nekrasovI (1114433), страница 210
Текст из файла (страница 210)
66) Путем проводимой в определенных условиях кристаллизации некоторых стекол могут быть получены материалы, характеризующиеся равномерной тонкозернистой структуройг образующихся кристаллов, спаянных друг с другом пленками иезакрнстал. лизованного стекла. Такие с и талл ы, сачетаюпгне в себе полезные свойства и крн. сталлов и стекла, обладают очень высокой механической прочностью„Интересно, что прочность костей человека обусловлена подобной же двухфазностью их структуры, слагающейся из мелких кристаллов апатнта, спаянных органическим веществом (коллагеиом).
Ситаллы являютсн ценным материалом для разнообразных строительных рабат. Весьма важно то обстоятельство, что исходным сырьем для их получения могут служить металлургические шлаки. ° рагс а« с И«орган«че«кне стеклооаразуащае сас«ены. пер, с «кга., поа ред. и. В. Та- я«нз«»а. м., мар г шга, зш с. 5 4. Кремний 66) Получаемая продуванием сквозь жидкую стеклянную массу водяного пара (под давлением) с т е к л я и и а я в а т а является прекрасным теплонзоляциоиным материалом.
Этим же качеством, а также звуконепроняцаемостью н большой механической прочностью Абладает «п е и о с т е к л о». Оно образуется при постепенном нагревании до 700-800'С смеси стеклянного порошка со способными выделять газы веществами н представляет собоА как бы напитанную газом стеклянную губку с плотностью 0,2 — 0,5 з/емв. 67) Из получаемых иа специальных машинах очень тонких (диаметром до долей микрона) стеклянных нитей выделывают ткани, которые используются для ряда тех.
ннческих целей и изготовления спецодежды. Стек лани ее волокно обладает вы- сокоА удельной прочностью иа разрыв, которая тем выше, чем оио тоньше (рнс Х.ВЗ). Даже у етолстых» волокон диаметром 50 лл (что примерно равно диаметру челове. ,ческого волоса) она превышает прочность н естественных д~гр (хлопок, шерсть), и искусственных (вискоза, капрон) волокнистых материалов. В сочетании с синтетическими полн- 2ПО мерами стеклянное волокно дает легко формуемые прн получении материалы (ее те кл оп ласти к н»), которые примерно н 4 раза легче стали, но могут превосходить ее по прочности и практически ие подвергаются атмосферноА ду вй йй йй гйуми коррозии.
63) Если стеклянная нить покрыта тончайшим слоем иного стекла с подходяще подобранным показателем преломленив, то поступающий в иее с одного конца свет практически без изменения доходит до другого конца. Как бы ин была нить язогнута. закручена н т. д., свет ие может нз иее «вырваться», так как постоянно испытывает полное внутреннее отражение. Пучки таких нитей образуют с вето а оды, которые начинают находить использование в самых разнообразных областях. Например, освещая какоА-либо труднодоступный объект через часть нитей гибкого световода, можно через другую часть нитей того же световода получить иэображение этого объекта.
Основанная иа свойствах световодов (стеклянных и пластмассовых) волоконная оп тика является одним из важных достижений совремеиноА техники. 66) Из стекол общего типа хМа»О рВ»О».з810» кислотной обработкой могут быть вымыты окислы щелошого металла н бора, причем образуетсн пористое стекло. сохраняющее форму исходного.
Диаметр пор в таком стекле (состоящем после обработки примерно на 966» из 5Ю») может равнятьси !5 — 20Л. Подобно цеолитам, оно обладает большой сорбцноииоА активностью. 70) Сравнительно недавно началось производство к за р це в о го стекла, прел. ставлающего собоА по химическому составу почти частый кремнезем (ВЮ»). Процесс его выработки в принципе несложен, так как заключается просто з плавлении кварца (обычно — горного хрусталя). Однако поддержание необходимой для этого высокой температуры связано с рядом технических трудностеА, обусловлнвающях высокую стоимость кварцевых изделий. 7)лотность кварцевого стекла равна 2,2 е/смв, т.
е. ояа меньше, чем у всех кристаллических модификаций кремнезема. Выше 200'С кварцевое стекло начинает заметно пропускать водород и гелиА, а выше 1000'С вЂ” н другна газы. ИнтересиоА особеивосп,ю плавленого кварца являетсн почти полнов отсутствие у него упругого посаедействия, вследствие чего нити и спирали нз этого материала незаменимы в производстве ряда точных измерительных приборов. Нанболев ценным преимуществом кварцевого стекла перед обычным явлвется примерно в !5 раз меньший н почти ие изменяющийся с температурой коэффициент термического расширения. Благодаря этому кварцевая посуда переносят без растраскиваинв весьма резкие нзмененнв температуры: ее можно, например, нагреть до красного каяения я тотчас опустить в воду.
С другой стороны, кварцев9е стекло почти вовсе ве аадержнвает ультрафиолетовые лучи н поэтому прнмеияетси в аппаратах Х. Четвертая группа периодической системы для их получения. Если плавленный кварц окрасить солями никеля, то получается чераое стекло, задерживающее все видимые лучи, но пропускающее ультрафиолетовые. Вода и кислоты (кроме НР и Н»РО«) практически не действуют на кварцевое стекло, тогла как щелочи довольно легко его разъедают. Другим недостатком кварцевого стекла является его бояьшая по сравнению с обычным хрупкость. 71) Некоторые константы галидов кремния сопоставлены ниже! 5(Р«5(С1«5)пт«5Ц« Теплот» пбрп»пввппе, ккп.«(мпкь .......... 566 16( 110 (6 и(5(г), А 1Лб 2,01 2,15 2.(З Температура пкпвпеппя.
