Silic và hợp chất

A. SILIC

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Silic có 2 dạng thù hình là silic vô định hình và silic tinh thể.

- Silic vô định hình: là chất bột màu nâu, không tan trong nước nhưng tan trong kim loại nóng chảy.

- Silic tinh thể: có màu xám, có ánh kim, có cấu trúc giống kim cương nên có tính bán dẫn.

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

- Các mức oxi hóa có thể có của Si: -4; 0; +2; +4 (số oxi hóa +2 ít đặc trưng) nên Si có cả tính khử và tính oxi hoá.

- Silic vô định hình có khả năng phản ứng cao hơn silic tinh thể.

1. Tính khử

- Tác dụng với phi kim:                      

Si + 2F₂ → SiF₄ (phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường)

Si + 2O₂ $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ SiO₂ 

- Tác dụng với hợp chất: Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H_2­↑

2. Tính oxi hóa

Si tác dụng được với nhiều kim loại ở nhiệt độ cao → silixua kim loại. 

2Mg + Si  $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$Mg₂Si (magie silixua)

III. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ ỨNG DỤNG

1. Trạng thái tự nhiên

- Silic là nguyên tố phổ biến thứ hai, sau oxi chiếm gần 29,5% vỏ trái đất.

- Trong tự nhiên chỉ tồn tại ở dạng hợp chất: chủ yếu là silic đioxit ; khoáng vật silicat và aluminosilicat (cao lanh, mica, fenspat, đá xà vân, thạch anh).

2. Ứng dụng

- Silic siêu tinh khiết là chất bán dẫn, được dùng trong kĩ thuật vô tuyến và điện tử, để chế tạo tế bào quang điện, bộ khuếch đại, bộ chỉnh lưu, pin mặt trời.

IV. ĐIỀU CHẾ

SiO₂ + C _{Than cốc} $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ 2CO + Si

SiO₂ + 2Mg $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ 2MgO + Si (có thể thay Mg bằng Al)

SiH₄ $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$Si + 2H₂ 

SiI₄ $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ Si + 2I₂ 

B. SILIC ĐIOXIT (SiO­₂)

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ, TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ ỨNG DỤNG

- Là chất ở dạng tinh thể nguyên tử, không tan trong nước.

- Trong tự nhiên tồn tại ở dạng khoáng vật cát và thạch anh.

- Nguyên liệu quan trọng để sản xuất thủy tinh, đồ gốm…

II. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

- Dung dịch kiềm đặc, đun nóng

SiO₂ + 2NaOH _đặc $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$  Na₂SiO₃ + H₂O

- SiO­₂ tan dễ trong axit HF               

SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O => HF dùng để khắc thủy tinh

C. AXIT SILICIC VÀ MUỐI SILICAT

I. AXIT SILIXIC

- Dạng keo, không tan trong nước, khi đun nóng dễ bị mất nước

H₂SiO₃ $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ H₂O + SiO₂ 

- Khi sấy khô, H₂SiO₃ mất một phần nước tạo thành vật liệu xốp là silicagen được dùng làm chất hút ẩm và hấp phụ nhiều chất.

- H₂SiO₃ chỉ tác dụng với dung dịch kiềm mạnh: H₂SiO₃ + 2NaOH → Na₂SiO₃ + 2H₂O

- Là axit yếu, yếu hơn axit cacbonic nên điều chế bằng cách dùng axit mạnh đẩy ra khỏi muối hoặc thủy phân một số hợp chất của Si.

Na₂SiO_{3 dung dịch} + CO₂ + H₂O → H₂SiO₃ ↓+ Na₂CO₃

II. MUỐI SILICAT

- Là muối của axit silixic thường không màu, khó tan (trừ muối kim loại kiềm tan được).

- Dung dịch đậm đặc của Na₂SiO₃ và K₂SiO₃ được gọi là thủy tinh lỏng được dùng để chế tạo keo dán thủy tinh.

Bài viết gợi ý: