Кремниевая Кислота Кристаллическая Решетка Какая

Слоистые структуры

Слоистые структуры формируются из ленточных, кремнийкислородные тетраэдры связаны тремя вершинами в ленты [Si₂O₅]_n 2 n– :

Ленточные структуры

Ленточные структуры формируются из двух цепочек, кремнийкислородные тетраэдры связаны тремя вершинами в ленты [Si₄O₁₀]_n 4 n– или [Si₄O₁₁]_n 6 n– :

Цепочечные структуры

Построены из кремний кислородных тетраэдров, связанных двумя вершинами в цепочки [SiO₃]_n 2 n– (LiAl[SiO₃]₂):

Получают кремниевые кислоты косвенным путем, действуя на силикат калия или натрия соляной кислотой :

Их нельзя получить в чистом виде.

Соли кремниевой кислоты – силикаты. Обычно они нерастворимы в воде, исключения составляют силикаты натрия и калия, их называют «жидким стеклом». Силикаты широко распространены в природе. Свойства силикатов различны в зависимости от их состава и строения, очень часто они имеют красивую окраску, некоторые из них используются в ювелирном деле (гранат, топаз, изумруд).

Каркасные структуры

Образуются при объединении ленточных слоев вершинами кремнийкислородных тетраэдров с образованием трехмерной каркасной структуры, тетраэдры соединены четырьмя вершинами (KAl[Si₃O₈]).

Силикаты широко распространены в природе. Они имеют различный состав и строение. Практически все силикаты содержат структурную единицу – кремнийкислородный тетраэдр SiO₄. В структуре силикатов атомы кремния могут замещаться на атомы алюминия, в этом случае образуются алюмосиликаты. По строению силикаты и алюмосиликаты делятся на следующие классы: островные, цепочечные, ленточные, слоистые и каркасные.

Стекло – тоже силикат. Состав обычного оконного стекла: Na₂O·CaO·6SiO₂. Стекло получают при сплавлении в специальных печах смеси соды Na₂CO₃, известняка CaCO₃ и белого песка SiO₂:

6SiO₂ + Na₂CO₃ + CaCO₃ = Na₂O·CaO·6SiO₂ + 2CO₂.

Для получения специального стекла вводят различные добавки, так стекло содержащее ионы Pb 2+ – хрусталь; Cr 3+ – имеет зеленую окраску, Fe 3+ – коричневое бутылочное стекло, Co 2+ – дает синий цвет, Mn 2+ – красновато–лиловый.

Источник

1.3.3. Вещества молекулярного и немолекулярного строения. Тип кристаллической решётки. Зависимость свойств веществ от их состава и строения.

Для большинства веществ характерна способность в зависимости от условий находиться в одном из трех агрегатных состояний: твердом, жидком или газообразном.

Например, вода при нормальном давлении в интервале температур 0-100 o C является жидкостью, при температуре выше 100 о С способна существовать только в газообразном состоянии, а при температуре менее 0 о С представляет собой твердое вещество.

Вещества в твердом состоянии различают аморфные и кристаллические.

Характерными признаками аморфных веществ является отсутствие четкой температуры плавления: их текучесть плавно увеличивается с ростом температуры. К аморфным веществам относятся такие соединения, как воск, парафин, большинство пластмасс, стекло и т.д.

Все же кристаллические вещества обладают конкретной температурой плавления, т.е. вещество с кристаллическим строением переходит из твердого состоянии в жидкое не постепенно, а резко, при достижении конкретной температуры. В качестве примера кристаллических веществ можно привести поваренную соль, сахар, лед.

Разница в физических свойствах аморфных и кристаллических твердых веществ обусловлена прежде всего особенностями строения таких веществ. В чем заключается разница между веществом в аморфном и кристаллическом состоянии, проще всего понять из следующей иллюстрации:

Как можно заметить, в аморфном веществе, в отличие от кристаллического, отсутствует какой-либо порядок в расположении частиц. Если же в кристаллическом веществе мысленно соединить прямой два близкорасположенных друг к другу атома, то можно обнаружить, что на этой линии на строго определенных промежутках будут лежать одни и те же частицы:

Таким образом, в случае кристаллических веществах можно говорить о таком понятии, как кристаллическая решетка.

Кристаллической решеткой называют пространственный каркас, соединяющий точки пространства, в которых находятся частицы, образующие кристалл.

Точки пространства, в которых находятся образующие кристалл частицы, называют узлами кристаллической решетки.

В зависимости от того, какие частицы находятся в узлах кристаллической решетки, различают: молекулярную, атомную, ионную и металлическую кристаллические решетки.

В узлах молекулярной кристаллической решетки

находятся молекулы, внутри которых атомы связаны прочными ковалентными связями, однако сами молекулы удерживаются друг возле друга слабыми межмолекулярными силами. Вследствие таких слабых межмолекулярных взаимодействий кристаллы с молекулярной решеткой являются непрочными. Такие вещества от веществ с иными типами строения отличаются существенно более низкими температурами плавления и кипения, не проводят электрический ток, могут как растворяться, так и не растворяться в различных растворителях. Растворы таких соединений могут как проводить, так и не проводить электрический ток в зависимости от класса соединения. К соединениям с молекулярной кристаллической решеткой относятся многие простые вещества — неметаллы (отвержденные H₂, O₂, Cl₂, ромбическая сера S₈, белый фосфор P₄), а также многие сложные вещества – водородные соединения неметаллов, кислоты, оксиды неметаллов, большинство органических веществ. Следует отметить, что, если вещество находится в газообразном или жидком состоянии, говорить о молекулярной кристаллической решетке неуместно: корректнее использовать термин — молекулярный тип строения.

Кристаллическая решетка алмаза как пример атомной решетки

В узлах атомной кристаллической решетки

находятся атомы. При этом все узлы такой кристаллической решетки «сшиты» между собой посредством прочных ковалентных связей в единый кристалл. Фактически, такой кристалл является одной гигантской молекулой. Вследствие особенностей строения все вещества с атомной кристаллической решеткой являются твердыми, обладают высокими температурами плавления, химически мало активны, не растворимы ни в воде, ни в органических растворителях, а их расплавы не проводят электрический ток. Следует запомнить, что к веществам с атомным типом строения из простых веществ относятся бор B, углерод C (алмаз и графит), кремний Si, из сложных веществ — диоксид кремния SiO₂ (кварц), карбид кремния SiC, нитрид бора BN.

У веществ с ионной кристаллической решеткой

в узлах решетки находятся ионы, связанные друг с другом посредством ионных связей.

Поскольку ионные связи достаточно прочны, вещества с ионной решеткой обладают сравнительно высокой твердостью и тугоплавкостью. Чаще всего они растворимы в воде, а их растворы, как и расплавы проводят электрический ток.

К веществам с ионным типом кристаллической решетки относятся соли металлов и аммония (NH₄ + ), основания, оксиды металлов. Верным признаком ионного строения вещества является наличие в его составе одновременно атомов типичного металла и неметалла.

Кристаллическая решетка хлорида натрия как пример ионной решетки

Металлическая кристаллическая решетка

наблюдается в кристаллах свободных металлов, например, натрия Na, железа Fe, магния Mg и т.д. В случае металлической кристаллической решетки, в ее узлах находятся катионы и атомы металлов, между которыми движутся электроны. При этом движущиеся электроны периодически присоединяются к катионам, таким образом нейтрализуя их заряд, а отдельные нейтральные атомы металлов взамен «отпускают» часть своих электронов, превращаясь, в свою очередь, в катионы. Фактически, «свободные» электроны принадлежат не отдельным атомам, а всему кристаллу.

Металлическая кристаллическая решетка

Такие особенности строения приводят к тому, что металлы хорошо проводят тепло и электрический ток, часто обладают высокой пластичностью (ковкостью).
Разброс значений температур плавления металлов очень велик. Так, например, температура плавления ртути составляет примерно минус 39 о С (жидкая в обычных условиях), а вольфрама — 3422 °C. Следует отметить, что в обычных условиях все металлы, кроме ртути, являются твердыми веществами.

Источник

Кремниевая кислота кристаллическая решетка какая

Кремний открыл и получил в 1823 году шведский химик Йенс Якоб Берцелиус.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2

Известен аморфный и кристаллический кремний.

