सिलिकॉन। सामान्य विशेषताएँ। कार्बन से मुख्य अंतर: यौगिकों में पी बॉन्ड की अनुपस्थिति। सिलिसाइड्स। हाइड्रोजन (साइलेन्स), ऑक्सीकरण और हाइड्रोलिसिस के साथ यौगिक। टेट्राफ्लोराइड और सिलिकॉन टेट्राक्लोराइड, हाइड्रोलिसिस। हेक्साफ्लोरोसिलिकेट्स। ऑक्सीजन यौगिक। सिलिकॉन (IV) ऑक्साइड . सिलिका जेल। सिलिकॉन एसिड। सिलिकेट्स। घुलनशीलता और हाइड्रोलिसिस। प्राकृतिक सिलिकेट्स और एलुमिनोसिलिकेट्स, जिओलाइट्स। ऑर्गनोसिलिकॉन यौगिक। सिलिकॉन और सिलोक्सेन। दवा में सिलिकॉन यौगिकों का उपयोग।

सिलिकॉन(अव्य। सिलिकियम), सी, रासायनिक तत्वचतुर्थ समूह आवधिक प्रणालीमेंडेलीव; परमाणु संख्या 14, परमाणु द्रव्यमान 28.086। सिलिकॉन की विशेषता इलेक्ट्रॉनिक के sp3 संकरण द्वारा भी होती है

ऑर्बिटल्स। सिलिकॉन परमाणु की बाहरी इलेक्ट्रॉन परत पर संयोजकता 3d- होती है।

कक्षक (Si: 3s23p23d0),

सिलिकॉन, ऑक्सीजन के बाद, पृथ्वी की पपड़ी में सबसे प्रचुर तत्व है। मुक्त अवस्था में कार्बन के विपरीत, सिलिकॉन प्रकृति में नहीं होता है। इसके सबसे आम यौगिक सिलिकॉन ऑक्साइड (IV) SiO2 और सिलिकिक एसिड के लवण - सिलिकेट हैं। वे पृथ्वी की पपड़ी का खोल बनाते हैं। सिलिकॉन यौगिक पौधों और जानवरों में पाए जाते हैं। रासायनिक गुणों के संदर्भ में, सिलिकॉन, कार्बन की तरह, एक अधातु है, लेकिन इसकी अधात्विकता कम स्पष्ट है, क्योंकि इसमें एक बड़ा परमाणु त्रिज्या है।

सिलिकॉन। लगभग सभी धातुओं के साथ - के साथ यौगिक बनाता है ilicides(केवल Bi, Tl, Pb, Hg के साथ कोई यौगिक नहीं पाया गया)। 250 से अधिक सिलिसाइड प्राप्त किए गए हैं, जिनमें से रचना (MeSi, MeSi2, Me5Si3, Me3Si, Me2Si, आदि) आमतौर पर शास्त्रीय वैलेंसियों के अनुरूप नहीं होती है। सिलिसाइड्स को उनकी अगलनीयता और कठोरता से अलग किया जाता है; फेरोसिलिकॉन (विशेष मिश्र धातुओं के प्रगलन में एक कम करने वाला एजेंट, फेरोलॉय देखें) और मोलिब्डेनम सिलसाइड MoSi2 (इलेक्ट्रिक फर्नेस हीटर, गैस टर्बाइन ब्लेड, आदि) का सबसे बड़ा व्यावहारिक महत्व है।

सिलेन। सिलिकाइड्स पर कार्रवाई करते समय हाइड्रोक्लोरिक एसिड कीसिलिकॉन सिलेन SiH4 का सबसे सरल हाइड्रोजन यौगिक प्राप्त करें:

सिलेन एक जहरीली गैस है बुरी गंध, अनायास ही प्रज्वलित हो जाता है वायु

वे प्रतिक्रियाशील हैं और मजबूत कम करने वाले एजेंट हैं,

पानी के साथ प्रतिक्रिया करें कमरे का तापमान:

SiH4 + 2H2O → SiO2 + 4H2,:

tetrafluorideसिलिकॉन को प्राथमिक फ्लोरीन के साथ सिलिकॉन डाइऑक्साइड के फ्लोरिनेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है।

ज्वाला रिएक्टरों में फ्लोरिनेशन प्रक्रिया दो चरणों में की जाती है, पहले चरण से दूसरे चरण तक प्राथमिक फ्लोरीन की अधिकता को निर्देशित करते हुए।

तकनीकी परिणाम उच्च उपज और उत्पाद की गुणवत्ता के साथ निरंतर मोड में सिलिकॉन का उत्पादन होता है।

सिलिकॉन टेट्राफ्लोराइड SiF4 कांच पर हाइड्रोफ्लोरिक (हाइड्रोफ्लोरिक) एसिड की क्रिया से बनता है:

Na2SiO3 + 6HF® 2NaF + SiF4 + 3H2O

सिलिकॉन ऑक्सीजन यौगिक

सिलिकॉन का सबसे महत्वपूर्ण ऑक्सीजन यौगिक सिलिकॉन डाइऑक्साइड SiO2 (सिलिका) है, जिसमें कई क्रिस्टलीय संशोधन हैं।

निम्न-तापमान संशोधन (1143 K तक) को क्वार्ट्ज कहा जाता है। क्वार्ट्ज में पीजोइलेक्ट्रिक गुण होते हैं। क्वार्ट्ज की प्राकृतिक किस्में: रॉक क्रिस्टल, पुखराज, नीलम। सिलिका की किस्में कैल्सेडनी, ओपल, अगेट, हैं। जैस्पर, रेत।

