Szilicidek

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2019. március 31-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 5 szerkesztést igényelnek .

A szilicidek olyan szilíciumvegyületek , amelyek kevesebb elektronegatív elemet (általában fémeket ) tartalmaznak. A szilicidek lúgokról ( Li , Na , K , Rb , Cs ) és alkáliföldfémekről ( Be , Mg , Ca , Sr , Ba ), a legtöbb d- és f- fémről ismertek. Ag , Au , Zn , Cd , Hg és minden p-elem nem képez szilicideket .

A szilicidek szerkezete

A szilicidek szerkezete a szilícium és a fématomok közötti kémiai kötés típusától függ. Az alkáli- és alkáliföldfémek szilicidjei M-Si ion-kovalens kötést, az átmenetifém-szilicidek fémszerű kötést tartalmaznak. Ez utóbbinál az elemek atomjai közötti kölcsönhatás a fématomok közötti fémes kötésnek és a szilíciumatomok közötti kovalens kötésnek is köszönhető. Minél kisebb a fém donor képessége, annál nagyobb az M-Si kötés kovalens komponensének aránya.

Az egyszerű összetételű szilicidek a legsűrűbb köbös töltettel vagy köbös testközpontú ráccsal rendelkeznek. A szilicidek szilíciumtartalmának növekedésével Si-Si kötéseket tartalmazó kristályos szerkezetek (párok, láncok, rétegek, keretek, háromdimenziós szerkezetek) jelennek meg. A legtöbb ilyen szilicid összetétele M3Si - tól MSi2 - ig terjed : MSi2 , M5Si3 , M3Si , M2Si3 , M2Si . Számos elem különböző összetételű szilicideket képez. A minimális szilíciumtartalom a Cu 8 Si-ben, a maximum az alkálifém-szilicidekben, például a CsSi 8 -ban figyelhető meg .

Az alkálifémek a lítium kivételével MSi szilicidek képzésére képesek, amelyekben a szilícium atomok Si 4 tetraédereket alkotnak . Az ilyen szilicidek hevítés hatására MSi 6 és M 8 anyagokká alakulnak . A lítium Li 22 Si 5 összetételű komplex szilicideket képez , amelyekben kovalens jellegű Li-Li kötések vannak jelen.

A szilicidek fizikai és kémiai tulajdonságai

A fémszerű szilicidek elektromosan vezetők, és néhány magasabb szilicid félvezető. Számos szilicid, például a V3Si, alacsony hőmérsékleten szupravezető képességgel rendelkezik. Az s- és d-elemek szilicidjei gyenge paramágneses vagy diamágneses tulajdonságokkal rendelkeznek. A V 3 Si, Cr 3 Si, Mo 3 Si antiferromágnesek, a ritkaföldfémek szilicidjei ferro- vagy antiferromágnesek.

Az alkálifém-szilicidek hevesen, robbanásszerűen reagálnak a vízzel, szilánok szabadulnak fel, és a légköri oxigén hatására könnyen oxidálódnak. A magnézium-szilicid Mg 2 Si nem lép reakcióba vízzel és lúgos oldatokkal, hanem savas oldatokkal. Az alkáliföldfémek szilicidjeit víz, savak és lúgok oldatai is lebontják. A berillium-szilicid Be 2 Si -t nem vizsgálták teljes mértékben ( szélsőséges instabilitása miatt ). A lantanidok különféle összetételű szilicideket képeznek, ~500°C hőmérsékletig ellenállnak az oxigén hatásának, és viszonylag ellenállóak a víz hatásával szemben - csak hosszú forraláskor oxidálódnak szilánok és hidrogén felszabadulásával. Az aktinidák hasonló vegyületei könnyebben oxidálódnak a levegőben, de jobban ellenállnak a víz és a savak hatásának.

Az átmeneti fém-szilicidek tűzállóak és ellenállnak az oxidációnak az oxid (fém vagy szilícium) filmek képződése miatt.

Megszerzése és alkalmazása

A szilicideket közvetlen szintézissel, fém szilíciummal való szinterezésével vagy szilícium fémolvadékkal való reakciójával állítják elő.

{\displaystyle {\mathsf {2MeO+2Si\rightarrow Me_{2}Si+SiO_{2))))

A szilícium kölcsönhatása fém-hidridekkel

{\displaystyle {\mathsf {2CaH_{2}+Si\rightarrow Ca_{2}Si+2H_{2))))

Fémfelesleg kölcsönhatása szilícium(IV)-oxidon

{\mathsf {SiO_{2}+4Mg\rightarrow Mg_{2}Si+2MgO))

A műszaki fizikában és az automatizálásban a V3Si vanádium-szilicidet szupravezetőként, a rénium - szilicid ReSi - t pedig félvezetőként használják . Sok szilicid a hőálló anyagok része, mint például a molibdén-diszilicid MoSi 2 . A ferroszilícium nagy gyakorlati jelentőséggel bír .

Néhány ritkaföldfém szilicidet magas hőmérsékletű neutronelnyelőként használnak a nukleáris iparban.

Irodalom

Chemical Encyclopedia / Szerk.: Knunyants I.L. és mások - M . : Szovjet Enciklopédia, 1995. - T. 4. - 639 p. — ISBN 5-82270-092-4 .

Szótárak és enciklopédiák	Nagy orosz