Кремній в природі. Двоокис кремнію

У природі кремній поширений дуже широко. Приблизно 25% земної кори доводиться на кремній. Значна частина природного кремнію представлена ​​двоокисом кремнію SiO2. У дуже чистому кристалічному стані двоокис кремнію зустрічається у вигляді мінералу, званого гірським кришталем. Двоокис кремнію і двоокис вуглецю за хімічним складом є аналогами, проте двоокис вуглецю – це газ, а двоокис кремнію – тверда речовина. На відміну від молекулярної кристалічної решітки СO2 двоокис кремнію SiO2 кристалізується у вигляді атомної кристалічної решітки, кожна осередок якої є тетраедр з атомом кремнію в центрі і атомами кисню по кутах. Це пояснюється тим, що атом кремнію має більший радіус, ніж атом вуглецю, і навколо нього можуть розміститися не 2, а 4 кисневих атома. Відмінністю в будові кристалічної решітки пояснюється відмінність властивостей цих речовин. На рис. 69 показані зовнішній вигляд кристала природного кварцу, що складається з чистої двоокису кремнію, і її структурна формула.

Кристалічна двоокис кремнію найбільш часто зустрічається у вигляді піску, який має білий колір, якщо не забруднений глинистими домішками жовтого кольору. Крім піску, двоокис кремнію часто зустрічається у вигляді дуже твердого мінералу – кремнію (гідратований двоокис кремнію). Кристалічна двоокис кремнію, пофарбована в різні домішки, утворює дорогоцінні й напівкоштовні камені – агат, аметист, яшму. Майже чиста двоокис кремнію зустрічається також у вигляді кварцу і кварциту. Вільного двоокису кремнію в земній корі 12%, у складі різних гірських порід – близько 43%. У загальній складності понад 50% земної кори складається з двоокису кремнію.
Кремній входить до складу самих різних гірських порід та мінералів – глини, гранітів, сієнітів, слюд, польових шпатів і ін.

Тверда двоокис вуглецю, не плавиться, переганяється при -78,5 °. Температура плавлення двоокису кремнію близько 1.713 °. Вона вельми тугоплавка. Щільність 2,65. Коефіцієнт розширення двоокису кремнію дуже малий. Це має дуже велике значення при застосуванні посуду з кварцового скла. У воді двоокис кремнію розчиняється і з нею не реагує, незважаючи на те, що це кислотний оксид і йому відповідає кремнієва кислота H2SiO3. Двоокис вуглецю у воді, як відомо, розчинна. З кислотами, крім плавикової кислоти HF, двоокис кремнію не реагує, з лугами дає солі.

Посилання на основну публікацію