Н.С. Ахметов - Общая и неорганическая химия (1109650), страница 75
Текст из файла (страница 75)
Так, ги ( )4., дролиз ЯС14 можно представить следующей схемой: Нгбч " "," би Н ОН НзЯО4 дач~ е полимеризучогся с образовали и НгяО вне гидролиза тетрагалогениды кремния во влажном воздухе дымят. Повышение координационного числа крем '1'х' 4 ния ' ' с до 5 в промежуточном соединении мож но объяснить возникновением трехцентровой четырех- электронной связи. Так, в 51 1 'з 1С з НгО три атома хлора связаны с атомом кремния посредством двухцентровой связи, а один атом атом хлора и молекула воды — посредством трехцентровой связи.
рирода З(Гз проявляется не голько при гидролизе и цри взаимодеиствии с основными фторидами на им пр ер. 2КГ + ЯГ, = КгЯГз Вследствие Устойчивости гексафтоРосиликат-иона ЯГг гидРолиз %Гз выражается уравнениями: огГз + ЗНгО = НгН'Оз + 4НГ 4НГ + 251Г, = 2НгНсГ, ЗВгГ, + ЗНгО = НгЬгОз + 2НгЯГз «2 ° г МГг + В!О + 4НГ = МБ!Го + 2НгО Большинство фторосиликатов растворимо в в д . во е. Наибольшее значение имеет )<)аг5!Го. Применяют его для фторировани воды, как ин<ектицид, в производстве кислотоупорных цементов, эмалей и пр 1'етрафторид кремния и все фторосиликаты я д о в и т ы.
Гомоцепи — Б! — Б! — обнаружнваклся в г д р д р .. и и ° ах к емния (салаках) гомологичегкого ряда В!«<Нг„«г. По составу ( .ос ав (В!Н, Б!2Н„ сйоНш Б!4Н<а до Б(оН<о) и физическим свойствам силаны сходны с соответствующими углеводородами. В обычных условиях моно< илан Н!Н4 и дисилан Б!2Но — газообразны, трисилан Б!2Нг — жидкость высшие представители гомологического ряда — твердые вешества: ГНН4 Я<гНо 8!эНг 5<4Нш Т.пл., С....... Т.
кип., С . <>С, кДж/мои~ .. -185 -131 -1!7 — 84 -1!2 -!5 53 108 57 126 Поскольку связи Б! — Н и В! — Б! слабее связей С вЂ” Н и С вЂ” С', кремне водороды несрав<юнно менее устойчивы и более реакционноспособнь< чем <оответствующие углеводороды Большинство из них на воздух воспламеняется. Сгорают силаны с большим выделением теплоть< например: Б!Н4(г) + 20г(г) = Б!02(к) + 2Н20(г), <4 Н „= — 1:557 кДж С галогенами силоны взаимодействуют со взрывом. ( иланы — кисло> ные гидриды, о чем свидетельствует харакп,р их взаимодействия щелочами (см. выше). При этом разложение силапов происходит <и тивно даже в присутствии следов щелочи.
В нейтркчьной и кислоп среде кремневодороды довольно устойчивы. (' .водородом кремний непосредственно не взаимодеиствует. ('.илан: получают косвенным путем, например действием кислот на некоторы гилициды: М825< + 2Нг504 ' БН14 + 2М8504 Гексафторосиликат водорода Н>Б!Го в свободном состоянии не вь>делен. В водном растворе Н25!Гв — сильная (типа Н2504) <схса4н<орохрсжниеоая кислота. ц>торосиликаты металлов получают действием фтороводородной кислоты на смесь кремнезема и соответствующего фторида: МбгБ< + 4ХН4Вг в жидком Нг(4 Б<Н, + 2М8Вгг + 4НгН В последнем случае роль кислоты играет НН4Вг.
Разложение силицидов кислотами в л<идком аммиаке приводит к большему выходу продуктов, чем при разложении в водной среде. Д и о к с и д кремния Б!02 (хрсо<неэео<) имеет несколько модификаций. В природе он встречается главным образом в виде минерала кварца (гексагональная структура), а также христоба<ита (кубическая структура) и тридил<и«аа (гексагональная структура).
Модификации 8!02 отличаются характером взаимного расположения кремнекислороднь<х тгтраэдров 8!04 в пространстве. Кремнезем тугоплавок, очень тверд и химически стоек. На него действуют лишь фтор, фтороводородная кислота и газообразный НГ, а также растворы щелочей и фосфорная кислота. В воде в обычных условиях Б!Ог не растворяется.
но начинан <о 150 "С его растворимость возрастает, достигая 0,25% или 500 С. Г «д Кремнезем легко переходит в стекло- образное состояние. В отличие от крис- Гбдд таллических модификаций 5<02 в кварцевом стекле тетраэдрические структурные единицы 5<04 расположены неупорядоченно (см, рис. 75). Кварцевое стекло Гддд химически и термически весьма стойко. Его применяют для изготовления химн- о о о ческой аппаратуры и в оптических при- Хдд <6 шл ~ борах.
о Аморфный кремнезем является также д дд од дд дд г<д> основой ряда минералов: халцедона, опала, цао З<ог агата и др. Кварцевый песок в огромных Моа боои 6<по,эг количествах используется в производ<тве р . !78 д . и с.. Диаграмма плавстекла, цемента, фарфора и пр. лестн системы (.аΠ— се02 При сверхвысоком давлении и нагревании (- 1,2 10'э Па; -!300 'С) была получена особал модификация 5!Ог, названная стишооито а Его плотность на 60% выше плотности кварца.