'С ............. -00 (дпвз.) -66 +5 122 температура пвпевпк. "с .............. -95(аозт.) +52 153 290 Ионизациоииые потенциалы 5)Р«и 51С1, равны соответственно 18,4 и 11,6 а. Для сило- воА константы связи 8! — С! дается к(ЯС!) 3,!. Значительные количества ЯР, получаются как побочный продукт суперфосфатного производства. Фтористый кремний весьма ядовит. 72) Хлористый кремний получают обычно, действуя хлором на накаленную смесь 5ЬО2 н угля: ЯОп+2С+2С12 = 2СО+ ЯС14 Взаимодействие его при нагревании с окислами некоторых металлов идет аналогично реакции с водой (и в отдельных случаях протекает весьма знергично).
Например, реакция с А1209 идет по схеме: 35(С1«+ 2А!90п —— 35ЬОз + 4А!С(п + 24 ' икая. Обмен хлора на кислород происходит также и при взаимодействии ЯС1< с окисламн некоторых металлоидов. Напрнмер, четыреххлористый кремннА переводит Р205 в РОС!ь а 509 в 52ОпС12. Интересно, что с металлическим натрием ЯС1«реагирует (с образованием НаС! и выделением аморфного кремния) только при температуре краснота каления, тогда как в случаях ЯВг«и 511, аналогншая реакция протекает значительно легче. Особым свойством Я14 является легкая воспламеняемость его нагретых паров на воздухе.
По четыреххлористому кремнию (и 5(НС1,) имеется монография». 73) К 811, близок по своАствам радения кремния — 51(НС5)ь который может быть получен взаимодействием ЯС1, и РЬ(НС8)2 в бензольном растворе. Вещество зто представляет собой бесцветные кристаллы (т. пл. 146, т. кип. 3!3'С), под действием воды легко разлагающиеся. Интересно, что в молекуле Я(НС5), группировка Я вЂ” г) = С имеет, по.видимому, линейную структуру, тогда как для молекулы Я(ЫСО)< (2 1 доп. !42) дается дЯНС =!46' прн длинах связеА (((5!Ь() 1,69, (((НС) = 1,21, !((СО) = 1,16 А. 74) Бромнстый н иодистый кремниА удобнее получать взанмодеАствием газообразных НВг нли Н! с парами 5)С!«при нагревании.
Если обмен хлора на бром илн иод провести не нацело, образуются с и е ш а и и ы е галиды кремния — ЯС1»Вг, ЯС)пВгз, ЯС!Вгк ЯС1«1 и др. Взаимодействием ЯС1, и 5ЬР, при нагревании можно получить аналогичные фторохлорнды — 5(РС!и, ЯР«С!ь ЯР»С!. Прн высоких температурах уста. навливается некоторое равновесное соотношение между молекулами разного типа.
Например, при нагревании ЯРпВгп до 700'С в смеси одновременно содержатся: ЯВг, (49»), ЯГВгп (26), 5!РпВгт (40), ЯР»Вг (23), ЯР, (6'й). Свойства смешанных производных являются обычно промежуточными по отношению к своАствам соответствующих простых галндов. 75) Кроме простейших галидов 5)Г«, для кремния извесп!ы галоидиые пронзвод. иые 5!»Г«. Общим способом их образования является взаимодеАствие при высокой температуре паров ЯГ, и аморфного Я по обратимой реакции: ЗЯГ«+ 5! 2ЯпГ«.
Галиды 51«Г, представляют собой бесцветные жидкие или твердые вещества. Наиболее изученным нх представителем нвляется Я(С1« (т. пл. 3, т. кип. 147'С), ьюлекула которого характеризуется следующими структурными параметрами: г((Я8!) = 2,34. !((8!С1) = 2,02 А, дС18!С( = 1!О'. Аналогичный бромид — Я1Вг,— плавится при 90 н кипит прн 266'С, а иодид малоустойчнв. Для хлора н брома известим соединения и " л пи в я ус и. и.. ы п се а ь с и п л.
А. тетрпплпрсппвп п тгвпясрселпв. м.. «хвмпп». 1920. 126 и, 001 9 4. Аремлий с более длинными цепями атомов кремния, вплоть до 81»С1» (т. пл. 318'С) н 5!»Вг,» Были также описаны продукты состава 5Б»С!з» (вязкая жидкость), 8!ыС!ы (пластичная масса) н 80»С1м. Последний из ннх имеет, по.видимому, бпцпклическое строение (типа 48!С1» 2ЯС! 4ЯС1») и представляет собой желтую, вазелипоподобную массу.
70) Все сложные галиды кремния легко разлагаются водой с образованием в конечном счете 81(ОН), и соответствующей галоядоводородной кислоты. При проведения реакции на холоду н без избытка воды могут быть выделены неустойчивые промежуточные продукты гидролиза, еще сохраняющие связи Я вЂ” 8! в своем составе. Так, 5!»С1» дает в этих условиях т. н.
снлнкошавелевую кяслоту (8!ООН) „, которая выделяется в виде белого порошка, нерастворимого в воде н не обладающего кнслымн свойствами. При трении нли нагревании она разлагается со взрывом, а в щелочах растворяется с выделением водорода. Взаимодействием 51»С1» с жидким аммиаком было получено нмндное производное состава Я,(МН)ь термическое разложение которого при умеренном нагревании (ниже 500'С) ведет, по-видимому, к образованию белого рентгеноаморфного витрина состава ЯХ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
