Диоксид кремния (SiO )

Самый распространенный оксид на Земле

Что такое SiO ? Основные

понятия.

•Химическая формула: SiO — оксид кремния (IV).

•Состав: Молекула состоит из 1 атома кремния и 2 атомов кислорода.

•Строение: Не отдельные молекулы, а атомная кристаллическая решетка (как алмаз). Каждый атом кремния связан с четырьмя атомами кислорода, а каждый атом кислорода — с двумя атомами кремния, образуя прочный трехмерный каркас.

•Бытые названия: Кремнезем, silica.

Природные формы (Кристаллические)

•варц — самый распространенный минерал в земной коре.

•Горный хрусталь — прозрачные кристаллы.

•Аметист — фиолетовый (примесь железа).

•Цитрин — желтый.

•Агат, яшма, халцедон — скрытокристаллические формы.

Природные и искусственные формы (Аморфные)

•Аморфное состояние — нет дальнего порядка в расположении атомов.

•Опал — драгоценный минерал с эффектом игры цвета.

•Кремни (диатомит, трепел) — образованы скелетами древних водорослей.

•Кварцевое стекло (плавленый кварц) — получают плавлением кварца. Прозрачно, термостойко.

•Силикагель — пористое вещество, мощный адсорбент (пакетики «не съешь»).

Физические свойства

•Агрегатное состояние: Твердое, очень тугоплавкое.

•Температура плавления: ~ 1713 °C (для кварца).

•Твердость: Высокая. 7 баллов по шкале Мооса (царапает стекло).

•Прочность и хрупкость: Очень прочный, но хрупкий.

•Электропроводность: Диэлектрик (не проводит ток).

•Растворимость: Нерастворим в воде и почти во всех кислотах (кроме плавиковой HF!).

Химические свойства

•SiO + 2NaOH → Na SiO + H O (образуется силикат натрия — «жидкое стекло»)

•SiO + CaO → CaSiO (в металлургии — для удаления примесей, шлак)

•Реагирует с плавиковой кислотой:

•SiO + 4HF → SiF ↑ + 2H O (этот процесс используют для травления стекла).

Получение

•В природе: В огромных количествах — это продукт выветривания горных пород.

•В лаборатории:

•Кислотообработка силикатов: Na SiO + 2HCl → H SiO ↓ (кремниевая кислота) → при нагревании SiO + H O.

•Окисление кремния: Si + O → SiO .

Применение

•Производство стекла (около 70% всего песка)! Смесь SiO , соды и известняка.

•Производство бетона и строительных материалов (основа цемента, кирпича).

•Абразивы (наждачная бумага, шлифовальные круги).

•Радиотехника и оптика: Пьезокварц (стабилизаторы частоты), линзы для УФ-оптики.

•Металлургия: Флюс для получения шлака.

Применение 2

•Полупроводниковая промышленность: Ультрачистый SiO — основной материал для изоляционных слоев в микропроцессорах и компьютерных чипах.

•Волоконная оптика: Сердечник световода делают из сверхпрозрачного кварцевого стекла.

•Нанотехнологии: Наночастицы SiO — как добавка для прочности материалов, в косметике, катализаторах.

Выводы

•SiO — химически стойкое, тугоплавкое, твердое вещество с атомной кристаллической решеткой.

•Существует в огромном разнообразии форм (кристаллических и аморфных).

•Обладает свойствами кислотного оксида.

•Это материал цивилизации — от древнего каменного орудия до современного смартфона.

•Его значение в природе, технике и быту невозможно переоценить