Məzmuna keç

Qeyri-üzvi kimya

Silisium

Silisium yer qabığında oksigendən sonra ən geniş yayılmış ikinci elementdir. O, qumun, gillərin, mineralların və süxurların əsas tərkib hissəsidir. Müasir dövrdə yarımkeçirici texnologiyaların, günəş panellərinin və elektronik cihazların əsasını təşkil edir.

Təbiətdə yayılması və alınması

Silisium təbiətdə sərbəst halda tapılmır, yalnız birləşmələr (əsasən silisium dioksid SiO2\mathrm{SiO_2} və silikatlar) şəklində mövcuddur. Sənayedə silisiumu yüksək temperaturda elektrik sobalarında kvars qumunun (SiO2\mathrm{SiO_2}) kömürlə reduksiyasından alırlar: SiO2+2C→t∘Si+2CO\mathrm{SiO_2 + 2C \xrightarrow{t^\circ} Si + 2CO}. Laboratoriyada isə maqneziumla reduksiya olunur: SiO2+2Mg→Si+2MgO\mathrm{SiO_2 + 2Mg \to Si + 2MgO}.

Fiziki və kimyəvi xassələri

Silisium qara-boz rəngli, metal parıltılı, sərt və kövrək, yarımkeçirici xassəli maddədir. Kimyəvi cəhətdən o qədər də aktiv deyil. Adi şəraitdə yalnız flüorla reaksiyaya girir (Si+2F2→SiF4\mathrm{Si + 2F_2 \to SiF_4}). Yüksək temperaturda oksigenlə (SiO2\mathrm{SiO_2} yaradır), xlorla, azotla, karbonla (karborund SiC\mathrm{SiC} yaradır) və bəzi metallarla (silisidlər, məsələn, Mg2Si\mathrm{Mg_2Si}) reaksiyaya daxil olur. Silisium turşularla (HF istisna olmaqla) reaksiyaya girmir, lakin qələvilərlə hidrogen ayırır: Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2\mathrm{Si + 2NaOH + H_2O \to Na_2SiO_3 + 2H_2}.

Silisium(IV) oksid və silikat turşusu

Silisium dioksid (SiO2\mathrm{SiO_2}) çətin əriyən bərk maddədir (kvars, qum). O, turşu oksididir, su ilə reaksiyaya daxil olmur. Lakin əsaslarla və qələvilərlə əridildikdə silikatlar əmələ gətirir. Silikat turşusu (H2SiO3\mathrm{H_2SiO_3}) suda həll olmayan çox zəif turşudur. Onu ancaq həllolan silikatlara güclü turşularla (məsələn, HCl\mathrm{HCl}) təsir etməklə almaq mümkündür.

Yadda saxla

  1. Sənayedə silisium: SiO2+2C→t∘Si+2CO\mathrm{SiO_2 + 2C \xrightarrow{t^\circ} Si + 2CO}.
  2. Silisium qələvi ilə hidrogen qazı ayırır: Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2\mathrm{Si + 2NaOH + H_2O \to Na_2SiO_3 + 2H_2}.
  3. Silisium(IV) oksid su ilə reaksiyaya daxil olmur; silikat turşusu suda həll olmayan zəif turşudur.

Həll olunmuş misallar

  1. Misal 1

    Silisiumun natrium hidroksid məhlulu ilə reaksiyasından 4,48 l (n.ş.) hidrogen qazı ayrılmışdırsa, reaksiyaya neçə qram silisium daxil olmuşdur? (Ar(Si)=28A_r(\mathrm{Si}) = 28).

    Həlli

    1. Ayrılan hidrogenin mol sayını hesablayaq: ν=4,4822,4=0,2\nu = \frac{4{,}48}{22{,}4} = 0{,}2 mol.

    2. Reaksiya tənliyini yazaq: Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2\mathrm{Si + 2NaOH + H_2O \to Na_2SiO_3 + 2H_2}.

    3. Tənliyə əsasən, 1 mol Si\mathrm{Si} reaksiyaya girdikdə 2 mol H2\mathrm{H_2} ayrılır.

    4. Tənasüb quraq: 1 mol Si\mathrm{Si} — 2 mol H2\mathrm{H_2} xx mol Si\mathrm{Si} — 0,2 mol H2\mathrm{H_2} x=1⋅0,22=0,1x = \frac{1 \cdot 0{,}2}{2} = 0{,}1 mol Si\mathrm{Si}.

