Si h2 – Mathway | Популярные задачи

Mathway | Популярные задачи

1 Найти число нейтронов H
2 Найти массу одного моля H_2O
3 Определить кислотность pH 0.76M(HCl)(solution)
4 Найти массу одного моля H_2O
5 Баланс H_2(SO_4)+K(OH)→K_2(SO_4)+H(OH)
6 Найти массу одного моля H
7 Найти число нейтронов Fe
8
Найти число нейтронов Tc
9 Найти конфигурацию электронов H
10 Найти число нейтронов Ca
11 Баланс CH_4+O_2→H_2O+CO_2
12 Найти число нейтронов C
13 Найти число протонов H
14 Найти число нейтронов O
15 Найти массу одного моля
CO_2
16 Баланс (a+b/c)(d-e)=f
17 Баланс CH_4+O_2→H_2O+CO_2
18 Баланс C_8H_18+O_2→CO_2+H_2O
19 Найти атомную массу H
20 Определить, растворима ли смесь в воде H_2O
21 Найти конфигурацию электронов Na
22 Найти массу одного атома H
23 Найти число нейтронов Nb
24 Найти число нейтронов Au
25 Найти число нейтронов Mn
26 Найти число нейтронов Ru
27 Найти конфигурацию электронов O
28 Найти массовую долю H_2O
29 Упростить корень пятой степени 243
30 Определить, растворима ли смесь в воде NaCl
31 Найти эмпирическую/простейшую формулу H_2O
32 Найти степень окисления H_2O
33 Найти конфигурацию электронов K
34 Найти конфигурацию электронов Mg
35 Найти конфигурацию электронов Ca
36 Найти число нейтронов Rh
37
Найти число нейтронов Na
38 Найти число нейтронов Pt
39 Найти число нейтронов Be Be
40 Найти число нейтронов Cr
41 Найти массу одного моля H_2SO_4
42 Найти массу одного моля HCl
43 Найти массу одного моля Fe
44 Найти массу одного моля C
45 Найти число нейтронов Cu
46 Найти число нейтронов S
47 Найти степень окисления H
48 Баланс CH_4+O_2→CO_2+H_2O
49 Найти атомную массу O
50 Найти атомное число H
51 Найти число нейтронов Mo
52 Найти число нейтронов Os
53 Найти массу одного моля NaOH
54 Найти массу одного моля O
55 Найти конфигурацию электронов H
56 Найти конфигурацию электронов Fe
57 Найти конфигурацию электронов C
58 Найти массовую долю NaCl
59
Найти массу одного моля
K
60 Найти массу одного атома Na
61 Найти число нейтронов N
62 Найти число нейтронов Li
63 Найти число нейтронов V
64 Найти число протонов N
65 Вычислить 2+2
66 Упростить H^2O
67 Упростить h*2o
68 Определить, растворима ли смесь в воде H
69 Найти плотность при стандартной температуре и давлении H_2O
70 Найти степень окисления NaCl
71 Найти степень окисления H_2O
72 Найти атомную массу He He
73 Найти атомную массу Mg
74 Вычислить (1.0*10^-15)/(4.2*10^-7)
75 Найти число электронов H
76 Найти число электронов O
77 Найти число электронов S
78 Найти число нейтронов Pd
79 Найти число нейтронов Hg
80 Найти число нейтронов B
81 Найти массу одного атома Li
82 Найти массу одного моля H_2O
83 Найти эмпирическую формулу H=12% , C=54% , N=20 , ,
84 Найти число протонов Be Be
85 Найти массу одного моля Na
86 Найти конфигурацию электронов Co
87 Найти конфигурацию электронов S
88 Баланс C_2H_6+O_2→CO_2+H_2O
89 Баланс H_2+O_2→H_2O
90 Баланс C_2H_6+O_2→CO_2+H_2O
91 Найти конфигурацию электронов P
92 Найти конфигурацию электронов Pb
93 Найти конфигурацию электронов Al
94 Найти конфигурацию электронов Ar
95 Найти массу одного моля O_2
96 Найти массу одного моля H_2
97 Баланс CH_4+O_2→CO_2+H_2O
98 Найти число нейтронов K
99 Найти число нейтронов P
100 Найти число нейтронов Mg

www.mathway.com

Химия кремния | CHEMEGE.RU

 

