5. Свойства соединений кремния: силициды, галогениды, силаны. Оксосиликаты.

СИЛИЦИДЫ, соединения Si с менее электроотрицательными элементами, главным образом металлами. Известны для s-металлов (кроме Be), большинства d-элементов (кроме Ag, Au, Zn, Cd, Hg) и всех f-элементов; p-металлы силициды не образуют. Неметаллические p-элементы в большинстве образуют соединения с Si, но их правильнее рассматривать как карбид. борид. арсениды. селениды Si и т.п.

Силициды-кристаллич. вещества с металлич. блеском, б.ч. серебристо-белого или серого цвета; в их структуре имеются связи М—Si, Si—Si и М—М. По типу хим. связи силициды можно разделить на ионно-ковалентные (силициды щелочных и щел.-зем. металлов, а также Mg) и металлоподобные (силициды переходных металлов). Для первой группы характерно сочетание ионной связи между атомами металла и Si с ковалентной связью между атомами Si. Металлоподобные силициды характеризуются сочетанием металлич. связи между атомами металла с ковалентной связью между атомами Si, а также значит. долей ковалентной связи между атомами металла и Si, возрастающей с уменьшением донорной способности металлов.

У низших силициды металлич. структура б.ч. с изолир. одиночными атомами Si (при условии, что отношение радиусов r_Si/r_M 0,84-0,85). У этих силициды чаще других встречаются структуры типа b-W с плотнейшей кубич. упаковкой и типа a-Fe (кубич. объемноцентрир. решетка). Соед. типа фаз внедрения среди силициды не наблюдается. С повышением содержания Si появляются структуры с изолир. парами атомов Si, с цепями, слоями и пространств. каркасами из атомов Si. Большинство силициды имеют состав от M₃Si до MSi₂. Наиб. распространены составы MSi₂, M₅Si₃, M₃Si, M₂Si₃ и M₂Si. Для них характерно большое число разл. структурных типов. Известно неск. силициды меди. Li и некоторых др. металлов, содержащих меньше Si. Миним. содержание Si наблюдается у Cu₈Si. У тяжелых щелочных металлов известны силициды с большим содержанием Si (максилициды содержание у CsSi₈). Многие силициды, в особенности силициды переходных металлов - фазы переменного состава.

Галогениды кремния более прочные соединения, чем галогениды углерода; вместе с тем водой они разлагаются.

Прочность некоторых связей углерода и кремния

Связь	Энергия связи, кДж/моль	Связь	Энергия связи, к Д ж/моль
С-С	348	Si-Si	222
С-Н	414	Si-H	319
С-О	359	Si-О	445
C-F	487	Si-F	567
С-Сl	340	Si-Cl	382
С-Вг	285	Si-Br	310
С-I	214	Si-I	235
C-N	206	Si-N	330-350

Наиболее прочным галогенидом кремния является SiF₄ (разлагается только под действием электрического разряда), но так же, как и другие галогениды, подвергается гидролизу.

Силаны представляют собой прозрачные бесцветные жидкости (в чистом виде), легко подвижные, «дымящиеся» на воздухе, с резким специфическим запахом, который обусловлен выделением хлористого водорода при контакте с атмосферной влагой. Силаны хорошо растворимы в органических растворителях.

Оксосиликаты всех металлов (кроме ЩМ) малорастворимы. Поэтому, если кристаллы растворимой соли Mn+ поместить в «жидкое стекло», то они тут же покрываются пленкой малорастворимого силиката этого металла, причем пленка настолько плотна, что она проницаема лишь для молекул воды, но не для более крупных гидратированных ионов соли.

Как следствие, вода под действием осмотического давления всасывается под пленку и разрывает ее. В месте разрыва образуется новая пленка, но так как она тоньше, чем в других местах, то именно она опять рвется, и все повторяется снова и снова. А внешне это выглядит как рост «водорослей». И если брать несколько различно окрашенных (за счет катионов) солей, то силикатные «водоросли» оказываются разноцветными. Так «выращивают» причудливый «неорганический сад».

При действии хлороводородной кислоты «водоросли» ломаются и обесцвечиваются, так как за счет образования малорастворимой кремниевой кислоты ионы металлов «вымываются» из силикатов в раствор.

Соединения кремния с кислородом образуют большой класс соединений - оксисиликаты. В основе их лежит структура, изображенная на рисунке.

Каждый кислород связан с двумя атомами кремния, а каждый кремний - с четырьмя кислородами. Взаимное пространственное расположение этих атомов может быть очень разным, кроме того, в структуру оксисиликатов входят различные ионы. И все вместе они образуют очень длинные и разветвлённые цепи, сети и пространственные структуры.

6. Качественные реакции на ионы СО32– (с минеральными кислотами), СN– (с нитратом серебра), Pb+2 (с хроматом калия).