Это объясняегся тем, что стишовит имеет структуру типа рутила (см. рис. 69, б), т.е. в нем координационное число кремния 6. Благодаря плотной структуре стишовнт еще менее активен, чем кварц. Он устойчив даже к концентри!ювэнному раствору фтороводородной кислоты. 0 ! -О-Б 1-0- ! 0 0 ! -0-Б 'г-О- ! 0 0 ! -0-Б 1-0- ! 0 и л и к а т о в, как н %02, явля- Структурной единицей о к с о с и л и о ЯО .
Два соседних кремне- ется теграэдрическая группировка атомов % 4. Д кислородных тетраэдра Я04 соединены дру ру ы г с д гом только чорез один атом кислорода. Если в кристаллах %02 (координационная решетка) каждый тетрзэдр %04 дает р аег на об азование связей % — 0 — % четыре вершины (см. та л. ( . б . 13), то в оксосилнкатах могут давать три, две пли одну вершину: Этим объясняется большое разнообразие возможных способов сочетан й друг с другом тетраэдров Я04, структур н типов оксосиликатов. Так, в системе СаΠ— %02 возмоясны следуюпзие соединения: Са Я04.
Тетраэдры %04, как и Р04 (см. рис. 166), могут объединяться попарно (%205 ), в замкнутые кольца из трех (61501,' ), четырех (Б1 Оз,), шести (Б150,'~ ) тетраэдров. в оксоснзнкатов — производных указанных структур В качестве примеров оксосн. ных единиц — можно привести следующие мнн р ': р е алы: и онзводные аннана Я04 — циркон 21[6104] н олиоин (Мд, Ре)2[6104]; аннана 61205 — тортясии»- 4 Я. 0 ит Воз[Я»01]; аннана Я40'„' — бскитоит ВзТ»[%502] н оадсит К27г[612 я]; аннана Я5012 — берилл ВозА12[61с»015]. 15 Этн относительно простые структурные еднннц ы в свою очерсдь могут объединяться в полимерные цепочки, ленты, сот (р кн ( нс.
!79). Простейшая формула такого аннана рассчнтывается по чн у, р . сл атомов, п нходящнхся на одно повторяющееся в полимере звено: ЯО„, Б 4,, ° 2 02- Бл1 05 Я 02 Цепной ОьсОснлньзтнын лнион сОстзв» 61 3 сОдержн »2- жнт тяк называемые М 1ЯО, 1, диолсид пироксеим. Примерами последних являются знстатит М61». СаМ6[%02]2 н спаду иен 14А1[6102]2. Ленточные анноны сосзава Я401, содержат так называемьв ат»2»ибо.»41. Т ным представителем амфнболов является минерал и»раиолип» С М [О' О ] (ОН) . С онстые оксоснлнкатныо анноны нмеюг состав .1 'я2 65[ 14 п121 )2.
Цепи, ленты н слои связаны между собой расположенными между ними катионами. В зависимости от типа оксосиликатных 450 ] 02 ЬЗ Р н с. 179. Полнморные оксоснлнкатные ноньс 2 — ятом Я; 2 — мостнкозый атом О; 3 — концевой ятом О анионов силикаты имеют волокнистую (асбест) или слоистую структуру. Кроме силикатов в природе широко распространены а л ю м о с ив л и к а т ы, в образовании которых наряду с тетраэдрами %04 принимают участие тетраэдры А104. Большинство оксосиликатов нерастворимо в воде. Исключение составляют силикаты з-элементов 1 группы. Силикаты натрия и калия получают нагреванием Я02 в растворе щелочи, При этом образуется смесь оксосиликатов, которой приписы.вается общая формула Ха26105 или К26102. Концентрированный раствор силиката натрия применяют в производстве негорючих тканей, для пропитки древесины, в качестве клея и т.д.
Для оксосиликатов, как и для %02, очень характерно стеклообразное состояние. Обычное стекло получают сплавлением смеси соды (или Ь1а2604)» известняка н кварцевого песка. При этом образуется стекло приблизительного состава 14а20 СаО 6сй02, состоящее из больших полимерных анионов, оно нерастворимо, химически неактивно. Обыкновенное стекло в той или иной степени окрашено в зеленый цвет з содержащимися в нем силикатами железа. Для придания стеклу тех или иных физико-химических свойств (прозрачности» химической, термической и механической прочности и пр.) вводятся соответствующие добавки, изменяющие состав и структуру стекол. Так, у стекла, содержаще~о вместо натрия калий (калиоло» стскло), температура размягчения выше, чем у обычного натрие- 451 При гидролнзе, например, ВБг вначале получается ортокремниевая кислота Н48104 (Ка! = 2 10 !о, Каг = 2 10 гг): ЯБг + 4НгО = Н48!Оч + 2Нг8 Она растворима в воде., но при стоянии более или менее бьютро полимеризует— гя: ОН ) -43-8 !— ! ОН ОН ОН ! ! пНО-Я !-ОН -г НО-Я !— ! ! ОН ОН ОН 1 — 0-8 1-ОН + (а-1)НгО ! ОН взаимод ь ОН, образуя разветвленные н трехмерные макромолекулы.
Переход ортокремниевой кислоты в поликислоты сопровождается превращением молекулярного раствора Н„8!О„ в коллоидные растворы — эола. Золь в свою очередь либо застудневает целиком, т.е. превращается в гела, либо выпадает в виде объемистого осадка, включающего большое количество воды. Состав получаемых кремниевых кислот сильно зависит от исходных веществ и угловий проведения реакций. 452 аого стекла. Поэтому оно используется для изготовления специальных лабораторных приборов. Замена калы!ия на свинец, а натрия на калий придает стеклу повышенный показатель преломления, большую плотность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
