Кремний

Все сложные галогениды кремния легко разлагаются водой с образованием в конечном счёте Si(OH)4 и соответствующей галогенводородной кислоты. При проведении реакции на холоду и без избытка воды могут быть выделены неустойчивые промежуточные продукты гидролиза, ещё сохраняющие связи Si-Si в своём составе. Так, Si2Cl6 даёт в этих условиях силикощавелевую кислоту (SiOOH)2, которая выделяется в виде белого порошка, нерастворимого в воде и не обладающего кислыми свойствами. При трении или нагревании она легко разлагается со взрывом, а в щелочах растворяется с выделением водорода. Взаимодействием Si2Cl6 c жидким аммиаком было получено имидное производное состава Si2(NH)3, термическое разложение которого при умеренном нагревании (ниже 500 °С) ведёт к образованию белого рентгеноаморфного нитрида состава SiN.

При нагревании выше 1000 °С порошкообразного кремния в парах SiГ4 протекает обратимая реакция

SiГ4 + Si Û 2 SiГ2

сопровождающаяся отложением кремния на более холодных частях аппаратуры, т.е. имеющая транспортный характер. Реакция может использоваться для получения чистого кремния.

Для газообразных молекул SiГ2 даются следующие теплоты образования из элементов (кДж/моль): 619 (F), 42 (Br), -79 (I). Кремнийфторид был получен взаимодействием SiF4 с кремнием при 1150 °С и низком давлении (0,1-0,2 мм. рт. ст.). Продолжительности жизни индивидуальных молекул SiF2 [ d(SiF) = 159 пм, ÐFSiF = 101°] гораздо выше, чем у молекул галогенкарбенов. При их полимеризации образуется белая или желтоватая каучукоподобная масса (SiF2)n, нерастворимая в органических растворителях и разлагаемая водой. Из продуктов её термического разложения при 300 °С, помимо Si2F6 были выделены Si3F8 (т. пл. -1, т. кип. 42 °С), Si4F10 (т. пл. 67, т. кип. 85 °С) и другие члены вплоть до Si14F30. На воздухе они самовоспламеняются.

Жёлто-коричневый (SiBr)n может быть получен восстановлением растворённого в эфире SiBr4 магнием, а аналогичный по составу (SiCl)n — взаимодействием силицида магния с ICl. Оба моногалогенида кремния нерастворимы в бензоле, а водой разлагаются. Структура их отвечает “паркету” из шестичленных колец. Были описаны также (SiF)n и (SiI)n.

Выше 380 °С (SiCl)n начинает отщеплять летучие хлориды кремния, постепенно приобретая красную окраску, а выше 550 °С превращается в почти не содержащую хлора тёмно-зелёную массу, обладающую металлическим блеском и рентгеноаморфную. Кристаллизация её наступает лишь при выдерживании выше 800 °С.

Известны и некоторые производные, отвечающие кислотной функции Si(OH)4. Лучше других изучен кремнийтетрацетат — Si(CH3COO)4, представляющий собой бесцветное кристаллическое вещество (т. пл. 110 °С), разлагающееся при нагревании выше 160 °С, растворимое в ацетоне и бензоле, но тотчас подвергающееся гидролизу под действием воды.

Белый кристаллический кремнийтетразид — Si(N3)4 — весьма взрывчат. Нитрат и перхлорат кремния в индивидуальном состоянии не получены, но были выделены в виде взрывчатых двойных соединений состава Si(NO3)4·2C5­H5N и Si(ClO4)4·2CH3CN.

Из фосфатов кремния наиболее изучено производное состава SiO2·P2O5, известное в двух формах — низкотемпературной (ниже 1000 °С) и высокотемпературной (т. пл. 1290 °С). Последняя не разлагается не только водой, но и плавиковой кислотой. С химической точки зрения вещество такого состава может быть или метафосфатом силицила — SiO(PO3)2, или пирофосфатом кремния — SiP2O7. Возможно, что одна из этих формул отвечает высокотемпературной форме, а другая — низкотемпературной. Был получен также нормальный ортофосфат кремния – Si3(PO4)4. Он обладает значительной твёрдостью и не разлагается кислотами (в том числе и плавиковой).

При взаимодействии SiF4 с плавиковой кислотой образуется комплексная фторокремневая (иначе кремнефтористоводородная) кислота:

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru