Lý thuyết silic và hợp chất của silic

A. SILIC

I. VỊ TRÍ

Trong bảng tuần hoàn silic ở ô thứ 14, nhóm IVA, chu kì 3. Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p².

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Có các dạng thù hình là silic tinh thể và silic vô định hình

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

- Silic vô định hình là chất bột màu nâu

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

- Silic có các số oxi hóa: -4, 0, +2 và +4 (số oxi hóa +2 ít đặc trưng hơn).

- Trong các phản ứng hóa học, silic vừa thể hiện tính oxi hóa vừa thể hiện tính khử.

1. Tính khử

a) Tác dụng với phi kim:

Si    +   2F₂   →     SiF₄

Si    +    O₂   \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)   SiO₂

b) Tác dụng với hợp chất:

2NaOH  +  Si  +  H₂O →  Na₂SiO₃  +  2H₂

2. Tính OXH 

- Tác dụng với một số kim loại mạnh ở nhiệt độ cao:

2Mg   +    Si   \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)       Mg₂Si  

IV. ỨNG DỤNG

- Silic siêu tinh khiết là chất bán dẫn dùng trong kỹ thuật vô tuyến và điện tử như chế tạo tế bào quang điện, bộ khuếch đại,...

- Trong luyện kim silic được dùng để tách oxi ra khỏi kim loại nóng chảy

V. ĐIỀU CHẾ

1. Trong phòng thí nghiệm

2Mg + SiO₂  \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)    2MgO + Si   (900^oC)

2. Trong công nghiệp        

SiO₂  +  2C  \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)     2CO    + Si  (1800^oC)

B. HỢP CHẤT CỦA SILLIC

I. SiO₂

1. Tính chất vật lý

Ở dạng tinh thể nguyên tử màu trắng rất cứng, không tan trong nước, có t_s^o và t_nc^o rất cao, tồn tại ở dạng cát và thạch anh là nguyên liệu quan trọng để sản xuất thủy tinh.

2. Tính chất hóa học

a) Tan chậm trong dung dịch kiềm đặc nóng, tan nhanh trong kiềm nóng chảy hoặc cacbonat kim loại kiềm nóng chảy

SiO₂ + 2NaOH \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)    Na₂SiO₃ + H₂O

SiO₂ + Na₂CO₃ \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)    Na₂SiO₃ + CO₂

b) Tác dụng với HF ( dùng phản ứng này để khắc chữ, tranh lên thủy tinh)

SiO₂ + 4HF → SiF₄   +  2H₂O

II. H₂SiO₃

1. Tính chất vật lý

 Là axit rất yếu (yếu hơn H₂CO₃) , ở dạng keo, không tan trong nước. Khi bị mất nước thì tạo thành xốp silicagen, thường được dùng để hút ẩm trong các thùng hàng hóa

2. Tính chất hóa học

a) Phản ứng nhiệt phân:

H₂SiO₃ \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)    SiO₂ + H₂O

b) Tác dụng được với axit cacbonic :

Na₂SiO₃ + CO₂ + H₂O → Na₂CO₃ + H₂SiO₃

III. MUỐI SILICAT

- Chỉ có muối của kim loại kiềm tan được trong nước.

Na₂SiO₃ + 2H₂O ↔ 2NaOH + H₂SiO₃

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

Sơ đồ tư duy: Silic và hợp chất của silic