Qarshi davlat universiteti kimyo kafedrasi noorganik kimyo fanidan

Kimyoviy xossalari. Kremniy suyuqlantirilgan metallarda eriydi, asta – sekin sovitilganda, oktaedrik panjara hosil qilib kristallanadi, oksidlanish darajasi -3, +2 va +4. Past temperaturada u kimyoviy jihatdan inert hisoblanadi. Kislorod atmosferasida 400⁰C dan yuqori sharoitda oksidlanadi.

Si + O₂=SiO₂

Gaz holdagi HF bilan oddiy sharoitda, HCl va HBr bilan esa 400 – 5000da reaksiyaga kirishadi.

Si_(aморф) + HF= H₂[SiF₆] +2H₂

Si + 4HF = SiF₄ + 2H₂ (40 – 100⁰C)

3Si + 18HF_(конц) + 4HNO_3(конц) = 3H₂[SiF₆ ] + 4NO + 8H₂O

Si + 18HF_(конц) + 2KClO₃ = 3H₂[SiF₆] + 2KCl + 6H₂O

Si + 6HF_(конц) + KNO₃ = H₂ [SiF₆] + 2KNO₂ + 2H₂O

Kremniy galogenlar, vodorod va uglerod bilan birikib tegishlicha kremniy galogenidlar, silanlar va karbid hosil qiladi.

Si + 2F₂ = SiF₄ (20⁰C, F da yonishi)

Si + Cl₂ = SiCl₄ (340 – 420⁰C, Ar oqimida)

Si + 2Br₂ = SiBr₄ (620 – 700⁰C, Ar oqimida)

Si + 2I₂ = SiI₄ (750 – 810⁰C, Ar oqimida)

Si + 4HI = SiI₄ + 2H₂ (400 – 500⁰C)

Si + C_(grafit) → SiC (1200 – 1300⁰C)

Oltingugurt va azot bilan (600 – 1000⁰Cda) ham birikadi. Bor bilan SiB₄ va Si₂B₆ kabi birikmalari ma’lum.

Si + S = SiS (650 – 700⁰C)

Si + 2S = SiS₂ (250 – 600⁰C)

Si + 2Э=SiЭ₂ (800⁰C; Э=Se;Te; Ar atmosferasida)

3Si + 2N₂ = Si₃N₄ (1200 – 1500⁰C)

Kremniy HF bilan HNO₃ aralashmasida, ishqor va ko‘pgina metallarning suyuqlantirilgan eritmalarida eriydi.

Si + M= MSi (suyuqlantirilganda: M=Na,K,Rb,Cs),

Si + 2M=M₂Si(suyuqlantirilganda: M=Mg,Ca)

3Si + 4NH₃= Si₃N₄ + H₂ (1300 – 1500⁰C)

Si + 2H₂S = SiS₂ + 2H₂ (1200- 1300⁰C)

Ishqorlar kremniy bilan reaksiyaga kirishib, vodorod va silikat kislota tuzlarini hosil qiladi:

Si + 2KOH + H₂O→KSiO₃ + 2H₂

Si + 2NaOH + H₂O→Na₂SiO₃ + 2H₂

Kremniyning ko‘pgina metallar bilan hosil qilgan silitsidlari (Mg₂Si, FeSi, Cr₃Si) qiyin eriydigan elektr tokini o‘tkazuvchi materiallardan hisoblanadi. Bular xossalari jihatidan intermetall birikmalarni eslatadi.

Kremniy dioksid SiO₂ tabiatda kvars holida uchraydi. Kvars ning tiniq, rangsiz kristallari olti qirrali piramidada joylashgan olti qirrali prizma shaklida bo‘lib to‘g‘ billuri deyiladi. Aralashmalar ta’sirida binafsha rangga kirgan tog‘ billuri ametist, qo‘ng‘ir rangli tutunsimon topaz deyiladi. Kvars ko‘rinishlaridan biri chaqmoq toshdir. Mayda kristall holdagi agat va yashma ham keng tarqalgan. Kvars ko‘pgina murakkab tog‘ jinslari (granit, gneys) tarkibiga kiradi.oddiy qum kvars ning mayda qismidir.

Kvars oddiy sharoitda suv bilan ta’sirlashmaydi, lekin bosim ostida qizdirilgan suvda 100^оC dan yuqorida eriydi.Shu usullan foydalanib, sun’iy kvars ning monokristallari (30 sm va undan yuqori) o‘stiriladi. Kvars kislotalarda erimaydi,lekin HF bundan mustasno.

4HF + SiO₂ →SiF₄ + 2H₂O (250 – 400⁰C)

SiF₄ + 2HF→H₂[SiF₆]

SiO₂ + 6HF = H₂[SiF₆] + 2H₂O (t< 35⁰C)

SiO_2(aморф) + 4NaOH_(конц)= Na₄SiO₄ + 2H₂O

SiO₂ + 2NaOH = Na₂SiO₃ + H₂O (900 – 1000⁰C)

SiO_2(aморф) + 2Na₂CO_3(конц) = Na₄SiO₄ + 2CO₂

SiO₂ + M₂CO₃ = M₂SiO₃ + CO₂ (1150⁰C, M=Na, K)

SiO₂ + 2F₂ = SiF₄ + O₂ (250 – 400⁰C)

SiO₂ + 2NaF + 4HF_(конц) = Na₂[SiF₆] + 2H₂O

3SiO₂ +2Al₂S₃ = 3SiS₂ + 2Al₂O₃ (1200 – 1300⁰C)

SiO₂ + Si = 2SiO (1100 – 1400⁰C вак.)

SiO₂ + C_(конц) = SiO + CO (1300⁰C. вак.)

SiO₂ + 2 Mg = 2 MgO + Si (800 – 900⁰C, Ar atmosferasida)

Kvars toza kremniy, kvars shisha, silikalsit abraziv materiallari qimmatbaho toshlar tayyorlashda homashyo hisoblanadi.

Kvars shisha UB nurlarni o‘tkazadi, yuqori temperaturaga chidamli. Uning termik kengayish koeffitsiyenti juda kichik bo‘lib isitilganda yoki sovitilganda hajmi o‘zgarmaydi. Kvars shishani 1500⁰C gacha qizdirib sovuq suvga tushirilganda unga hech nima qilmaydi. Oddiy shisha buyumlar bir oz qizdiriganda suv tomchilari ta’siriida darz ketadi. Kvars shisha kimyo sanoatida laboratoriya asboblarini yasashda ,o‘tga va kuchli reagentlarga chidamli idishlar, quvur (naycha) va reaktorlar tayyorlashda qo‘llaniladi. Tibbiyotda, kino, ilmiy ishlar va boshqa qator sohalarda keng qo‘llaniladigan simob lampalari ham kvars shishadan tayyorlanadi.

Silikat kislotalar umumiy formulasi nSiO₂ mH₂O bo‘lib, bu yerda n=1-2, m=1-2 ga teng. Erkin holda metasilikat kislota – H₂SiО₃, ortosilikat kislota H₄SiO₄ va dimetasilikat kislota – H₂SiO₅ ajratib olingan. Bular ikki negizli kuchsiz kislotalar hisoblanadi. To‘yingan suvli eritmalarida zollar hosil qiladi, pH >5 – 6 da bular gellarga aylanadi, quriganda silikagellar vujudga keladi. Yangi olingan gel suv,kislota va ishqorlarda ma’lum miqdorda eriydi. Silikat kislota suvda colloid eritma hosil qiladi. Silikat kislota tarkibidagi suvnng kamaya borishi uning suvda kislota va ishqorlarda eruvchanligi pasaya boradi.U qizdirilganda suv va silikat angidridga ajraladi. Silikat kislota silikatlarga HCl yoki NH₄Cl ta’sir ettirib olinadi. Kremniyning poligalogenli birikmalari (SiCl₄)gidrolizlanganda ham silikat kislota hosil bo‘ladi. Ishqoriy metallar silikatlari suvda eriydi.Bular eruvchan shishalar deyiladi. Eruvchan shishalar kvars ni ishqoriy metallar karbonatlari yoki gidroksidlari bilan qizdirib olinadi:

SiO₂ + 2NaOH →Na₂SiO₃ + H₂O

SiO₂ + K₂CO₃→K₂SiO₃ + CO₂

Molekulasida ikki va undan ortiq kremniy atomlari bo‘lgan kislotalar polisilikat kislotalar deyiladi.Bular oddiy silikat kislotaning kondensatlanishidan hosil bo‘ladi.Bunday kislota tuzlari polisilikatlar deyiladi.Silikat va polisilikatlarning tuzilishi rentgen nurlar orqali tekshirilganda kristall panjaralarda tetrayedr shakldagi SiО₄^-4 anionlari bir biri bilan kislorod atomlari orqali birikkanligini ko‘rsatadi.Tetrayedr markazida kremniy atomi joylashgan bo‘lib uning cho‘qqilarida kislorod atomlari turadi.Kristall tuzilishiga qarab silikatlar 6 ta sinfga bo‘linadi.Bular: yakka yakka ortosilikatlar, pirosilikatlar, siklik silikatlar, cheksiz zanjirlardan iborat bo‘lgan piroksin va amfibollar va boshqalar.

Turli tuproqlarning asosini kaolin tashkil qiladi. U oddiy dala shpati (ortoklaz) dan quyidagi reaksiya bilan olinadi.

K₂O Al₂O₃ 6SiO₂ + CO₂ + nH₂O = K₂CO₃ + 4SiO₂ (n – 2)H₂O + Al₂O₃ 2SiO₂ 2H₂O

Toza kaolin juda kam uchraydi.Oq rangli kaolin toza hisoblanadi va ozgina kvars – qum aralashmasiga ega bo‘ladi.Toza kaolin chinni ishlab chiqarishda ishlatiladi.