1. Положение кремния в периодической системе химических элементов
2. Электронное строение кремния
3. Физические свойства и нахождение в природе кремния
4. Качественные реакции на силикаты
5. Основные соединения кремния
6. Способы получения кремния
7. Химические свойства кремния
7.1. Взаимодействие с простыми веществами
7.1.1. Взаимодействие с галогенами
7.1.2. Взаимодействие с серой и углеродом
7.1.3. Взаимодействие с водородом
7.1.4. Взаимодействие с азотом
7.1.5. Взаимодействие с активными металлами
7.1.6. Горение
7.2. Взаимодействие со сложными веществами
7.2.1. Взаимодействие с щелочами
7.2.2. Взаимодействие с кислотами
7.2.3. Взаимодействие с азотной кислотой

Бинарные соединения кремния — силициды, силан и др.

Оксид кремния (IV) 
 1. Физические свойства и нахождение в природе 
2. Химические свойства
2.1. Взаимодействие с щелочами и основными оксидами
2.2. Взаимодействие с водой
2.3. Взаимодействие с карбонатами
2.4. Взаимодействие с кислотами
2.5. Взаимодействие с металлами
2.6. Взаимодействие с неметаллами

Кремниевая кислота 
 1. Строение молекулы и физические свойства 
 2. Способы получения 
3. Химические свойства 

Силикаты 

Кремний

Положение в периодической системе химических элементов

Кремний расположен в главной подгруппе IV группы  (или в 14 группе в современной форме ПСХЭ) и в третьем периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Электронное строение кремния

Электронная конфигурация  кремния в основном состоянии:

+14Si 1s22s22p63s23p2    

Электронная конфигурация  кремния в возбужденном состоянии:

+14Si* 1s22s22p63s13p3    

Атом кремния содержит на внешнем энергетическом уровне 2 неспаренных электрона и 1 неподеленную электронную пару в основном энергетическом состоянии и 4 неспаренных электрона в возбужденном энергетическом состоянии.

Степени окисления атома кремния — от -4 до +4. Характерные степени окисления -4, 0, +2, +4.

Физические свойства, способы получения и нахождение в природе кремния 

Кремний — второй по распространенности элемент на Земле после кислорода. Встречается только в виде соединений. Оксид кремния SiO2 образует большое количество природных веществ – горный хрусталь, кварц, кремнезем.

Простое вещество кремний – атомный кристалл темно-серого цвета с металлическим блеском, довольно хрупок. Температура плавления 1415 °C, плотность 2,33 г/см3. Полупроводник.

Качественные реакции

Качественная реакция на силикат-ионы SiO32- — взаимодействие  солей-силикатов с сильными кислотами. Кремниевая кислота – слабая. Она легко выделяется из растворов солей кремниевой кислоты при действии на них более сильными кислотами.

Например, если к раствору силиката натрия прилить сильно разбавленный раствор соляной кислоты, то кремниевая кислота выделится не в виде осадка, а в виде геля. Раствор помутнеет и «застынет».

Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2 NaCl

Видеоопыт взаимодействия силиката натрия с соляной кислоты (получение кремниевой кислоты) можно посмотреть здесь.

Соединения кремния

Основные степени окисления кремния +4, 0 и -4.

