Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

1. Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0349 Šablona III/2VY_32_INOVACE_71

3. Křemík

4. Si – zákonitosti plynoucí z PTP 14Si:[10Ne] 3s2 3p2 • je to polokov, typická oxidační čísla jsou +IV a –IV, • v komplexech nejčastěji má koordinační číslo +IV – tetraedrické uspořádání nebo +VI – oktaedrické uspořádání ( SiF62-) • má nižší hodnotu elektronegativity – 1,8 • energie vazby Si-Si je asi poloviční vzhledem k vazbě C-C, proto je jeho schopnost tvořit řetězce nižší, • také energie vazby Si-H je nižší než C-H, proto i silany jsou nestálé.

5. Výskyt křemíku - po kyslíku 2. nejrozšířenější prvek v zemské kůře ( Si je 27,2%, O je 45,5%) - ve vesmíru je na 7. místě po H, He, C, N, O a Ne, - pouze vázaný v kyslíkatých sloučeninách,v minerálech – v křemičitanech, hlinitokřemičitanech, - volný se nikdy nevyskytuje.

6. Výroba Si 1. Redukce křemene čistým koksem v elektrické obloukové peci: SiO2 + 2C → Si + 2CO 2. Redukce křemene karbidem vápenatým také v elektrické obloukové peci: SiO2 + CaC2 → Si + Ca + 2CO Těmito reakcemi se získává křemík čistoty 96-99%, pro chemický průmysl se dále čistí.

7. Vlastnosti Si - modrošedá, lesklá, velmi tvrdá krystalická látka, strukturou se podobá diamantu, krystalizuje v krychlové soustavě, v Mohsově stupnici má tvrdost 7, přitom je křehký. - b.t. 1410°C, b.v. je 2 355°C, vzdálenost Si-Si je 0,235nm.

8. Chemická reaktivita Si • je málo reaktivní, s některými prvky reaguje za vysoké teploty: Si + O2→ SiO2 Si + 2X2 → SiX4 3Si + 2N2 → Si3N4 Si + C → SiC - s kovy tvoří silicidy ( silicidy mají rozmanité složení).

9. Odolnost Si vůči vnějším vlivům - odolává působení vzdušného kyslíku a vody, protože jeho povrch se pokrývá vrstvou SiO2 - odolává působení kyselin ( kromě HF), - rozpouští se ve vodných roztocích alkalických hydroxidů, přitom se uvolňuje vodík, Si + 2OH- + H2O → SiO32- + 2H2

10. Využití Si • užívá se do tranzistorů, na polovodičové součástky, • čistý Si – pro solární články, • do slitiny – ferrosilicium – slitina Fe a Si, která vyniká tvrdosti a je korozivzdorná, • plechy z Si oceli pro elektrické motory, • Si v SiO2 výroba skla, porcelánu a cementu, • světová produkce představuje milióny tun Si ročně.

11. Zopakuj si • Proč Si netvoří pevné řetězce tak jako C? • Zapiš výrobu Si. • Jak vypadá Si, jaké má vlastnosti? • Je Si hodně reaktivní? • Jaké je využití Si?

12. Řešení: • Energie vazby Si-Si je podstatně nižší než energie vazby C-C. • SiO2 + 2C → Si + 2CO • Si je modrošedá, lesklá, velmi tvrdá látka, struktuře podobný diamantu. • Si je málo reaktivní, s většinou prvků reaguje až za vysoké teploty. • Využití Si – polovodičové součástky, tranzistory, slitina ferrosilicium, atd.

13. Citace literatury: MAREČEK, Aleš a Jaroslav HONZA. Chemie pro čtyřletá gymnázia: 1.díl. 3., přeprac. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2005. ISBN 80-7182-055-51. GREENWOOD, N a Alan EARNSHAW. Chemie prvků. 1. vyd. Praha: Informatorium, 1993, s. 1 793. ISBN 80-854-2738-9. GÁŽO, Jan a Jiří KOHOUT. Všeobecná a anorganická chémia. 3. vydání. Bratislava: Alfa, 1981. ISBN 63-557 81.