सिलिका रासायनिक रूप से प्रतिरोधी है; इस पर केवल फ्लोरीन, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड और क्षार समाधान कार्य करते हैं। यह आसानी से कांच की अवस्था (क्वार्ट्ज ग्लास) में बदल जाता है। क्वार्ट्ज ग्लास भंगुर, रासायनिक और तापीय रूप से काफी प्रतिरोधी है। SiO2 के अनुरूप सिलिकिक एसिड की कोई निश्चित संरचना नहीं है। सिलिकिक एसिड को आमतौर पर xH2O-ySiO2 के रूप में लिखा जाता है। सिलिकिक एसिड अलग किए गए हैं: H2SiO3 (H2O-SiO2) - मेटासिलिसिक (ट्राई-ऑक्सोसिलिकॉन), H4Si04 (2H20-Si02) - ऑर्थोसिलिक (टेट्रा-ऑक्सोसिलिकॉन), H2Si2O5 (H2O * SiO2) - डाइमेथोसिलिकॉन।

सिलिकिक एसिड खराब घुलनशील पदार्थ हैं। कार्बन की तुलना में सिलिकॉन की कम धातु प्रकृति के अनुसार, H2SiO3 इलेक्ट्रोलाइट के रूप में H2CO3 से कमजोर है।

सिलिकिक एसिड के अनुरूप सिलिकेट लवण पानी में अघुलनशील होते हैं (क्षार धातु सिलिकेट्स को छोड़कर)। घुलनशील सिलिकेट्स को समीकरण के अनुसार हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है

2SiO32-+H20=Si2O52-+20H-.

घुलनशील सिलिकेटों के सान्द्र विलयनों को द्रव काँच कहते हैं। साधारण खिड़की के शीशे - सोडियम और कैल्शियम सिलिकेट - की रचना Na20-CaO-6Si02 है। यह अभिक्रिया से प्राप्त होता है

सिलिकेट्स की एक विस्तृत विविधता (अधिक सटीक, ऑक्सोसिलिकेट्स) ज्ञात है। ऑक्सोसिलिकेट्स की संरचना में एक निश्चित पैटर्न देखा गया है: वे सभी SiO4 टेट्राहेड्रा से मिलकर बने होते हैं, जो ऑक्सीजन परमाणु के माध्यम से एक दूसरे से जुड़े होते हैं। टेट्राहेड्रा के सबसे आम संयोजन हैं (Si2O76-), (Si3O9) 6-, (Si40l2) 8-, (Si6O1812-), जो संरचनात्मक इकाइयों के रूप में, चेन, रिबन, ग्रिड और फ्रेमवर्क में जोड़े जा सकते हैं (चित्र। 4).

सबसे महत्वपूर्ण प्राकृतिक सिलिकेटउदाहरण के लिए, तालक (3MgO * H20-4Si02) और अभ्रक (SmgO*H2O*SiO2)। SiO2 की तरह, सिलिकेट्स को एक बेजान (अनाकार) अवस्था की विशेषता होती है। कांच के नियंत्रित क्रिस्टलीकरण के साथ, सूक्ष्म क्रिस्टलीय अवस्था (सीटल) प्राप्त करना संभव है। सीताल को बढ़ी हुई ताकत की विशेषता है।

सिलिकेट्स के अलावा, एलुमिनोसिलिकेट्स व्यापक रूप से प्रकृति में वितरित किए जाते हैं। एलुमिनोसिलिकेट्स - फ्रेम ऑक्सोसिलिकेट्स, जिसमें कुछ सिलिकॉन परमाणुओं को ट्रिटेंट अल द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है; जैसे Na12 [(सी, अल) 04] 12।

सिलिकिक एसिड के लिए, एक कोलाइडल अवस्था विशेषता है जब इसके लवण पर H2SiO3 एसिड के संपर्क में आता है, यह तुरंत अवक्षेपित नहीं होता है। सिलिकिक एसिड (सोल) के कोलाइडल समाधान कुछ शर्तें(उदाहरण के लिए, गर्म होने पर) सिलिकिक एसिड के एक पारदर्शी, सजातीय जिलेटिनस मास-जेल में परिवर्तित किया जा सकता है। जैल उच्च-आणविक यौगिक होते हैं जिनमें SiO2 अणुओं द्वारा गठित एक स्थानिक, बहुत ढीली संरचना होती है, जिसके रिक्त स्थान H2O अणुओं से भरे होते हैं। सिलिकिक एसिड जैल के निर्जलीकरण के दौरान, सिलिका जेल प्राप्त होता है - उच्च सोखने की क्षमता वाला झरझरा उत्पाद।

सिलिकॉन (चतुर्थ) ऑक्साइड(सिलिका) - पृथ्वी की पपड़ी में सबसे आम यौगिक है, जो विभिन्न खनिजों के रूप में इसके द्रव्यमान का 12% है। क्रिस्टलीय और अक्रिस्टलीय सिलिका में अंतर स्पष्ट कीजिए। सबसे सरल सूत्रसिलिकॉन ऑक्साइड (चतुर्थ) - SiO2। यह परमाणु जाली में क्रिस्टलीकृत होता है।

1) क्रिस्टलीय सिलिका - खनिज क्वार्ट्ज और इसकी किस्मों (रॉक क्रिस्टल, चेलेडोनी, एगेट, जैस्पर, फ्लिंट) के रूप में; क्वार्ट्ज निर्माण और सिलिकेट उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले क्वार्ट्ज रेत का आधार बनाता है।

