Pobierz PDF

Ściąga eksperta
Krzem i jego związki
krzem o symbolu Si jest pierwiastkiem, który zaraz po tlenie najobficiej występuje w skorupie ziemskiej; stanowiąc około 26 % jej masy;
pierwiastek ten nie występuje w stanie wolnym, lecz wyłącznie w postaci związków chemicznych, głównie w tlenku krzemu (IV),
krzemianów i glinokrzemianów; krzem znajduje się w 3 okresie i 14 grupie układu okresowego pierwiastków
numer grupy, w którym znajduje się krzem, określa ilość elektronów walencyjnych, czyli taki elektronów, które znajdują się na ostatniej
powłoce elektronowej; krzem posiada ich 4 - taką też wartościowość wykazuje on tworząc związki
pierwiastek ten jest mało reaktywnym ciałem stałym o budowie krystalicznej, szaro-fioletowej barwie i metalicznym połysku
obok bromu, germanu, arsenu i telluru zaliczany jest do półmetali, czyli pierwiastków wykazujących zarówno cechy metali, jak i niemetali;
krzem jest półprzewodnikiem; przewodnictwo wzrasta wraz ze wzrostem temperatury, ponieważ w podwyższonej temperaturze wzrasta
możliwość uwalniania elektronów walencyjnych krzemu
poprawienie zdolności przewodnictwa krzemu uzyskuje się poprzez wbudowanie w jego sieć krystaliczną niewielkich ilości pierwiastków,
których atomy mają 3 elektrony walencyjne - np. boru lub glinu lub 5 elektronów walencyjnych np. arsenu lub fosforu
najczęściej spotykanym w przyrodzie związkiem krzemu jest tlenek krzemu (IV) zwany potocznie krzemionką; związek ten tworzy sieć
krystaliczną, w której każdy atom krzemu otoczony jest czterema atomami tlenu; budowa przestrzenna krzemionki warunkuje, że jest ona
twardą, stałą substancją o wysokiej temperaturze topnienia; jest bardzo odporna na działanie czynników chemicznych; nie reaguje z
zasadami, kwasami, wodą, ani tlenem; reaktywność wykazuje jedynie z kwasem fluorowodorowym - HF; krzemionka w przyrodzie
występuje w postaci dwóch odmian: kwarcu i krzemienia
kwarc jest najczęściej spotykaną krystaliczną odmianą tlenku krzemu (IV); stanowi główny składnik skał: granity, skalenie, piaskowce
bezbarwną odmianą kwarcu jest kryształ górski
zabarwione odmiany krystaliczne: przeźroczysty ametyst, którego fioletową barwę wywołuje domieszka żelaza; ciemnobrunatny kwarc
zadymiony; żółty cytryn; chalcedon
w odróżnieniu od krystalicznych odmian kwarcu istnieją również w przyrodzie odmiany bezpostaciowe: agat, opal, jaspis
szkło kwarcowe
odmiany te charakteryzują się nieregularnym uporządkowaniem sieci krystalicznej
szkło kwarcowe wykazuje bardzo małą rozszerzalność cieplną
szkło to różni się od zwykłego szkła również tym, że przepuszcza promienie ultrafioletowe
odmianą krzemionki są również krzemienie, które są skałami odznaczającymi się bardzo dużą twardością; już w czasach
prehistorycznych wykorzystywane były do wyrobu narzędzi i broni
krzemionka obok węglanu sodu, węglanu wapnia stanowi podstawowy surowiec do produkcji szkła; proces produkcji polega na zmieleniu
masy surowcowej, a następnie stopieniu jej w specjalnym piecu w temperaturze oscylującej w granicach 1200-1400°C; temperatura ta
powoduje rozkład węglanów na tlenki metalu i tlenek węgla (IV)
Na2CO3 → Na2O + CO2 ↑ CaCO3 → CaO + CO2 ↑
Na2CO3 → Na2O + CO2 ↑ CaCO3 → CaO + CO2 ↑
