Будова атома кремнію

Кремній (Si) – другий за поширеністю в земній корі неметал після кисню. У природі знаходиться в складі з’єднань, в чистому вигляді зустрічається рідко. Будова атома кремнію визначає властивості елемента.

Будова

Кремній – 14 елемент періодичної таблиці Менделєєва, розташований в третьому періоді, в IV групі. Відносна атомна маса – 28.

Ядро атома кремнію містить 14 протонів і 14 нейронів і має позитивний заряд +14. Навколо ядра розташовується три електронні оболонки, на яких знаходиться 14 електронів. Зовнішній енергетичний рівень займають чотири електрона, що визначають валентність елемента. Кремній проявляє ступінь окислення +2, тому що 3р-рівень має два неспарених електрона. Елемент може переходити в збуджений стан за рахунок вакантної 3d-орбіталі, проявляючи ступінь окислення +4.

Фізичні властивості

Кремній – твердий темно-сірий елемент з металевим блиском. Є напівпровідником. Має одну модифікацію, схожу за структурою з аллотропной модифікацією вуглецю – алмазом. Однак зв’язку між атомами кремнію Не такі міцні, як між атомами вуглецю.

Кремній зустрічається в природі в складі піску, глини, кварцу, силікатів. Діоксид кремнію (SiO2) – пісок. Отримують кремній шляхом прожарювання піску з вуглецем (вугіллям) або металами:

  • 2C + SiO2 t˚ → Si + 2CO;
  • 3SiO2 + 4Al → 3Si + 2Al2O3;
  • 2Mg + SiO2 t˚ → Si + 2MgO.

Кремній використовують для виробництва радіоелементів, фотоелементів, при виробництві жаротривких матеріалів.

Хімічні властивості

Завдяки електронному будовою кремній здатний реагувати з іншими елементами, приймаючи або віддаючи електрони. У реакціях з металами виступає в ролі відновника, з неметалами – окислювача. За оптимальних умов кремній реагує тільки з фтором:

Si + 2F2 → SiF4.

При нагріванні реагує:

  • з киснем (600 ° C) – Si + O2 → SiO2;
  • з хлором (400 ° C) – Si + 2Cl2 → SiCl4;
  • з вуглецем (2000 ° C) – Si + C → SiC;
  • з азотом (1000 ° C) – 3Si + 2N2 → Si3N4.

Є окислювачем в реакціях з металами:

Si + 2Mg → Mg2Si.

Може реагувати з концентрованими лугами з виділенням водню:

Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + 2H2.

Кремній не реагує безпосередньо з воднем і кислотами, крім плавикової кислоти HF: Si + 6HF → H2 [SiF6] + 2H2 або Si + 4HF → SiF4 + 2H2. З’єднання з воднем – силан (SiH4) – отримують розкладанням солі кислотою – Mg2Si + 2H2SO4 → SiH4 + 2MgSO4.

Що ми дізналися?

Кремній – неметал четвертої групи періодичної системи. На зовнішньому енергетичному рівні атома розташовується чотири електрона. Має ступінь окислення +2. У природі знаходиться в сполуках у вигляді глини, піску, кварцу та інших речовин. Існує тільки одна модифікація кремнію, схожа з алмазом. Отримують кремній шляхом нагрівання піску з вугіллям або металами. Реагує елемент з неметалами, металами та лугами. З воднем і кислотами (виняток – HF) не реагує.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Кисень – коротко