Наиболее типичные соединения кремния:

Степень окисления Типичные соединения
+4 оксид кремния (IV) SiO2

кремниевая кислота H2SiO3

силикаты MeSiO3

бинарные соединения с неметаллами (карбид кремния SiC)

-4 силан SiH4

силициды металлов (силицид натрия Na4Si)

Способы получения кремния

В свободном состоянии кремний был получен Берцелиусом в 1822 г. Его латинское название «силиций» произошло от латинского слова «sileх», что означает «кремень». Аморфный кремний в лаборатории можно получить при прокаливании смеси металлического магния с диоксидом кремния. Для опыта диоксид кремния следует тщательно измельчить. При нагревании смеси начинается бурная реакция. Одним из продуктов этой реакции является аморфный кремний.

SiO

2 + 2Mg → Si + 2MgO

Видеоопыт взаимодействия оксида кремния (IV) с магнием можно посмотреть здесь.

Еще один способ получения кремния в лаборатории — восстановление из оксида алюминием:

3SiO2 + 4Al → 3Si + 2Al2O3

В промышленности использовать дорогие алюминий и магний неэффективно, поэтому используют другие, более дешевые способы:

1. Восстановление из оксида коксом в электрических печах:

SiO2 + 2C → Si + 2CO

Однако в таком процессе процессе образующийся кремний загрязнен примесями карбидов кремния, и для производства, например, микросхем уже не подходит.

2. Наиболее чистый кремний получают восстановлением тетрахлорида кремния водородом при 1200 °С:

SiCl4 +2H2 → Si + 4HCl

или цинком:

SiCl4 + 2Zn → Si + 2ZnCl2

3. Также чистый кремний получается при разложении силана:

SiH4 → Si + 2H2

Химические свойства

При нормальных условиях кремний существует в виде атомного кристалла, поэтому химическая активность кремния крайне невысокая.

1. Кремний проявляет свойства окислителя (при взаимодействии с элементами, которые расположены ниже и левее в Периодической системе) и свойства восстановителя (при взаимодействии с элементами, расположенными выше и правее). Поэтому кремний реагирует и с металлами, и с неметаллами.

1.1. При обычных условиях кремний реагирует с фтором с образованием фторида кремния (IV):

Si  +  2F2  → SiF4

При нагревании кремний реагирует с хлором, бромом, йодом:

Si   +   2Cl2  →   SiCl4

Si    +   2Br→   SiBr4

1.2. При сильном нагревании (около 2000оС) кремний реагирует с углеродом с образованием бинарного соединения карбида кремния (карборунда):

C   +   Si  → SiC

При температуре выше 600°С взаимодействует с серой:

Si   +   2S   →  SiS2

1.3. Кремний не взаимодействет с водородом.

1.4. С азотом кремний реагирует в очень жестких условиях:

3Si  + 2N→  Si3N4

1.5. В реакциях с активными металлами кремний проявляет свойства окислителя. При этом образуются силициды:

2Ca + Si → Ca2Si

Si    +   2Mg   →    Mg2Si

1.6. При нагревании выше 400°С кремний взаимодействует с кислородом:

Si   +   O2   →  SiO2 

2. Кремний взаимодействует со сложными веществами:

2.1. В водных растворах щелочей кремний растворяется с образованием солей кремниевой кислоты. При этом щелочь окисляет кремний.

Si    +   2NaOH   +   H2O   →   Na2SiO3   +   2H2

2.2. Кремний не взаимодействует с водными растворами кислот, но аморфный кремний растворяется в плавиковой кислоте с образованием гексафторкремниевой кислоты:

Si    +   6HF  →   H2[SiF6]    +   2H2

При обработке кремния безводным фтороводородом комплекс не образуется:

Si(тв.)    +   4HF(г.)   =   SiF4    +   2H2

С хлороводородом кремний реагирует при 300 °С, с бромоводородом – при 500 °С.

2.3. Кремний растворяется в смеси концентрированных азотной и плавиковой кислот:

3Si    +   4HNO +   12HF   →  3SiF4   +   4NO   +   8H2O

Бинарные соединения кремния

Силициды металлов

Силициды – это бинарные соединения кремния с металлами, в которых кремний имеет степень окисления -4. Химическая связь в силицидах металлов — ионная.

Силициды, как правило, легко гидролизуются в воде или в кислой среде.

Например, силицид магния разлагается водой на гидроксид магния и силан:

Mg2Si   +   4H2O   →  2Mg(OH)2   +   SiH4

Соляная кислота легко разлагает силицид магния:

Mg2Si   +   4HCl   →  2MgCl2   +   SiH4

Получают силициды сплавлением простых веществ или восстановлением смеси оксидов коксом в электропечах:

2Mg + Si → Mg2Si

2MgO + SiO2 + 4C → Mg2Si + 4CO

Силан

Силан – это бинарное соединение кремния с водородом SiH4, ядовитый бесцветный газ.

Если поместить порошок силицида магния в очень слабый раствор соляной кислоты, то на поверхности раствора образуются пузырьки газа. Они лопаются и загораются на воздухе. Это горит силан. Он образуется при взаимодействии кислоты с силицидом магния:

Mg2Si + 4HCl → 2MgCl2 + SiH4

Видеоопыт получения силана из силицида магния можно посмотреть здесь.

На воздухе силан горит с образованием SiO2 и H2O:

SiH4    +    2O2  → SiO2   +   2H2O

Видеоопыт сгорания силана можно посмотреть здесь.

Силан разлагается водой разлагается с выделением водорода:

SiH4    +   2H2O   →  SiO +  4H2

Силан разлагается (окисляется) щелочами:

SiH4    +   2NaOH   +   H2O   →   Na2SiO3   +   4H2

Силан при нагревании разлагается:

SiH4 → Si + 2H2

Карбид кремния

В соединениях кремния с неметаллами — ковалентная связь.

Рассмотрим карбид кремния – карборунд Si+4C-4. Это вещество с атомной кристаллической решеткой. Он имеет структуру, подобную структуре алмаза и характеризуется высокой твердостью и температурой плавления, а также высокой химической устойчивостью.

Карборунд окисляется кислородом при высокой температуре:

SiC +2O2 → SiO2 + CO2

Карборунд окисляется кислородом в расплаве щелочи:

SiC + 2O2 + 4NaOH → Na2SiO3 + Na2CO3 + 2H2O

Галогениды кремния

Хлорид и фторид кремния – галогенангидриды кремниевой кислоты.
SiCl4.

Получают галогениды кремния действием хлора на сплав оксида кремния с углем:

SiO2 + C + Cl2  →  SiCl4 + CO

Галогениды кремния разлагаются водой до кремниевой кислоты и хлороводорода:

SiCl4   +   3H2O   →  H2SiO3    +   4HCl

Хлорид кремния (IV) восстанавливается водородом:

SiCl +   2H2  →   Si  +   4HCl

Оксид кремния (IV)

Физические свойства и нахождение в природе

Оксид кремния (IV)  –  это твердое вещество с атомной кристаллической решеткой. В природе встречается в виде кварца, речного песка, кремнезема и прочих модификаций:

Химические свойства

Оксид кремния (IV) – типичный кислотный оксид. За счет кремния со степенью окисления +4 проявляет слабые окислительные свойства.

1. Как кислотный оксид, диоксид кремния (IV) взаимодействует с растворами и расплавами щелочей и в расплаве с основными оксидами. При этом образуются силикаты.

Например, диоксид кремния взаимодействует с гидроксидом калия:

SiO2   +  2KOH   →    K2SiO +   H2

Еще пример: диоксид кремния взаимодействует с оксидом кальция.

SiO2   +   CaO   →   CaSiO3

2. Оксид кремния (IV) не взаимодействует с водой, т.к. кремниевая кислота нерастворима.

3. Оксид кремния (IV) реагирует при сплавлении с карбонатами щелочных металлов. При этом работает правило: менее летучий оксид вытесняет более летучий оксид из солей при сплавлении.

