Silisidit

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 31. maaliskuuta 2019 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 5 muokkausta .

Silisidit ovat piin yhdisteitä, joissa on vähemmän elektronegatiivisia alkuaineita (yleensä metalleja ). Silisidit tunnetaan alkaleista ( Li , Na , K , Rb , Cs ) ja maa - alkalimetalleista ( Be , Mg , Ca , Sr , Ba ), useimmista d-metalleista ja f-metalleista. Ag , Au , Zn , Cd , Hg ja kaikki p-alkuaineet eivät muodosta silisidejä .

Silisidejen rakenne

Silisidien rakenne riippuu piin ja metalliatomien välisen kemiallisen sidoksen tyypistä. Alkali- ja maa-alkalimetallien silisideillä on ioni-kovalenttinen sidos M-Si, siirtymämetallisilikideillä on metallimainen sidos. Jälkimmäisessä alkuaineiden atomien välinen vuorovaikutus johtuu myös metalliatomien välisestä metallisidoksesta ja piiatomien välisestä kovalenttisesta sidoksesta. Mitä pienempi metallin luovuttajakyky, sitä suurempi on M-Si-sidoksen kovalenttisen komponentin osuus.

Koostumukseltaan yksinkertaisilla silisideillä on tihein kuutiopakkaus tai kuutiokappalekeskeinen hila. Piipitoisuuden kasvaessa silisideissä ilmaantuu kiteisiä rakenteita, joissa on Si-Si-sidoksia (pareja, ketjuja, kerroksia, kehyksiä, kolmiulotteisia rakenteita). Useimmilla näistä silisideistä on koostumuksia M3Si : sta MSi2 : een : MSi2 , M5Si3 , M3Si , M2Si3 , M2Si . Useat alkuaineet muodostavat eri koostumuksellisia silisidejä. Pienin piipitoisuus havaitaan Cu 8 Si:ssa, suurin - alkalimetallisilikideissä esimerkiksi CsSi 8 :ssa .

Alkalimetallit litiumia lukuun ottamatta pystyvät muodostamaan MSi-silikidejä, joissa piiatomit muodostavat Si4- tetraedrejä . Tällaiset silisidit muuttuvat MSi 6 :ksi ja M8 : ksi kuumennettaessa . Litium muodostaa koostumuksen Li 22Si 5 kompleksisia silisidejä , joissa on kovalenttisia Li-Li-sidoksia.

Silisidien fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Metallin kaltaiset silisidit ovat sähköä johtavia, ja jotkut korkeammat silisidit ovat puolijohteita. Useilla silisideillä, esimerkiksi V3Si , on suprajohtavuus matalissa lämpötiloissa. S- ja d-alkuaineiden silisideillä on heikkoja paramagneettisia tai diamagneettisia ominaisuuksia. V 3 Si, Cr 3 Si, Mo 3 Si ovat antiferromagneetteja, harvinaisten maametallien silisidit ovat ferro- tai antiferromagneetteja.

Alkalimetallisilikidit reagoivat kiivaasti, räjähdysmäisesti veden kanssa vapauttaen silaaneja ja hapettavat helposti ilmakehän hapen vaikutuksesta. Magnesiumsilisidi Mg 2 Si ei reagoi veden ja alkaliliuosten kanssa, mutta on vuorovaikutuksessa happoliuosten kanssa. Maa-alkalimetallien silisidit hajoavat myös vesi, happoliuokset ja alkalit. Berylliumsilikidiä Be 2 Si ei ole täysin tutkittu (sen äärimmäisen epästabiiliuden vuoksi ). Lantanidit muodostavat erilaisia koostumuksia sisältäviä silisidejä, kestävät hapen vaikutusta ~500°C lämpötilaan asti ja ovat suhteellisen kestäviä veden vaikutukselle - ne hapettuvat vain pitkän kiehumisen aikana, jolloin vapautuu silaaneja ja vetyä. Samanlaiset aktinidien yhdisteet hapettuvat helpommin ilmassa, mutta kestävät paremmin vettä ja happoja.

Siirtymämetallisilikidit ovat tulenkestäviä ja hapettumista kestäviä oksidikalvojen (metalli- tai pii) muodostumisen vuoksi.

Hankinta ja soveltaminen

Silisidejä saadaan suoralla synteesillä sintraamalla metallia piin kanssa tai saattamalla pii reagoimaan metallisulan kanssa.

{\displaystyle {\mathsf {2MeO+2Si\rightarrow Me_{2}Si+SiO_{2))))

Piin vuorovaikutus metallihydridien kanssa

{\displaystyle {\mathsf {2CaH_{2}+Si\rightarrow Ca_{2}Si+2H_{2))))

Ylimääräisen metallin vuorovaikutus pii(IV)oksidin kanssa

{\mathsf {SiO_{2}+4Mg\rightarrow Mg_{2}Si+2MgO))

Teknisessä fysiikassa ja automaatiossa suprajohteena käytetään vanadiumsilikidia V3Si ja puolijohteena reniumsilikidia ReSi . Monet silisidit ovat osa lämmönkestäviä materiaaleja, kuten molybdeenidisilisidi MoSi 2 . Ferropiillä on suuri käytännön merkitys .

Joitakin harvinaisia maametallien silisidejä käytetään korkean lämpötilan neutronien absorboijana ydinteollisuudessa.

Kirjallisuus

Chemical Encyclopedia / Toim.: Knunyants I.L. ja muut - M . : Soviet Encyclopedia, 1995. - T. 4. - 639 s. — ISBN 5-82270-092-4 .

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Iso venäläinen