wydzielające tlenki reagują z krzemionką tworząc krzemian sodu i krzemian wapnia
Na2O + SiO2 → Na2SiO3 CaO + SiO2 → CaSiO3
powstałą masę szklaną ochładza się do temperatury 1000°C, a następnie formuje; szkło można formować na kilka sposobów np. poprzez
wydmuchiwanie, wytłaczanie, wyciąganie lub walcowani
szkło jest ciałem bezpostaciowym, czyli nie posiadającym uporządkowanej struktury wewnętrznej; szkło jest substancją kruchą, podczas
uderzenia rozpada się na nieregularne kawałki; szkło nie przewodzi prądu elektrycznego, ani ciepła; jest odporne na działanie kwasów (z
wyjątkiem kwasu fluorowodorowego); reakcja krzemionki z tym kwasem wykorzystywana jest do trawienia napisów na szkle; właściwości
szkła można zmienić poprzez dodatek tlenków metali lub poddając masę szklaną specjalnej obróbce; dodatek tlenku ołowiu (II)
powoduje, że otrzymane szkło charakteryzuje się dużą gęstością i dużym współczynnikiem załamania światła; dodatek tlenków żelaza,
niklu, manganu i kobaltu, powoduje, że szkło wykazuje zdolność pochłaniania lub odbijania promieniowania nadfioletowego
szkła barwne otrzymuje się poprzez dodatek do szkła związków niektórych metali; szkło o barwie:
www.edudu.pl - filmy edukacyjne on-line
Strona 1/2
Ściąga eksperta
- zielonej, zawiera dodatek związków żelaza (II) i chromu (III)
- niebieskiej - dodatek związków kobaltu (II) i miedzi (II)
- szkło o barwie fioletowej uzyskuje się poprzez dodatek związków manganu (VII)
- żółta barwę szkło zawdzięcza dodatkowi kadmu i siarki
- czerwoną dodatkowi cząstek złota
krzemiany to sole kwasów krzemowych, stanowiących składnik wielu minerałów i skał; stanowią one różnorodną grupę związków o
zróżnicowanej budowie i właściwościach; są ciałami stałymi, nierozpuszczalnymi w wodzie (z wyjątkiem krzemianów litowców);
krzemiany nierozpuszczalne w wodzie są składnikami proszków do prania, ponieważ podczas hydrolizy tych związków uwalniane jony
hydronowe OH-, chronią metalowe części pralek przed korozją
najpopularniejszymi solami kwasów krzemowych są :
- krzemian (IV) sodu o wzorze sumarycznym Na2SiO3, który jest stosowany jako impregnat do drewna, wyrobu papieru
- krzemian potasu, który razem z krzemianem (IV) sodu tworzy tzw. szkło wodne , które stosowane jest do impregnowaniu materiałów
łatwopalnych, jako środek klejący do utrwalania nawierzchni dróg, wyrobu kitów oraz farb ogniotrwałych
krzemiany głównie wapnia, magnezu i żelaza wchodzą w skład minerału zwanego azbestem; azbest charakteryzuje się dużą biernością
chemiczną, dużą odpornością mechaniczną i termiczną, małym przewodnictwem cieplnym i elektrycznym; był używany w postaci płyt
azbestowo-cementowych do krycia dachów; pył azbestowy może przyczyniać się do powstawania raka płuc i innych chorób układu
oddechowego
oprócz krzemianów w przyrodzie występują także glinokrzemiany; są to związki, w których niektóre atomy krzemu zostały zastąpione
atomami glinu; pod względem budowy i składu glinokrzemiany są bardzo różnorodne; najważniejszymi występującymi w przyrodzie
glinokrzemianami są glinokrzemian sodu, potasu i wapnia , które stanowią składnik granitu
www.edudu.pl - filmy edukacyjne on-line
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Strona 2/2