2) अनाकार सिलिका - संरचना SiO2 nH2O के साथ एक ओपल खनिज के रूप में; अनाकार सिलिका के मिट्टी के रूप डायटोमाइट, त्रिपोली (डायटोमेसियस अर्थ) हैं; कृत्रिम अनाकार निर्जल सिलिका का एक उदाहरण सिलिका जेल है, जो सोडियम मेटासिलिकेट से प्राप्त होता है:

Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3

सिलिका जेल में एक विकसित सतह होती है, इसलिए यह नमी को अच्छी तरह से सोख लेती है।

सिलिका जेलपीएच> 5-6 पर सिलिकिक एसिड (nSiO2 mH2O) के सुपरसैचुरेटेड घोल से बना एक सूखा जेल है। ठोस हाइड्रोफिलिक शर्बत।

रसीद

यह क्षार धातु सिलिकेट्स के अम्लीकरण समाधानों द्वारा प्राप्त किया जाता है, इसके बाद परिणामस्वरूप जेल को धोना और सुखाना होता है:

सिलिकिक एसिड। SiO2 कई सिलिकिक एसिड का एनहाइड्राइड है

सिलिकिक एसिड टेट्राहेड्रल संरचनात्मक इकाइयों से निर्मित होता है (ऐसी प्रत्येक इकाई में, सिलिकॉन परमाणु टेट्राहेड्रॉन के केंद्र में स्थित होता है, और ऑक्सीजन परमाणु कोने में स्थित होते हैं)। संरचनात्मक इकाइयाँ, जंजीरों में संयुक्त, अधिक स्थिर पॉलीसिलिकिक एसिड बनाती हैं:

ऐसे यौगिक की संरचना सूत्र (H2SiO3)n द्वारा व्यक्त की जा सकती है। हालाँकि, सिलिकिक एसिड को आमतौर पर सूत्र H2SiO3 द्वारा दर्शाया जाता है। H2SiO3 एक बहुत ही कमजोर अम्ल है, जो पानी में थोड़ा घुलनशील है। गरम होने पर, यह कार्बोनिक एसिड के समान ही आसानी से विघटित हो जाता है:

सभी सिलिकिक एसिड बहुत कमजोर (कार्बोनिक से कमजोर) हैं।

सिलिकेट. सभी सिलिकिक एसिड के लवण को सिलिकेट्स कहा जाता है, हालांकि, एक नियम के रूप में, शैक्षिक साहित्य में, सिलिकेट्स का मतलब मेटासिलिकिक एसिड के लवण होते हैं। उनकी संरचना आमतौर पर तत्वों के आक्साइड के यौगिकों के रूप में सूत्र द्वारा दर्शायी जाती है। उदाहरण के लिए, कैल्शियम सिलिकेट CaSiO3 को निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है: CaO × SiO2।

रचना R2O × nSiO2 के सिलिकेट, जहाँ R2O सोडियम या पोटेशियम ऑक्साइड हैं, घुलनशील ग्लास कहलाते हैं, और उनके केंद्रित जलीय घोल को तरल ग्लास कहा जाता है। उच्चतम मूल्यसोडा वाटर ग्लास है।

हवा में खड़े होने पर, सिलिकेट घोल बादल बन जाता है, क्योंकि हवा में कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) सिलिकिक एसिड को उसके लवण से विस्थापित कर देता है:

सिलिकिक एसिड पानी में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील है - इस संपत्ति का उपयोग SiO32- आयन की गुणात्मक प्रतिक्रिया के रूप में किया जाता है।

सिलिकॉन ऑक्साइड को क्षार या कार्बोनेट के साथ मिलाकर सिलिकेट प्राप्त किया जाता है:

सिलिकिक एसिड घुलनशीलताऔर इसके विघटन की दर कई कारकों पर निर्भर करती है, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं सिलिकॉन डाइऑक्साइड का संशोधन, इसके फैलाव की डिग्री और तापमान। जब सिलिकिक एसिड जेल को पानी से हिलाया जाता है, तो घुलनशीलता का संतुलन कुछ घंटों में स्थापित हो जाता है; क्वार्ट्ज के मामले में, कई महीनों और वर्षों की भी आवश्यकता होती है।

प्राकृतिक सिलिकेट्स(लाट से। सिलेक्स, जीनस केस सिलिसिस - फ्लिंट * ए। प्राकृतिक सिलिकेट्स; एन। नैचुरलिच सिलिकेट; एफ। सिलिकेट्स नेचरल्स; आई। सिलिकैटोस नेचुरल्स) - खनिजों का एक वर्ग, सिलिकिक, आइसो- और हेटरोपॉलीसिलिसिक एसिड के लवण। प्राकृतिक सिलिकेट्स की हिस्सेदारी पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 75% और लगभग 25% है खनिज प्रजातियां. प्रकृति में 700 से अधिक प्राकृतिक सिलिकेट्स ज्ञात हैं, जिनमें सबसे महत्वपूर्ण चट्टान बनाने वाले खनिज (फेल्डस्पार, पाइरोक्सीन, एम्फ़िबोल, माइक, आदि) शामिल हैं।

एल्युमिनोसिलिकेट्स- प्राकृतिक और सिंथेटिक सिलिकेट्स का एक समूह, जिसके जटिल आयनों में सिलिकॉन और एल्यूमीनियम होते हैं। जटिल ऋणायनों के उदाहरण: −, −, 2−। Na+, K+, Mg2+, Ca2+, और कभी-कभी Ba2+ और Li+ धनायन के रूप में कार्य करते हैं।

प्राकृतिक एलुमिनोसिलिकेट सबसे आम खनिज हैं, वे पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 50% तक खाते हैं। इनमें फेल्डस्पार (अल्बाइट, ऑर्थोक्लेज़, एनोर्थाइट), मिट्टी के खनिज और अभ्रक शामिल हैं।

जिओलाइट्सकैल्शियम, सोडियम, पोटेशियम, बेरियम और कुछ अन्य तत्वों के जलीय एलुमिनोसिलिकेट हैं। जिओलाइट्स के समूह में चालीस से अधिक खनिज शामिल हैं, जो दोनों संरचना में भिन्न हैं (विशेष रूप से क्रिस्टलीय हाइड्रेट में पानी के अणुओं की संख्या में), और निश्चित रूप से भौतिक और रासायनिक गुणों में। लेकिन खनिजों के इस समूह के लगभग सभी प्रतिनिधियों के पास एक सामान्य संपत्ति है - वे अच्छे शर्बत हैं, आयन-विनिमय गुण हैं, व्यक्तिगत आयनों की गतिशीलता को बदलने और आणविक छलनी के रूप में काम करने में सक्षम हैं। और अपेक्षाकृत हाल ही में, इन खनिजों को पूरी तरह से अप्रत्याशित उपयोग मिला - वे कृषि में उपयोग किए जाने लगे।

सिलिकॉन यौगिक - अणुओं में यौगिक जिनमें सिलिकॉन और कार्बन परमाणुओं के बीच एक बंधन होता है। सिलिकॉन यौगिकों को कभी-कभी सिलिकॉन "सिलिशियम" के लैटिन नाम से सिलिकोन कहा जाता है। सिलिकॉन यौगिकों का उपयोग स्नेहक, पॉलिमर, घिसने वाले, कॉटचौक्स, सिलिकॉन तरल पदार्थ और पायस के उत्पादन के लिए किया जाता है। सिलिकॉन यौगिकों का उपयोग सौंदर्य प्रसाधनों में किया जाता है, घरेलू रसायन, पेंटवर्क सामग्री, डिटर्जेंट. विशेष फ़ीचरपारंपरिक कार्बनिक यौगिकों पर आधारित उत्पादों से ऑर्गेनोसिलिकॉन यौगिकों पर आधारित उत्पाद, एक नियम के रूप में, उच्च प्रदर्शन और विशेषताओं के साथ-साथ मानव उपयोग की सुरक्षा भी हैं। खाना पकाने में मोल्ड बनाने के लिए सिलिकॉन पॉलिमर का उपयोग किया जा सकता है। ऑर्गेनोसिलिकॉन यौगिकों और सीलेंट्स का पोलीमराइजेशन मनुष्यों के लिए सुरक्षित है और इसके निष्कर्षण की आवश्यकता नहीं है।

Siloxanes- अणु में सिलिकॉन और ऑक्सीजन के वैकल्पिक परमाणुओं वाले यौगिक। उच्च आणविक भार सिलोक्सेन - पॉलीऑर्गोनोसिलोक्सेन में उच्चतम होता है; सिलिकॉन पॉलिमर देखें।

सिलिकॉन(पॉलीऑर्गोनोसिलोक्सेन) - रासायनिक सूत्र n के साथ ऑक्सीजन युक्त उच्च आणविक भार ऑर्गेनोसिलिकॉन यौगिक, जहाँ R = कार्बनिक समूह (मिथाइल, एथिल या फिनाइल)। अब इस परिभाषा का शायद ही कभी पालन किया जाता है, और पॉलीऑर्गोनोसिलोक्सेन (उदाहरण के लिए, पीएमएस प्रकार के सिलिकॉन तेल, जीकेजेडएच प्रकार के जल विकर्षक या एसकेटीएन प्रकार के कम आणविक भार घिसने वाले) और यहां तक ​​​​कि ऑर्गेनोसिलिकॉन मोनोमर्स (विभिन्न सिलेन) को भी "सिलिकॉन" में जोड़ा जाता है। ", "सिलिकॉन" और "ऑर्गोसिलिकॉन" की अवधारणाओं के बीच अंतर को धुंधला करना।

सिलिकॉन
मूल धातु और अधातु

इस पाठ में आप "सिलिकॉन" विषय का अध्ययन करेंगे। सिलिकॉन के बारे में जानकारी पर विचार करें: इसकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना, जहां प्रकृति में सिलिकॉन पाया जाता है, सिलिकॉन के आवंटन का अध्ययन करें, इसकी भौतिक और व्याख्या करें रासायनिक गुण. आप जानेंगे कि उद्योग और अन्य क्षेत्रों में सिलिकॉन का उपयोग कहाँ किया जाता है, इसे कैसे प्राप्त किया जाता है। आप सिलिकॉन डाइऑक्साइड, सिलिकिक एसिड और इसके लवण - सिलिकेट से परिचित होंगे।

विषय: मूल धातु और अधातु

पाठ: सिलिकॉन। उत्कृष्ट गैस

सिलिकॉन पृथ्वी की पपड़ी में सबसे आम रासायनिक तत्वों में से एक है। इसकी सामग्री लगभग 30% है। प्रकृति में यह मुख्य रूप से रूप में पाया जाता है विभिन्न रूपसिलिकॉन डाइऑक्साइड, सिलिकेट्स और एलुमिनोसिलिकेट्स।

इसके लगभग सभी यौगिकों में, सिलिकॉन टेट्रावैलेंट है। सिलिकॉन परमाणु उत्तेजित अवस्था में हैं। चावल। 1.

ऐसी अवस्था में प्रवेश करने के लिए, 3s इलेक्ट्रॉनों में से एक 3p कक्षक में एक रिक्त स्थान ग्रहण करता है। इस मामले में, जमीनी अवस्था में 2 अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के बजाय, उत्तेजित अवस्था में सिलिकॉन परमाणु में 4 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होंगे। यह विनिमय तंत्र द्वारा 4 सहसंयोजक बंध बनाने में सक्षम होगा।

सिलिकॉन परमाणु कई बांडों के गठन के लिए प्रवण नहीं होते हैं, लेकिन एकल बांड -Si-O- के साथ यौगिक बनाते हैं। सिलिकॉन, कार्बन के विपरीत, कोई एलोट्रॉपी नहीं है।

में से एक एलोट्रोपिक संशोधन क्रिस्टलीय सिलिकॉन हैजिसमें प्रत्येक सिलिकॉन परमाणु sp3 संकरण में है। चावल। 2, 3. क्रिस्टलीय सिलिकॉन एक कठोर, दुर्दम्य और टिकाऊ क्रिस्टलीय पदार्थ है ग्रे रंगएक धात्विक चमक के साथ। सामान्य परिस्थितियों में - एक अर्धचालक। कभी-कभी अनाकार सिलिकॉन को सिलिकॉन के एक अन्य एलोट्रोपिक संशोधन के रूप में पृथक किया जाता है। यह एक गहरे भूरे रंग का पाउडर है, जो क्रिस्टलीय सिलिकॉन की तुलना में रासायनिक रूप से अधिक सक्रिय है। क्या यह एक एलोट्रोपिक संशोधन एक विवादास्पद बिंदु है।

सिलिकॉन के रासायनिक गुण

1. हलोजन के साथ सहभागिता

सी + 2एफ 2 → सीआईएफ 4

2. गर्म करने पर सिलिकॉन ऑक्सीजन में जलता है, सिलिकॉन ऑक्साइड (IV) बनता है।

सी + ओ 2 → SiO 2

3. कब उच्च तापमानसिलिकॉन नाइट्रोजन या कार्बन के साथ इंटरैक्ट करता है।

3Si + 2N 2 → Si 3 N 4

4. सिलिकॉन एसिड के जलीय घोल के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। लेकिन यह क्षार में घुल जाता है।

सी + 2एनएओएच + एच 2 ओ → ना 2 सीओ 3 + 2 एच 2

5. जब सिलिकन को धातुओं के साथ संगलित किया जाता है तो सिलिसाइड बनते हैं।

Si + 2Mg → Mg 2 Si

6. सिलिकॉन सीधे हाइड्रोजन के साथ संपर्क नहीं करता है, लेकिन सिलिकाइड्स को पानी के साथ प्रतिक्रिया करके सिलिकॉन हाइड्रोजन यौगिकों को प्राप्त किया जा सकता है।

एमजी 2 सी + 4 एच 2 ओ → 2 एमजी (ओएच) 2 + एसआईएच 4 (साइलेन)

सिलेन संरचनात्मक रूप से अल्केन्स के समान हैं, लेकिन अत्यधिक प्रतिक्रियाशील हैं। सबसे स्थिर मोनोसिलीन हवा में प्रज्वलित होता है।

SiH 4 +2 O 2 → SiO 2 + 2H 2 O

सिलिकॉन प्राप्त करना

सिलिकॉन को सिलिकॉन ऑक्साइड (IV) से अपचयन द्वारा प्राप्त किया जाता है।

SiO2 + 2Mg → Si + 2MgO

कार्यों में से एक उच्च शुद्धता वाला सिलिकॉन प्राप्त करना है। ऐसा करने के लिए, तकनीकी सिलिकॉन को सिलिकॉन टेट्राक्लोराइड में परिवर्तित किया जाता है। परिणामी टेट्राक्लोराइड को सिलेन में कम कर दिया जाता है, और सिलेन सिलिकॉन और हाइड्रोजन में गर्म होने पर विघटित हो जाता है।

सिलिकॉन दो ऑक्साइड बनाने में सक्षम है: SiO2 - सिलिकॉन ऑक्साइड (IV) और SiO - सिलिकॉन ऑक्साइड (II)।

सीहे - सिलिकॉन ऑक्साइड (द्वितीय) - यह एक अनाकार गहरे भूरे रंग का पदार्थ है जो सिलिकॉन ऑक्साइड (IV) के साथ सिलिकॉन की परस्पर क्रिया से बनता है।

सी + एसआईओ 2 → 2 एसआईओ.

स्थिरता के बावजूद, इस पदार्थ का लगभग कभी उपयोग नहीं किया जाता है।

सीहे 2 - सिलिकॉन ऑक्साइड (चतुर्थ)

यह पदार्थ पृथ्वी की पपड़ी का 12% हिस्सा है। चावल। 4. यह रॉक क्रिस्टल, क्वार्ट्ज, नीलम, सिट्रीन, जैस्पर, चेलेडोनी जैसे खनिजों द्वारा दर्शाया गया है। चावल। 5.