Имеет алмазоподобную структуру и образует прочные ковалентные связи. Инертен.

1. В промышленности – нагревание угля с песком: 2C + SiO 2 t ˚ → Si + 2CO

Химические свойства кремния

Типичный неметалл, инертен.

4) С водородом кремний не взаимодействует. Силан (SiH 4 ) получают разложением силицидов металлов кислотой:

Растворяется только в смеси азотной и плавиковой кислот:

6) Со щелочами (при нагревании):

1) Взаимодействие с металлами (образуются силициды):

Кремний широко используется в электронике как полупроводник. Добавки кремния к сплавам повышают их коррозионную стойкость. Силикаты, алюмосиликаты и кремнезем – основное сырье для производства стекла и керамики, а также для строительной промышленности.
Кремний в технике
Применение кремния и его соединений

Кристаллическая решётка оксида кремния (IV) – атомная и имеет такое строение:

Физические свойства: Твёрдое, кристаллическое, тугоплавкое вещество, t°пл.= 1728°C, t°кип.= 2590°C

Кислотный оксид. При сплавлении взаимодействует с основными оксидами, щелочами, а также с карбонатами щелочных и щелочноземельных металлов:

1) Взаимодействие оксида кремния с основными оксидами:

SiO 2 + CaO t ˚ = CaSiO 3

2) Взаимодействие оксида кремния с щелочами:

SiO 2 + 2NaOH t ˚ = Na 2 SiO 3 + H 2 O

3) С водой оксид кремния не реагирует!

4) Взаимодействие оксида кремния с солями:

5) Взаимодействие оксида кремния с плавиковой кислотой:

(реакции лежат в основе процесса травления стекла).

1. Изготовление силикатного кирпича

2. Изготовление керамических изделий

3. Получение стекла

Кремниевые кислоты x • SiO 2 • y H 2 O

Получение кремниевой кислоты:

Химические свойства кремниевой кислоты:

1) Взаимодействие силикатов щелочных металлов с кислотами

2) Взаимодействие силикатов щелочных металлов с солями

Применение соединений кремния

Фарфор = каолин+ глина + кварц + полевой шпат. Родина фарфора – Китай, где фарфор известен уже в 220г. В 1746 г – налажено производство фарфора в России

Стекло – хрупкий, прозрачный материал, способен размягчаться и при застывании принимает любую форму. Стекло получают варкой шихты (сырьевой смеси, состоящей из песка, соды и известняка) в специальных стекловаренных печах.

Основные реакции, протекающие при плавке шихты

При добавлении оксида свинца получают хрусталь.

Цемент – мелко измельчённый клинкер с минеральными добавками.

Источник

Тема: Оксид кремния (VI). Кремниевая кислота

ТЕМА: Оксид кремния (VI). Кремниевая кислота.

ЦЕЛЬ: учащиеся должны изучить свойства оксида кремния (VI) и

кремниевой кислоты по аналогии с углеродом и его соединениями,

убедиться в том, что их свойства – это следствие строения вещества;

ОБОР-ИЕ: Na2SiO3, HCl, коллекция «Минералы и горные породы», ПСХЭ.

Ребята! На прошлом уроке мы изучили кремний, дали ему характеристику как химическому элементу и простому веществу. Вспомните, где кремний распространён в природе? Кремний – один из самых распространённых в земной коре элементов, занимает второе место после кислорода (26-27%). Кремний главный элемент в царстве горных пород. Кремнезём SiO2 – основная часть песка, Al2O3·2SiO2·2H2O – каолинит, основная часть глины,

K2O·Al2O3·6SiO2 – полевой шпат (ортоклаз). В большинстве организмов содержание кремния невелико. Однако некоторые морские водоросли накапливают большие количества кремния – это диатомовые водоросли, из животных, много кремния содержат кремниевые губки.

Ребята! Каковы физические свойства кремния?

Известен аморфный и кристаллический кремний. Кристаллический кремний обладает металлическим блеском, тугоплавкий, очень твёрдый, атомная кристаллическая решётка, обладает незначительной электропроводностью. ( при комнатной температуре в 1000 раз

Источник