Химические свойства Si (Силиция).

Сходственно атомам углерода, для атомов кремния является отличительным состояние sp3-гибридизации орбиталей. В связи с гибридизацией незапятнанный кристаллический кремний образует алмазоподобную решётку, в которой кремний четырёхвалентен. В соединениях кремний обычно также проявляет себя как четырёхвалентный элемент со ступенью окисления +4 либо 4. Встречаются двухвалентные соединения кремния, к примеру, оксид кремния (II)  SiO.

При нормальных критериях кремний химически малоактивен и интенсивно реагирует только с газообразным фтором, при этом появляется летучий тетрафторид кремния SiF4. Такая неактивность кремния связана с пассивацией поверхности наноразмерным слоем диоксида кремния, немедленно образующегося в пребываньи кислорода, воздуха либо воды (водяных паров).

При нагревании до температуры выше 400500 C кремний реагирует с кислородом с образованием диоксида SiO2, процесс сопровождается увеличением толщины слоя диоксида на поверхности, скорость процесса окисления лимитируется диффузией атомарного кислорода сквозь плёнку диоксида.

При нагревании до температуры свыше 400500 C кремний реагирует с хлором, бромом и иодом  с образованием соответствующих легко летучих тетрагалогенидов SiHal4 и, вероятно, галогенидов более трудного состава.

С водородом кремний конкретно не реагирует, соединения кремния с водородом  силаны с общей формулой SinH2n+2  получают косвенным маршрутом. Моносилан SiH4 (его часто называют просто силаном) выделяется при взаимодействии силицидов металлов с смесями кислот, к примеру:

Образующийся в этой реакции силан SiH4 содержит примесь и других силанов, в частности, дисилана Si2H6 и трисилана Si3H8, в которых имеется цепочка из атомов кремния, связанных между собой одинарными связями (SiSiSi).

С азотом и бором кремний реагирует при температуре около 1000 C, образуя соответственно нитрид Si3N4 и термически и химически стойкие бориды SiB3, SiB6 и SiB12.

При температурах свыше 1000 C можно получить соединение кремния и его наиблежайшего аналога по таблице Менделеева  углерода  карбид кремния SiC (карборунд), который характеризуется высочайшей твёрдостью и низкой хим активностью. Карборунд обширно употребляется как абразивный материал. При этом, что интересно, расплав кремния (1415 C) может долгое время контактировать с углеродом в виде больших кусков плотноспечённого тонкодисперсного графита изостатического прессования, фактически не растворяя и никак не взаимодействуя с последним.

Нижележащие элементы 4-й группы (Ge, Sn, Pb) безгранично растворимы в кремнии, как и большинство других металлов. При нагревании кремния с металлами могут создаваться их соединения  силициды. Силициды можно подразделить на две группы: ионно-ковалентные (силициды щелочных, щелочноземельных металлов и магния типа Ca2Si, Mg2Si и др.) и металлоподобные (силициды переходных металлов). Силициды активных металлов распадаются под деянием кислот, силициды переходных металлов химически стойки и под действием кислот не распадаются. Металлоподобные силициды имеют высочайшие температуры плавления (до 2000 C). Более нередко образуются металлоподобные силициды составов MeSi, Me3Si2, Me2Si3, Me5Si3 и MeSi2. Металлоподобные силициды химически инертны, устойчивы к деянию кислорода даже при больших температурах.

Особо следует отметить, что с железом кремний образует эвтектическую смесь, что дозволяет спекать (сплавлять) эти материалы для образования ферросилициевой керамики при температурах, приметно меньших, чем температуры плавления железа и кремния.

При возобновленьи SiO2 кремнием при температурах выше 1200 C появляется оксид кремния (II)  SiO. Этот процесс непрерывно наблюдается при производстве кристаллов кремния методами Чохральского, направленной кристаллизации, поэтому что в их употребляются контейнеры из диоксида кремния, как менее загрязняющего кремний материала.

Для кремния отличительно образование кремнийорганических соединений, в которых атомы кремния соединены в длинноватые цепочки за счет мостиковых атомов кислорода О, а к каждому атому кремния, кроме 2-ух атомов О, присоединены ещё два органических радикала R1 и R2 = CH3, C2H5, C6H5, CH2CH2CF3 и др.

Для травления кремния более обширно употребляют смесь плавиковой и азотной кислот. Некоторые особые травители предугадывают добавку хромового ангидрида и других веществ. При травлении кислотный травильный раствор скоро разогревается до температуры кипения, при этом скорость травления часто возрастает.