    5. Silisiumun kütləsini hesablayaq: m=0,1⋅28=2,8m = 0{,}1 \cdot 28 = 2{,}8 qram.

    Cavab: 2,8 qram.

  2. Misal 2

    Hansı reaksiyalarda silisium reduksiyaedici xassə göstərir? 1. Si+2F2→SiF4\mathrm{Si + 2F_2 \to SiF_4}, 2. Si+2Mg→Mg2Si\mathrm{Si + 2Mg \to Mg_2Si}, 3. Si+O2→SiO2\mathrm{Si + O_2 \to SiO_2}.

    Həlli

    Silisium özündən daha elektromənfi elementlərlə (qeyri-metallarla) reaksiyada elektron verir, oksidləşmə dərəcəsini artırır və reduksiyaedici olur. 1-ci və 3-cü reaksiyalarda flüor (F) və oksigen (O) silisiumdan daha elektromənfidir. Silisiumun oksidləşmə dərəcəsi 0-dan +4-ə yüksəlir, yəni o reduksiyaedicidir. 2-ci reaksiyada maqnezium metaldır, silisiumdan az elektromənfidir. Bu reaksiyada silisium elektron alır (0-dan -4-ə dəyişir) və oksidləşdirici olur.

    Cavab: 1 və 3.

Özünü yoxla

Əvvəl özün həll et, sonra cavaba bax.

  1. Silisium dioksid (SiO2\mathrm{SiO_2}) aşağıdakı maddələrdən hansı ilə reaksiyaya daxil olur?

    1. Su ilə
    2. Xlorid turşusu ilə
    3. Natrium hidroksid ilə
    4. Oksigenlə
    5. Nitrat turşusu ilə
    Cavabı göstərCavabı gizlət

    Düzgün cavab: C Natrium hidroksid ilə

    SiO2\mathrm{SiO_2} turşu oksididir, su ilə reaksiyaya girmir (silikat turşusu suda həll olunmur). O, əsaslarla və qələvilərlə (məsələn, NaOH\mathrm{NaOH}) reaksiyaya girərək silikatlar əmələ gətirir. Turşularla (yalnız HF istisna olmaqla) reaksiyaya daxil olmur.

  2. Sənayedə silisium necə alınır?

    1. SiO2\mathrm{SiO_2}-nin karbonla reduksiyasından
    2. Silisium hidridin parçalanmasından
    3. Maqnezium silisidin hidrolizindən
    4. SiO2\mathrm{SiO_2}-nin su ilə reaksiyasından
    5. SiCl4\mathrm{SiCl_4}-ün hidrogenlə reduksiyasından
    Cavabı göstərCavabı gizlət

    Düzgün cavab: A SiO2\mathrm{SiO_2}-nin karbonla reduksiyasından

    Sənayedə silisium kvars qumunun (SiO2\mathrm{SiO_2}) kömürlə (C\mathrm{C}) yüksək temperaturda elektrik sobalarında reduksiyası üsulu ilə alınır: SiO2+2C→Si+2CO\mathrm{SiO_2 + 2C \to Si + 2CO}.

  3. Silisium və karbon üçün ümumi olan cəhət nədir?

    1. Təbiətdə yalnız sərbəst halda tapılırlar
    2. Hər ikisi qələvilərlə reaksiyaya girib hidrogen ayırır
    3. Xarici elektron təbəqələrində 4 elektron var
    4. İkisi də adi şəraitdə su ilə reaksiyaya daxil olur
    5. Hər ikisi tipik p tipli yarımkeçiricidir
    Cavabı göstərCavabı gizlət

    Düzgün cavab: C Xarici elektron təbəqələrində 4 elektron var

    Hər iki element dövri sistemin IV qrupunun əsas yarımqrupunda yerləşir, bu səbəbdən onların xarici elektron təbəqəsində eyni sayda - 4 elektron (ns2np2ns^2np^2) var. Karbon sərbəst tapıla bilər, silisium isə tapılmır.

Tipik səhvlər

  • Silisium dioksidi (SiO2\mathrm{SiO_2}) su ilə reaksiyaya girib silikat turşusu əmələ gətirdiyini düşünmək (əslində reaksiyaya daxil olmur).
  • Silisiumun turşularla reaksiya girərək hidrogen ayırdığını düşünmək (yalnız qələvilərlə bu reaksiyanı verir).

Hələ də tam aydın deyil?

Mövzunu sənə səsli dərs kimi izah edir, lövhədə yazır və suallarla yoxlayır.