6.1.2. Силіцій

Історія відкриття та походження назви. Будова атома. Гетероланцюги на основі Si-O-Si в хімії Силіцію. Діагональна схожість властивостей сполук Бору і Силіцію.

Розповсюдженість та форми знаходження Силіцію в природі. Ізотопи. Роль Силіцію в побудові земної кори. Силікатні мінерали. Асбести. Алюмосилікати. Біологічна роль Силіцію.

Виділення та промислове виробництво кремнію. Отримання кристалічного та аморфного кремнію. Отримання хемічно чистого кремнію для напівпровідникової техніки.

Фізичні властивості. Алотропні модифікації – кубічна та гексагональна. Їх кристалічна структура. Напівпровідникові властивості кремнію. Фоточутливість. Аморфний кремній.

Хімічні властивості кристалічного та аморфного кремнію. Оксидаційно-відновні властивості. Реакційна здатність. Відношення до кисню, металів, води, кислот і лугів. Координаційна геометрія Силіцію.

Гідриди Силіцію (силани). Будова молекул. Стійкість. Хімічні властивості. Реакційна здатність. Причини високої реакційної здатности силану. Гідроліз гідридів. Загальні принципи отримання гідридів. Відмінності в термічній стійкості вуглеводнів і силанів. Застосування силанів.

Сполуки з металами та неметалами. Силіциди, їх класифікація за типом хімічного зв'язку. Структурні одиниці в силіцидах металів. Отримання, застосування. Силіцій карбід (карборунд) і матеріали на його основі.

Оксиди Силіцію (II, IV). Їх стійкість. Монооксид силіцію: отримання та властивості. Силіцій (IV) оксид. Його полімерна будова. Особливості зв'язків в угрупуванні Si-O-Si. Аморфна і кристалічна форми. Природні різновиди SiO₂: кварц, тридиміт, кристобаліт. Кварцеве скло. Відношення силіцій (IV) оксиду до води, кислот, лугів. Переведення в розчинні сполуки. Застосування SiO₂.

Силікатні кислоти і їх солі. Мономерна ортосилікатна кислота та її полімеризація. Полісилікатні кислоти. Особливості їх будови. Отримання. Золі і гелі силікатних кислот. Силікагель. Силікагель як адсорбент. Орто-, мета- і полісилікати. Особливості будови. Розчинність. Гідроліз. Сучасні уявлення про будову силікатів. "Рідке скло". Гідросилікати. Природні силікати і алюмосилікати. Основні типи структур силікатів: острівні, ланцюгові, шаруваті, каркасні (тривимірні). Молекулярні сита. Цеоліти. Штучні силікати. Скло. Чинники, що визначають стійкість склоподібного стану силікатів. Склад і отримання простого скла. Кристалізація скла. Сітали. Скловолокно і склотканина. Цемент. В’яжучі речовини. Тугоплавкі кераміки на основі Силіцію. Фарфор.

Силіційорганічні сполуки і полімери на їх основі (силікони). Поняття про елементорґанічні сполуки. Силікони і силоксани. Найпростіші з цих сполук. Особливості їх будови.

Галоґеніди. Отримання. Будова молекул. Особливості гідролізу силіцій (IV) флуориду. Силікохлороформ SiHCl₃. Галоґенокомплекси. Гексафлуоросилікатна кислота. Властивості. Гексафлуоросилікати. Вищі гомологи галоґенідів. Порівняння властивостей оксиґенвмісних сполук і галоґенідів Карбону і Силіцію.

Силіцію нітрид Si₃N₄. Будова молекули. Отримання, фізичні та хімічні властивості. Застосування. Сиалон.

Застосування простої речовини та сполук Силіцію. Силіцій – як напівпровідниковий матеріал. Токсичність сполук Силіцію.