Silicidy

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 31. března 2019; kontroly vyžadují 5 úprav .

Silicidy jsou sloučeniny křemíku s méně elektronegativními prvky (obvykle kovy ). Silicidy jsou známé pro alkalické ( Li , Na , K , Rb , Cs ) a kovy alkalických zemin ( Be , Mg , Ca , Sr , Ba ), většinu d-kovů a f-kovů. Ag , Au , Zn , Cd , Hg a všechny p-prvky netvoří silicidy .

Struktura silicidů

Struktura silicidů závisí na typu chemické vazby mezi atomy křemíku a kovu. Silicidy alkalických kovů a kovů alkalických zemin mají iontově-kovalentní vazbu M-Si, silicidy přechodných kovů mají vazbu podobnou kovu. V druhém případě je interakce mezi atomy prvků také způsobena kovovou vazbou mezi atomy kovu a kovalentní vazbou mezi atomy křemíku. Čím nižší je donorová schopnost kovu, tím vyšší je podíl kovalentní složky vazby M-Si.

Silicidy jednoduchého složení mají nejhustší kubické balení nebo kubickou mřížku centrovanou na tělo. S nárůstem obsahu křemíku v silicidech se objevují krystalické struktury s vazbami Si-Si (páry, řetězce, vrstvy, kostry, trojrozměrné struktury). Většina těchto silicidů má složení od M3Si do MSi2 : MSi2 , M5Si3 , M3Si , M2Si3 , M2Si . Řada prvků tvoří silicidy různého složení. Minimální obsah křemíku je pozorován v Cu 8 Si, maximální - v silidech alkalických kovů, např. CsSi 8 .

Alkalické kovy, s výjimkou lithia, jsou schopny tvořit silicidy MSi, ve kterých atomy křemíku tvoří tetraedry Si 4 . Takové silicidy se při zahřátí přeměňují na MSi 6 a M 8 . Lithium tvoří komplexní silicidy o složení Li 22 Si 5 , ve kterých jsou přítomny Li-Li vazby kovalentní povahy.

Fyzikální a chemické vlastnosti silicidů

Silicidy podobné kovům jsou elektricky vodivé a některé vyšší silicidy jsou polovodiče. Řada silicidů, například V 3 Si, má supravodivost při nízkých teplotách. Silicidy s- a d-prvků mají slabé paramagnetické nebo diamagnetické vlastnosti. V 3 Si, Cr 3 Si, Mo 3 Si jsou antiferomagnetika, silicidy prvků vzácných zemin jsou fero- nebo antiferomagnetika.

Silicidy alkalických kovů prudce, s výbuchem, reagují s vodou za uvolňování silanů a snadno se oxidují vzdušným kyslíkem. Silicid hořečnatý Mg 2 Si nereaguje s vodou a alkalickými roztoky, ale interaguje s kyselými roztoky. Silicidy kovů alkalických zemin se také rozkládají vodou, roztoky kyselin a zásad. Silicid beryllium Be 2 Si nebyl plně prozkoumán (kvůli jeho extrémní nestabilitě ). Lanthanoidy tvoří silicidy různého složení, jsou odolné vůči působení kyslíku do teploty ~500°C a jsou poměrně odolné vůči působení vody - oxidují se až při dlouhém varu za uvolňování silanů a vodíku. Podobné sloučeniny aktinidů snadněji oxidují na vzduchu, ale jsou odolnější vůči působení vody a kyselin.

Silicidy přechodných kovů jsou žáruvzdorné a odolné vůči oxidaci v důsledku tvorby oxidových (kovových nebo křemíkových) filmů.

Získání a uplatnění

Silicidy se získávají přímou syntézou slinováním kovu s křemíkem nebo reakcí křemíku s taveninou kovu.

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

Interakce křemíku s hydridy kovů

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

Interakce přebytečného kovu na oxidu křemičitém

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

V technické fyzice a automatizaci se silicid vanadu V 3 Si používá jako supravodič , silicid rhenia ReSi jako polovodič . Mnoho silicidů je součástí tepelně odolných materiálů, jako je disilicid molybdenu MoSi 2 . Ferosilicium má velký praktický význam .

Některé silicidy vzácných zemin se používají jako vysokoteplotní absorbéry neutronů v jaderném průmyslu.

Literatura

Chemická encyklopedie / Ed.: Knunyants I.L. a další - M. : Sovětská encyklopedie, 1995. - T. 4. - 639 s. — ISBN 5-82270-092-4 .

Slovníky a encyklopedie	Velký Rus