Хімічний елемент
Силіцій — хімічний елемент № \(14\). Він міститься у \(IVА\) групі Періодичної системи.
На зовнішньому шарі атома Силіцію містяться чотири валентних електрони. До його завершення не вистачає чотирьох електронів. Тому у сполуках з металами для Силіцію характерна ступінь окиснення \(-4\), а при взаємодії з більш електронегативними неметаллами він проявляє позитивні ступені окиснення \(+2\) або \(+4\).
За вмістом у земній корі Силіцій займає друге місце після Оксигену. Земна кора більш ніж наполовину утворена сполуками Силіцію. Поширені силіцій(\(IV\)) оксид , силікати і алюмосилікати. Пісок, кварц, гірський кришталь, аметист складаються з силіцій оксиду. Граніт, польовий шпат, глина є силікатами або алюмосилікатами.
Входить Силіцій і до складу живих організмів. Його сполуки надають міцність стеблам рослин, містяться у зовнішніх покривах тварин, утворюють раковини і скелети деяких мешканців водного середовища. У людини Силіцій присутній у волоссі і нігтях.
Скелети радіолярій
Проста речовина
Силіцій має атомну кристалічну ґратку, схожу на ґратку алмаза. Кожен атом Силіцію у його кристалах зв'язаний чотирма ковалентними зв'язками з сусідніми атомами. Завдяки такій будові у нього спостерігається висока твердість.
Радіус атома Силіцію більше радіуса атома Карбону, тому у його кристалах електрони вільніші у порівнянні з алмазом. Силіцій проводить електричний струм, а його електропровідність збільшується з підвищенням температури або при освітленні. Такі речовини належать до напівпровідників.
На відміну від алмаза силіцій є чорно-сірою непрозорою речовиною. У нього висока температура плавлення (\(1428\) °С).
Силіцій
Отримують силіцій відновленням його оксиду коксом у електропечах:
.
Хімічні властивості
У хімічних реакціях Силіцій може проявляти і окисні, і відновні властивості. Окисні властивості Силіцію виражені слабше, ніж у інших неметалів.
- Взаємодія з металами.
При високій температурі силіцій реагує з металами з утворенням силіцидів:
.
У цій реакції атоми Силіцію — окисники.
- З воднем не реагує.
З воднем силіцій практично не реагує через нестійкість сполуки з Гідрогеном силану . Силан можна отримати при гідролізі силіцидів:
.
Він самозаймається на повітрі і згоряє з утворенням силіцій(\(IV\)) оксиду і води:
.
- Взаємодія з киснем.
Силіцій горить у кисні і проявляє у цій реакції відновні властивості:
.
- Взаємодія з оксидами металів.
Силіцій здатний відновлювати деякі метали з їх оксидів:
.
- Взаємодія з лугами.
На відміну від вуглецю силіцій розчиняється у концентрованих розчинах лугів з утворенням силікатів і виділенням водню:
.
Застосування силіцію
- використовується у виробництві напівпровідників для електронної промисловості;
- застосовується для виготовлення сонячних батарей;
- входить до складу жароміцних і кислототривких сплавів.
Сонячні батареї