Например, оксид кремния (IV) взаимодействует с карбонатом калия. При этом образуется силикат калия и углекислый газ:

SiO2 + K2CO3  → K2SiO3 + CO2

4. Из кислот диоксид кремния реагирует только с плавиковой или с газообразным фтороводородом:

SiO2 + 6HF(г) = SiF+ H2O

SiO2 + 6HF(р-р) → H2[SiF6] + 2H2O

5. При температуре выше 1000 °С оксид кремния реагирует с активными металлами, при этом образуется кремний.

Например, оксид кремния взаимодействует с магнием с образованием кремния и оксида магния:

SiO2 + 2Mg → Si + 2MgO

Видеоопыт взаимодействия оксида кремния (IV) с магнием можно посмотреть здесь.

При избытке восстановителя образуются силициды:

SiO2 + 4Mg → Mg2Si + 2MgO

6. Оксид кремния (IV) взаимодействует с неметаллами.

Например, оксид кремния (IV) реагирует с водородом в жестких условиях. При этом оксид кремния проявляет окислительные свойства:

SiO2 + 2Н2 → Si + 2Н2O

Еще пример: оксид кремния взаимодействует с углеродом. При этом образуется карборунд и угарный газ:

SiO2   +   3С → SiС   +   2СО

При сплавлении оксид кремния взаимодействует с фосфатом кальция и углем:

3SiO2     +   Ca3(PO4)2    +   5C   →     3CaSiO3    +    5CO    +   2P

Кремниевая кислота

Строение молекулы и физические свойства

Кремниевые кислоты — очень слабые, малорастворимые в воде соединения общей формулы nSiO2•mH2O. Образует колоидный раствор в воде.

Метакремниевая H2SiOсуществует в растворе в виде полимера:

Способы получения

Кремниевая кислота образуется при действии сильных кислот на растворимые силикаты (силикаты щелочных металлов).

Например, при действии соляной кислоты на силикат натрия:

Na2SiO3 + 2HCl  H2SiO3 + 2 NaCl

Видеоопыт получения кремниевой кислоты из силиката натрия можно посмотреть здесь.

Даже слабая угольная кислота вытесняет кремниевую кислоту из солей:

Na2SiO3 + 2Н2O + 2CO2 → 2NaHCO3 + H2SiO3

Химические свойства

1. Кремниевая кислота — нерастворимая. Кислотные свойства выражены очень слабо, поэтому кислота реагирует только с сильными основаниями и их оксидами:

Например, кремниевая кислота реагирует с концентрированным гидркосидом калия:

H2SiO3 +4KOH → K2SiO3 + 4H2O

2. При нагревании кремниевая кислота разлагается на оксид и воду:

H2SiO3  →  SiO2 + H2O

Силикаты

Силикаты — это соли кремниевой кислоты.  Большинство силикатов нерастворимо в воде, кроме силикатов натрия и калия, их называют «жидким стеклом».

Способы получения силикатов:

1. Растворение кремния, кремниевой кислоты или оксида в щелочи:

H2SiO3 + 2KOH → K2SiO3 + 2H2O

Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + H2

SiO2 + 2KOH → K2SiO3 + H2O

2. Сплавление с основными оксидами:

СаО   +   SiO2   →   CaSiO3

3.  Взаимодействие растворимых силикатов с солями:

K2SiO3 + CaCl2    →    CaSiO3 + 2KCl

Оконное стекло (натриевое стекло) — силикат натрия и кальция: 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 Pb2+ – хрусталь; Cr3+ – имеет зеленую окраску, Fe3+ – коричневое бутылочное стекло, Co2+ – дает синий цвет, Mn2+ – красновато-лиловый.

