Соединения кремния с кислородом

Кремний образует с кислородом один оксид SiO₂. Твердое тугоплавкое вещество, нерастворимое в воде и кислотах, за исключением плавиковой кислоты (HF), в которой оксид кремния образует газообразный тетрафторид кремния:

SiO₂ + 4HF = SiF₄↑ + 2H₂O

Нерастворимый в воде оксид кремния (IV) обладает слабыми кислотными свойствами, поэтому он взаимодействует с основными оксидами и основаниями, но только при высоких температурах:

Na₂O + SiO₂ = Na₂SiO₃ 2NaOH + SiO₂ = Na₂SiO₃ + H₂O

Соответствующая оксиду SiO₂ кремниевая кислота может быть получена в водном растворе только из силикатов при действии на них более сильных кислот:

Na₂SiO₃ + 2HCl = H₂SiO₃↓ + 2NaCl

Na₂SiO₃ + CO₂ + H₂O = H₂SiO₃↓ + Na₂CO₃

Кремниевая кислота – очень слабая кислота, и поэтому растворимые в воде силикаты щелочных Ме подвергаются сильному гидролизу по аниону, образуя щелочную среду:

SiO₃^2- + H-OH ↔ HSiO₃^- + OH^-

HSiO₃^- + H-OH ↔ H₂SiO₃ + OH^-

В окислительно-восстановительных реакциях оксид кремния (IV) является очень слабым окислителем и может восстанавливаться только сильными восстановителями, такими как Mg или Ca и то при высоких температурах (>1000⁰С):

2Mg + SiO₂ = Si + 2MgO

По содержанию в организме человека (10^-3%) кремний относится к микроэлементам. Его роль в биологических системах еще не установлена: предполагают, что он необходим для роста и скелетообразования некоторых животных, а также для развития растений. Однако повышенное содержание кремния в питьевой воде приводят к осложнениям сердечной деятельности у человека.

Вопросы для контроля

1. Охарактеризуйте положение кремния в периодической системе Д.И.Менделеева. какие степени окисления характерны для кремния.

2. Какие вы знаете соединения кремния с галогенами, водородом, кислородом, азотом, металлами? Напишите формулы этих соединений. Как они могут быть получены?

3. Чем отличается оксид кремния (IV) от других кислотных оксидов?