Hóa phi kim silic

Hóa Phi Kim
NGUYÊN TỐ SILIC


SILIC

Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level


SILIC
1. Trạng thái tự nhiên

2.Tính chất vật lý
3.Tính chất hóa học
4. Điều chế
5.Ứng dụng


SILIC


SILIC


1. Trạng thái tự nhiên


Silic là nguyên tố phổ biến, sau Oxi.

Nó chiếm 16,7% về số nguyên tử hay khối lượng vỏ Trái đất



Những hợp chất tự nhiên chính của Silic là:

 Silic (IV) oxit: SiO2
 Các muối của axit silicxic có trong thành phần muối của khoáng sản silicat như:
Cao lanh: Al2O3. 2SiO2. 2H2O
Granit (đá hoa cương), micca


1. Trạng thái tự nhiên
Cao lanh

Thạch anh

Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

Silic

Click to edit Master text styles
Second level
Third level

Fourth level
Fifth level


1. Trạng thái tự nhiên

Mica

Mica

Click to edit Master text styles

Click to edit Master text styles

Second level

Second level

Third level

Third level

Fourth level
Fifth level

Fourth level
Fifth level


2. Tính chất vật lý



Silic là chất rắn có ánh kim đặc trưng



Tùy thuộc vào điều kiện tổng hợp có thể thu được các dạng khác nhau của Silic: Silic vô định
hình, silic tinh thể


Các dạng thù hình của Silic

Silic vô định hình: có khả năng phản ứng cao, do có độ phân tán cao (dạng bột, màu nâu)

Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level


Các dạng thù hình của Silic

Silic tinh thể :

Có cấu trúc giống kim cương, màu xám, có ánh kim
Có tính dẫn nhiệt tốt
Giống như các chất bán dẫn, độ dẫn điện của Si tăng khi tăng nhiệt độ
Click to edit Master text styles
Second level

Third level
Fourth level
Fifth level


2. Tính chất vật lý


Silic tinh khiết có cấu trúc lập phương kiểu kim
cương (lai hóa sp3)



Silic không tan trong các dung môi, mà chỉ tan
trong các kim loại nóng chảy như: Al, Ag, Zn,
Sn, Pb…



3. Tính chất hóa học


Các bậc oxi hóa của Silic là: -4, 0, +2, +4. Nhưng bậc oxi hóa +2 không
đặc trưng

 Do đó Silic vừa có tính khử, vừa có tính oxi hóa



Silic vô định hình hoạt động hơn silic tinh thể

3. Tính chất hóa học
a) Tính khử:

Tác dụng với phi kim
 Ở nhiệt độ thường chỉ tác dụng với Flo: tạo ra silic tetraflorua, tỏa nhiều nhiệt
Si + F2  SiF4

H = -1563.3 kJ

 Ở nhiệt độ cao: Si có thể tác dụng với nhiều phi kim khác
Si + O2  SiO2 (thạch anh α) H = -715.5 kJ
Si + C  SiC

( silic cacbua)
SiC có độ cứng gần bằng kim cương nên thường dùng làm bột mài


Click to edit Master text styles

Click to edit Master text styles

Second level

Second level

Third level

Third level

Fourth level
Fifth level

Fourth level
Fifth level


3. Tính chất hóa học



Tác dụng với hợp chất:
Silic tương tác mạnh với dd kiềm, giải phóng khí Hidro
Si + 2NaOH + H2O Na2SiO3 + 2H2



Ở điều kiện thường, Silic không tác dụng với nước nhưng ở 8000 C cho phản ứng:
Si + 2H2O  SiO2 + 2H2



Ở điều kiện thường: Silic bền đối với các axit và cường thủy, chỉ tan trong hỗn hợp
hai axit HF và HNO3

3Si + 4HNO3+ 18HF  3H2SiF6 + 4NO +8H2O


3. Tính chất hóa học


Bột mịn Silic tác dụng với hơi HF nóng theo phản ứng:
Si + 4HF  SiF4 + 2H2



Tác dụng với HCl ở trên 3000 C và HBr ở trên 5000 C tạo nên SiX4 và Silan
halogenua (SiHX3 , SiH2X2, SiH3X)


3. Tính chất hóa học

b) Tính oxi hóa: ở nhiệt độ cao Silic tác dụng với nhiều kim loại như Mg, Ca, Fe,
Pt, Cu… tạo thành Silixua
Si + Mg  Mg2Si


Một số loại silixua
Magie silixua
Click to edit Master text styles

Coban silixua
Click to edit Master text styles

Second level

Second level

Third level

Third level

Fourth level
Fifth level

Natri silixua

Fourth level
Fifth level

Canxi silixua


4.Điều chế


Trong phòng thí nghiệm:

 Đốt cháy bột Magie với cát nghiền mịn
SiO2 + 2 Mg  Si + 2MgO

 Dùng hơi Kẽm khử Silic tetraclorua ở 10000 C trong ống thạch anh
SiCl4 + 2Zn  Si + 2ZnCl2
Hoặc nhiệt phân monosilan ở trên 780 0 C

SiH4  Si + 2H2


4.Điều chế


Trong Công nghiệp: dùng than cốc hoặc Canxi cacbua khử thạch anh trong lò
điện ở nhiệt độ cao
2C + SiO2  Si + 2CO
3SiO2 + 2CaC2  3Si + 2CaO +4CO


SiO 2 + 2Mg  2MgO + Si
Phản ứng điều chế Silic

Si + 2Mg Mg 2 Si
Phản ứng Silic tác dụng với kim loại Magie




SiH 4 + 2O 2  SiO 2 + 2H 2 O
Silan là một chất ở thể khí, ngoài không khí nó tự bốc cháy tạo silic đioxit

Phần thuyết trình cho slide trên:




Cho một ít cát trắng SiO2 và magie vào ống nghiệm, đốt cháy hỗn hợp(ảnh 1)



Điều thú vị là thủy tinh cũng chứa silicat và tgia vào pư. Sau khi ống nghiệm để nguội có thể bị phá vỡ = 1 cú đanh
nhẹ, thấy đc magie silixua(ảnh 4)

Sau một time ngắn pư tỏa nhiệt rất nhanh, as màu đỏ kèm theo tiếng nổ mạnh (ảnh 2), sp đầu tiên là si, sau đó pư
tiếp với Mg tạo thành Mg2Si (ảnh 3)


5. Ứng dụng


Ứng dụng quan trọng nhất của silic là sản xuất các thiết bị bán dẫn



Silic được dùng trong vô tuyến điện và điện tử để chế tạo:

 Tế bào quang điện
 Bộ khuếch đại
 Bộ chỉnh lưu
 Pin Mặt trời….



Chế tạo thép chịu axit: Ferosilic, thép silic…