Поделиться ссылкой:

chemege.ru

Mathway | Популярные задачи

1 Найти число нейтронов H
2 Найти массу одного моля H_2O
3 Определить кислотность pH 0.76M(HCl)(solution)
4 Найти массу одного моля H_2O
5 Баланс H_2(SO_4)+K(OH)→K_2(SO_4)+H(OH)
6 Найти массу одного моля H
7 Найти число нейтронов Fe
8 Найти число нейтронов Tc
9 Найти конфигурацию электронов H
10 Найти число нейтронов Ca
11 Баланс CH_4+O_2→H_2O+CO_2
12 Найти число нейтронов C
13 Найти число протонов H
14 Найти число нейтронов O
15 Найти массу одного моля CO_2
16 Баланс (a+b/c)(d-e)=f
17 Баланс CH_4+O_2→H_2O+CO_2
18 Баланс C_8H_18+O_2→CO_2+H_2O
19 Найти атомную массу H
20 Определить, растворима ли смесь в воде H_2O
21 Найти конфигурацию электронов Na
22 Найти массу одного атома H
23 Найти число нейтронов Nb
24 Найти число нейтронов Au
25 Найти число нейтронов Mn
26 Найти число нейтронов Ru
27 Найти конфигурацию электронов O
28 Найти массовую долю H_2O
29 Упростить корень пятой степени 243
30 Определить, растворима ли смесь в воде NaCl
31 Найти эмпирическую/простейшую формулу H_2O
32 Найти степень окисления H_2O
33 Найти конфигурацию электронов K
34 Найти конфигурацию электронов Mg
35 Найти конфигурацию электронов Ca
36 Найти число нейтронов Rh
37 Найти число нейтронов Na
38 Найти число нейтронов Pt
39 Найти число нейтронов Be Be
40 Найти число нейтронов Cr
41 Найти массу одного моля H_2SO_4
42 Найти массу одного моля HCl
43 Найти массу одного моля Fe
44 Найти массу одного моля C
45 Найти число нейтронов Cu
46 Найти число нейтронов S
47 Найти степень окисления H
48 Баланс CH_4+O_2→CO_2+H_2O
49 Найти атомную массу O
50 Найти атомное число H
51 Найти число нейтронов Mo
52 Найти число нейтронов Os
53 Найти массу одного моля NaOH
54 Найти массу одного моля O
55 Найти конфигурацию электронов H
56 Найти конфигурацию электронов Fe
57 Найти конфигурацию электронов C
58 Найти массовую долю NaCl
59 Найти массу одного моля K
60 Найти массу одного атома Na
61 Найти число нейтронов N
62 Найти число нейтронов Li
63 Найти число нейтронов V
64 Найти число протонов N
65 Вычислить 2+2
66 Упростить H^2O
67 Упростить h*2o
68 Определить, растворима ли смесь в воде H
69 Найти плотность при стандартной температуре и давлении H_2O
70 Найти степень окисления NaCl
71 Найти степень окисления H_2O
72 Найти атомную массу He He
73 Найти атомную массу Mg
74 Вычислить (1.0*10^-15)/(4.2*10^-7)
75 Найти число электронов H
76 Найти число электронов O
77 Найти число электронов S
78 Найти число нейтронов Pd
79 Найти число нейтронов Hg
80 Найти число нейтронов B
81 Найти массу одного атома Li
82 Найти массу одного моля H_2O
83 Найти эмпирическую формулу H=12% , C=54% , N=20 , ,
84 Найти число протонов Be Be
85 Найти массу одного моля Na
86 Найти конфигурацию электронов Co
87 Найти конфигурацию электронов S
88 Баланс C_2H_6+O_2→CO_2+H_2O
89 Баланс H_2+O_2→H_2O
90 Баланс C_2H_6+O_2→CO_2+H_2O
91 Найти конфигурацию электронов P
92 Найти конфигурацию электронов Pb
93 Найти конфигурацию электронов Al
94 Найти конфигурацию электронов Ar
95 Найти массу одного моля O_2
96 Найти массу одного моля H_2
97 Баланс CH_4+O_2→CO_2+H_2O
98 Найти число нейтронов K
99 Найти число нейтронов P
100 Найти число нейтронов Mg

www.mathway.com

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *