к кислороду. К тому же связи Si — Si менее прочны, чем связи С—С. В отличие от связи С—Н связь Si—Н имеет более ионный характер. В табл. 17.1 приведены соответствующие энергии связей.
Таблице 17.1. Экрпш снзей Si-Э я С-Э
Связь Энергия связи, хДж/моль Сшяаь Энергия связи, хДж/моль
Si-н 334 С-Н 410
Si-Si 213 С-С 347
Si-O 443 С-О 357
Si-C 313 C-Si 313
Малой прочностью связи Si —Si обусловлена ограниченность гомологического ряда силанов. |