SiO 2 - सिलिकॉन ऑक्साइड (IV) - गैर-आणविक संरचना का पदार्थ।

इसकी क्रिस्टल जाली परमाणु है। चावल। 6. SiO 2 क्रिस्टल में टेट्राहेड्रॉन का आकार होता है, जो ऑक्सीजन परमाणुओं द्वारा आपस में जुड़े होते हैं। अणु (SiO2) n का सूत्र अधिक सही होगा। चूँकि SiO2 एक परमाणु संरचना का पदार्थ बनाता है, और CO2 एक आणविक संरचना बनाता है, उनके गुणों में अंतर स्पष्ट है। CO 2 एक गैस है, और SiO 2 एक ठोस पारदर्शी क्रिस्टलीय पदार्थ है, जो पानी और अपवर्तक में अघुलनशील है।

रासायनिक गुणसीलगभग 2

1. सिलिकॉन ऑक्साइड (IV) SiO2 एक अम्लीय ऑक्साइड है। यह जल से अभिक्रिया नहीं करता है। SiO 2 के जलयोजन से सिलिकिक एसिड प्राप्त नहीं किया जा सकता है। इसके लवण - सिलिकेट्स - SiO 2 को गर्म क्षार समाधानों के साथ प्रतिक्रिया करके प्राप्त किया जा सकता है।

SiO 2 + 2NaOH Na 2 SiO 3 + H 2 O

2. क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातु कार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया करता है।

CaCO 3 + SiO 2 CaSiO 3 + CO 2

3. धातुओं के साथ परस्पर क्रिया करता है।

SiO2 + 2Mg → Si + 2MgO

4. हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड के साथ प्रतिक्रिया।

SiO 2 + 4HF → SiF 4 + 2H 2 O

SiF 4 + 2HF →H 2

सिलिकिक एसिड और सिलिकेट्स के रासायनिक गुण

सिलिकिक एसिड प्राप्त करना

सिलिकिक एसिड एक बहुलक यौगिक के रूप में अवक्षेपित होता है। सिलिकिक अम्ल के सूत्र -

H 2 SiO 3 (मेटा फॉर्म) और H 4 SiO 4 (ऑर्थो फॉर्म) - तत्वों के अनुपात को दर्शाते हैं, लेकिन सही रचना को नहीं। परंपरागत रूप से, एक समतल पर, सिलिकिक एसिड की संरचना को चित्र 1.1 के रूप में दर्शाया गया है। 7.

सिलिकिक एसिड के लिए सूत्र H2SiO3 हमेशा उपयोग किया जाता है।

1. एच 2 एसआईओ 3 गरम करने पर विघटित हो जाता है

H 2 SiO 3 H 2 O + SiO 2 (सिलिका जेल)

2. क्षार समाधानों के साथ सहभागिता करता है

एच 2 सीओओ 3 + 2एनएओएच ना 2 सीओओ 3 + 2 एच 2 ओ

सिलिकिक अम्ल के लवण - सिलिकेट- आयनिक यौगिकों का संदर्भ लें। ये रंगहीन ठोस होते हैं। लिथियम को छोड़कर केवल क्षार धातुओं के सिलिकेट्स पानी में घुलनशील होते हैं।

1. घुलनशील सिलिकेट आयनों के हाइड्रोलिसिस से गुजरते हैं

Na 2 SiO 3 + H 2 O ⇆ NaHSiO 3 + NaOH

2. घुलनशील सिलिकेट प्रबल अम्लों के साथ अभिक्रिया करते हैं

Na 2 SiO 3 + 2HCl → H 2 SiO 3 ↓ + 2NaCl

पॉलीऑर्गोनोसिलोक्सेन (सिलिकॉन)

Polyorganosiloxanes (सिलिकॉन) ऑक्सीजन युक्त उच्च आणविक भार ऑर्गोसिलिकॉन यौगिक हैं।

आर 2 [ एसआईओ] एन

R एक कार्बनिक समूह (मिथाइल, एथिल या फिनाइल) है। सिलोक्सेन की संरचना वैकल्पिक सिलिकॉन और ऑक्सीजन परमाणुओं की एक श्रृंखला पर आधारित है। चित्र 8. श्रृंखला की लंबाई और जैविक समूहों को बदलकर, सिलिकोन प्राप्त करना संभव है विभिन्न गुण. पोलीमराइज़ेशन स्थितियों को बदलकर, विभिन्न लंबाई के अणु प्राप्त करना संभव है।

लघु श्रृंखला बहुलक तरल होते हैं, लंबी श्रृंखला मूल्यवान स्नेहक होते हैं। चावल। 9, जो तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला पर अपने गुणों को बनाए रखते हैं

100 0 सी से + 300 0 सी। लंबे अणु रबर बनाते हैं जो अपनी लोच नहीं खोते हैं कम तामपान. वे घर्षण और रासायनिक रूप से निष्क्रिय होने के लिए अत्यधिक प्रतिरोधी हैं। चावल। 10. यह कारण बनता है विभिन्न विकल्पउनके आवेदन। उनका उपयोग कृत्रिम हृदय या गुर्दे की मशीन बनाने के लिए किया जा सकता है, या उनका उपयोग जूते के तलवे के रूप में किया जा सकता है। विभिन्न नरम ऊतक प्रत्यारोपण बनाने के लिए सिलोक्सेन पॉलिमर का उपयोग चिकित्सा में किया जाता है, क्योंकि ऐसे पॉलिमर रासायनिक रूप से निष्क्रिय होते हैं और शरीर द्वारा अस्वीकार नहीं किए जाते हैं। वे पानी से भीगते नहीं हैं। इसका इस्तेमाल क्रीम में किया जाता है। अपने हाथों पर ऐसी क्रीम लगाते समय यह रबर के दस्ताने की जगह लेगी।

अकार्बनिक उद्यान

सोडियम सिलिकेट से भरे एक पारदर्शी ग्लास में, हम रंगीन लवण के क्रिस्टल को कम करते हैं, उदाहरण के लिए, कॉपर सल्फेट। कुछ समय बाद, आप देख सकते हैं कि क्रिस्टल से पतली खोखली नलियाँ बन गई हैं, जिनमें अघुलनशील सिलिकेट होते हैं। चावल। ग्यारह।

"बेवकूफ" पोटीन प्राप्त करना

सोडियम सिलिकेट और मेडिकल अल्कोहल की समान मात्रा मिलाई जाती है। परिणामी अवक्षेप को फ़िल्टर किया जाता है और निचोड़ा जाता है ताकि शराब न टपके। यह पोटीन है। चावल। 12. इसका नाम इसलिए रखा गया है क्योंकि इसे विंडो पुट्टी के रूप में इस्तेमाल करने की योजना थी। लेकिन यह पता चला कि इसमें ऐसे गुण हैं कि इसका उपयोग अपने इच्छित उद्देश्य के लिए नहीं किया जा सकता है। यदि आप एक गेंद को रोल करके फर्श पर फेंकते हैं, तो यह रबड़ की गेंद की तरह उछलेगी। अगर आप इसे टेबल पर रखेंगे तो यह तरल की तरह फैल जाएगा। यदि किसी कठोर वस्तु से टकराया जाए तो वह ठोस पिंड की तरह चकनाचूर हो जाएगा। थोड़ी देर के बाद, जब शराब सूख जाती है, तो यह पोटीन बस उखड़ जाएगी।

पाठ का सारांश

इस पाठ में आपने "सिलिकॉन" विषय का अध्ययन किया। सिलिकॉन के बारे में जानकारी पर विचार किया: इसकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना, जहां सिलिकॉन प्रकृति में पाया जाता है, सिलिकॉन के आवंटन का अध्ययन किया, इसके भौतिक और रासायनिक गुणों की व्याख्या की। हमने सीखा कि उद्योग और अन्य क्षेत्रों में सिलिकॉन का उपयोग कहां किया जाता है, इसे कैसे प्राप्त किया जाता है। आप सिलिकॉन डाइऑक्साइड, सिलिकिक एसिड और इसके लवण - सिलिकेट से परिचित हो गए।

ग्रन्थसूची

1. रुडज़ाइटिस जी.ई. रसायन विज्ञान। सामान्य रसायन विज्ञान के मूल तत्व। ग्रेड 11: शैक्षिक संस्थानों के लिए पाठ्यपुस्तक: बुनियादी स्तर / जी.ई. रुडज़ाइटिस, एफ.जी. फेल्डमैन। - 14वां संस्करण। - एम .: शिक्षा, 2012।

2. पोपेल पी.पी. रसायन विज्ञान: 8 वीं कक्षा: सामान्य शिक्षण संस्थानों / पी.पी. के लिए एक पाठ्यपुस्तक। पोपेल, एलएस क्रिवल्या। - के।: सूचना केंद्र "अकादमी", 2008. - 240 पी .: बीमार।

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गृहकार्य

1. नंबर 2-4 (पृष्ठ 138) रुडज़ाइटिस जी.ई. रसायन विज्ञान। सामान्य रसायन विज्ञान के मूल तत्व। ग्रेड 11: शैक्षिक संस्थानों के लिए पाठ्यपुस्तक: बुनियादी स्तर / जी.ई. रुडज़ाइटिस, एफ.जी. फेल्डमैन। - 14वां संस्करण। - एम .: शिक्षा, 2012।

2. पॉलीऑर्गोनोसिलोक्सेन के अनुप्रयोग के क्षेत्रों के नाम लिखिए।

3. सिलिकॉन एलोट्रोपिक संशोधनों के गुणों की तुलना करें।

धात्विक सिलिकॉन क्रिस्टलीय सिलिकॉन

सिलिकॉन(सी)। यह रासायनिक तत्व पृथ्वी की पपड़ी की संरचना का 1/4 हिस्सा है। क्वार्ट्ज, रॉक क्रिस्टल, रेत, मिट्टी, ग्रेनाइट, अभ्रक, अभ्रक - यह सब सिलिकॉन के रासायनिक यौगिक

सिलिकॉन मध्यवर्ती तत्वों (एम्फ़ोटेरिक) को संदर्भित करता है और धातु और गैर-धातु दोनों गुणों को प्रदर्शित कर सकता है। यह धातुओं और अधातुओं दोनों के साथ रासायनिक यौगिक बना सकता है।

शुद्ध सिलिकॉन- ग्रे रंग का एक रासायनिक रूप से सरल पदार्थ, कठोर, दुर्दम्य और भंगुर। क्रिस्टलीय सिलिकॉनयह है धातु आभाऔर अर्धचालक उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है (एक अर्धचालक है)।

सिलिकॉन दोनों क्रिस्टलीय अवस्था में हो सकता है ( क्रिस्टलीय सिलिकॉन), और अनाकार अवस्था में ( अनाकार सिलिकॉन). क्रिस्टलीय सिलिकॉन पिघली हुई धातु में अनाकार सिलिकॉन के घोल को ठंडा करके बनाया जाता है। बदले में, क्रिस्टलीय सिलिकॉन एक बहुत ही भंगुर सामग्री है और इसे आसानी से एक अनाकार पाउडर में डाला जा सकता है। इस प्रकार, अनाकार सिलिकॉनक्रिस्टलीय सिलिकॉन के क्रिस्टल के टुकड़े हैं।

मुक्त अवस्था में सिलिकॉन प्राप्त करना काफी कठिन है। इसका औद्योगिक उत्पादन क्वार्ट्ज की कमी से जुड़ा है, रासायनिक सूत्रजो कि SiO2 है, रिडक्शन रिएक्शन हॉट कोक (कार्बन) के साथ किया जाता है।

SiO 2 + C → CO 2 + Si

प्रयोगशाला में शुद्ध सिलिकॉननिम्नलिखित प्रतिक्रिया के अनुसार धात्विक मैग्नीशियम का उपयोग करके क्वार्ट्ज रेत से बहाल किया जाता है:

SiO2 + 2Mg → Si + 2MgO।

इस प्रतिक्रिया के दौरान, अनाकार सिलिकॉन का एक भूरा पाउडर बनता है। गर्म होने पर, पाउडर धीरे-धीरे केंद्रित क्षार समाधान (उदाहरण के लिए, सोडियम हाइड्रोक्साइड NaOH) के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है।

Si + 2NaOH + H 2 O → Na 2 SiO 3 + 2H 2 - परिणामी जटिल पदार्थ - को तरल ग्लास भी कहा जाता है।

दिलचस्प बात यह है कि सिलिकॉन की रासायनिक गतिविधि इसके क्रिस्टल के आकार पर निर्भर करती है। बड़े-क्रिस्टलीय सिलिकॉन अनाकार सिलिकॉन की तुलना में रासायनिक रूप से कम सक्रिय होते हैं। उत्तरार्द्ध सामान्य तापमान पर भी आसानी से फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है, और 400 - 600 0 सी के तापमान पर यह संबंधित रासायनिक यौगिकों को बनाने के लिए ऑक्सीजन, क्लोरीन, ब्रोमीन और सल्फर के साथ प्रतिक्रिया करता है। बहुत उच्च तापमान पर, सिलिकॉन क्रमशः सिलिकॉन नाइट्राइड और सिलिकॉन कार्बाइड बनाने के लिए नाइट्रोजन और कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करता है।

यदि आप हाइड्रोफ्लोरिक एचएफ (हाइड्रोफ्लोरिक) और नाइट्रिक एचएनओ 3 एसिड के मिश्रण में सिलिकॉन को भंग करने की कोशिश करते हैं, तो प्रतिक्रिया आगे नहीं बढ़ेगी। लेकिन अगर आप एक क्षार के साथ रासायनिक प्रतिक्रिया करते हैं, उदाहरण के लिए, पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के साथ, तो सिलिकिक एसिड के नमक के गठन के साथ प्रतिक्रिया होगी

सी + कोह → के 2 सीओओ 3 + एच 2

यदि कोक के साथ सिलिकॉन ऑक्साइड (रेत) को भट्टी में निस्तारित किया जाता है, तो एक बहुत ही कठोर क्रिस्टलीय पदार्थ प्राप्त होता है। कारबरंडम सिक

SiO 2 + 3C → SiC + 2CO

कारबरंडम- बहुत कठोर और दुर्दम्य पदार्थ। उद्योग में, यह में प्राप्त किया जाता है बड़ी मात्रानामित गुणों के कारण। दिलचस्प है, कार्बोरंडम का क्रिस्टल जाली सबसे कठिन पदार्थ - हीरे के क्रिस्टल जाली के समान है, लेकिन इसमें अलग-अलग कार्बन परमाणुओं को समान रूप से सिलिकॉन परमाणुओं द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

सिलिकॉन के साथ धातु के यौगिकों पर एसिड की क्रिया के तहत उच्च तापमान पर, साथ ही साथ रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान, silaneएसआईएच 4।

सिलानयह एक स्व-प्रज्वलित रंगहीन गैस है। यह सिलिकॉन ऑक्साइड और पानी बनाने के लिए हवा में प्रज्वलित हो सकता है

SiH 4 + 2O 2> → SiO 2 + 2H 2 O

यदि सिलिकॉन ऑक्साइड SiO2 को क्लोरीन की एक धारा में कार्बन की उपस्थिति में गर्म किया जाता है, तो सिलिकॉन क्लोराइड के निर्माण के साथ एक रासायनिक प्रतिक्रिया होती है।

SiO 2 + 2C +2 Cl 2 → SiCl 4 + 2CO

सिलिकॉन क्लोराइडएक तरल है, जिसका क्वथनांक केवल 54 0 सी है। सिलिकॉन क्लोराइड पानी में आसानी से घुल जाता है जिससे दो एसिड का घोल बनता है: सिलिकिक और हाइड्रोक्लोरिक

SiCl 4 + H 2 O → H 2 SiO 3 + HCl

यदि यह रासायनिक प्रतिक्रिया नम हवा के वातावरण में होती है, तो दो अम्लों के बनने के दौरान गाढ़ा धुंआ दिखाई देगा।

सिलिकॉन फ्लोराइड SiF 4 - हाइड्रोफ्लोरिक एसिड और सिलिकॉन ऑक्साइड की रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप बनता है

SiO 2 + 4HF → SiF 4 + 2H 2 O

सिलिकॉन फ्लोराइड एक रंगहीन गैस है जिसमें "तीखी" गंध होती है। इसके अलावा, सिलिकॉन क्लोराइड की तरह, यह गैस पानी में दो एसिड बनाती है: सिलिकिक और हाइड्रोफ्लोरिक। लेकिन दिलचस्प बात यह है कि सिलिकॉन फ्लोराइड हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है हेक्साफ्लोरोसिलिक एसिड जिसका रासायनिक सूत्र H2SiF6 है। इसके लवण और अम्ल ही जहरीले होते हैं।