Силициев диоксид (IV) и силициева киселина - кислородни съединения - въглерод подгрупа и силиций -
Крем оксид депозитите на SiO 2 - твърдо вещество, много огнеупорен вещество (точка на топене 1700 ° С), широко разпространени в природата, когато се установи, главно под формата на минерална кварц и кристобалит и tridymite.
При обикновени температури стабилна модификация NE-кварц желаят да се създаде, с повишаване на температурата наблюдава полиморфни превръщания:
Silica всички модификации като мономер не е по същество-а; винаги полимер и "вграден" на тетраедъра [SiO 4], обръщат генератори много силен атомна решетка
Всяка силициев атом в кристала (SiO 2) п tetrahedrally заобиколен от четири кислородни атоми, всеки от които е с мост. Via обща кислороден атом тетраедри [SiO 4] в различни ъгли са свързани една с друга за образуване на непрекъсната триизмерен решетка; взаимно разположение на тетраедрите [SiO 4] в пространството дефинира специално модификация на силициев диоксид.
В различни модификации на сила силика връзка варира. Това се отразява върху величината на ъглите Si-О- Si и Si-O разстояния, например Si-О- Si ъгъл връзка в различни модификации силика варира от 120 до 180 °. Преходите кварц-три-dimit Кристобал придружено от разкъсване и трансформация-Niemi връзки, които могат да се наблюдават само при високи темпове-тури.
Quartz. Често се срещат в природата под формата на изключително добре оформени кристали, понякога значително величие HN. Кристалите, образувани от тетраедри разположени витло-образни начин около централната ос в модел спирала. В една и съща кристална посоката на спиралата може да бъде с обратна Nym. Тези кристали са оптични изомери. Те се въртят равнината на поляризация на светлината, която може да бъде както прав о. и ляво въртящ. Тези, както и други кристали, се различава, са обект на своя огледален образ.
Quartz се използва в различни области на науката и технологиите, както и неговите кристали често се отглеждат изкуствено. Някои разновидности на кварца са специални имена. Прозрачни безцветни кристали наречените планински кристал. Има кварцови и цветни разновидности: Pink кристално виолетово (аметист), тъмно кафяво (Cairngorm), зелен (хризопрас) и други фин модификация на кварц, легирани с други вещества, наречени халцедон .. Видове-styami халцедон ахат са. Jasper и сътр. Кристал и оцветени сортове кварц се използват като скъпоценни и полу-скъпоценни камъни.
Tridymite се случи в вулканични скали, но в много малки количества. Известен tridymite и метеорен произход.
Кристобалит понякога се срещат в природата под формата на фини кристали, включени в лава като tridymite. Tridymite и кристобалит имат повече "свободно" структура от кварц. По този начин, плътността на кристобалит. tridymite и кварц равна на 2,32; 2,26 и 2,65 гр / см 3, съответно.
Стопилката на силикагел с бавно охлаждане до лесно образува аморфен силициев двуокис стъкло. Силициев диоксид под формата на стъкло се срещат в природата. Стъклото е аморфно плътност от 2,20 гр / см 3 - по-малко от всички кристални модификации. Silica стека Lo има незначителен температурен коефициент на разширение-ЛИЗАЦИЯ обаче получава от тях стъклария устойчиви на резки температурни промени.
Всички модификации силициев диоксид в практически вода nerastvo купища (при 25 ° С разтворимостта е 7, кварц, кристобалит - 12, tridymite - 16, кварцово стъкло - 83 мг / л). Следователно, при нормални условия, те действат само разтвори на основи и флуороводородна киселина:
Последната реакция се използва в "химическо почистване" на стъкло.
Когато представяния силика реагират с основни оксиди, алкален (реакция (1)) с образуването на карбонати и силикати:
Реакциите (3) и (4) са основата за промишлен излъчване на различни очила. както и цимент. По този начин, съвместно превръща обикновеното стъкло (например, прозорец, за производство в съда), изразен с формулата Na 2 О. От AG. 6 SiO 2. Това стъкло се получава чрез стапяне сода смес от пясък и варовик. Процесът се провежда при температура
1400 ° С до отстраняване на газове:
За специални видове стъкло - огнеупорен "нечуплив" - при кипене добавят окисите на барий, олово, бор. За цветно стъкло също да допринесе за високо bavki например Co2 О3 добавка на кобалтов оксид дава синьо, хромен оксид C R 2 О3 - зелен, манган dvuoksida Мп O2 - ро-zovy.
SiO 2 оксид е анхидрид на силициева киселина серия, съставът на който може да се изрази с обща формула SiO 2 х # 8729; Н2 О. Y, където х и у - числа: 1) х = 1, у = 1: SiO 2. Н2 О, т.е. H 2 SiO 3 - метасилициева киселина; 1) х = 1, у = 2: SiO 2. 2Н2 О, т.е. ортосилициева киселина; 1) х = 2, у = 1 2 SiO 2. Н2 О, т.е. Н 2 Si 2О 5 - dvumetakremnievaya киселина.
Киселина молекули, които съдържат повече от една молекула на SiO 2. отнасят до полисилициеви.
Най-простият от силициева киселина - H 2 SiO 3. който често се нарича просто като силиций. и неговите соли - силикати. От силикати са разтворими във вода само натриеви и калиеви силикати силикати други - висока точка на топене, водонеразтворими вещества.
Силикатни разтвори стават мътни при престояване във въздуха, тъй като е в СО 2 измества силициева киселина от своя ко-Leu (H 2 SiO 3 слабите въглена киселина дисоциационна константа на Н 2 SiO 3 на първия етап е равна К1 = 2,2 10 -10). ,
H 2 SiO 3 е практически неразтворим във вода - този комплекс се използва като качествен реакция за откриване на силикатни йони:
Получават се чрез сливане силикати с SiO 2 или основи ct-Bonate.
Концентрирани разтвори на натриеви и калиеви силикати, наречени течно стъкло. те имат висока алкална реакция се дължи на факта, че високо хидролизира:
Водно стъкло се използва, например, за производство на лепило, водоустойчиви тъкани.
Цимент е широко използван като свързващо вещество в строителни материали, които при смесване с вода затвърди. Обикновено, цимент се произвежда в големи ротационни пещи, където изпичане и смилане произвеждат различни силикати (D-изпарят под -1000 ° С).
Съществуват няколко вида на цименти, но са приблизително два типа цименти, съгласно принципа на "коагулация" - обикновен цимент и Портланд цимент. Процесът на "настройка" на конвенционален цимент, състояща се от калциев силикат, се дължи на образуването на калциев карбонат въглероден диоксид газ въздух:
Когато хващане Портланд цимент-карбонова не съществува преподаване в процеса, хидролиза на силикати с последващо образуване на неразтворим кристален: