Metāliskā silīcija (silīcija metāla) ķīmiskās īpašības:
Reaktivitātes pārskats:
Relatīvi nereaģējošs istabas temperatūrā plāna virsmas oksīda slāņa (Sio₂) dēļ.
Enerģiski reaģē paaugstinātā temperatūrā vai īpašos apstākļos.
Reakcijas ar skābekli:
High-Temperature Oxidation (>900 grāds):
SI+O2 → SiO2SI+O2 → SiO2
Veido silīcija dioksīdu (silīcija dioksīda) - aizsargājošu slāni, kas palēnina turpmāku oksidāciju.
Sadegšana tīrā skābekļa gadījumā:Rada intensīvu karstumu un gaismu.
Reakcijas ar halogēniem:
Hlors (cl₂):
Si +2 CL2 → Sicl4SI +2 CL2 → SICL4
Silīcija tetrahlorīds (gaistošs šķidrums) veidojas ~ 300 grādu.
Fluors (f₂):Reaģē eksplozīvi istabas temperatūrā:
Si +2 f2 → sif4Si +2 f2 → sif4
Skābes izturība:
Inerts lielākajai daļai skābju:Nereaģē ar hcl, h₂so₄ vai hno₃ istabas temperatūrā.
Hidrofluorskābe (HF):
Si +6 HF → H2SIF 6+2 H2 ↑ SI +6 HF → H2 SIF6 +2 H2 ↑
Izšķīd silīciju, veidojot heksafluorosilicskābi un ūdeņraža gāzi.
Sārmu reakcijas:
Spēcīgas bāzes (piemēram, NaOH):
Si +2 naOH+H2O → Na2SIO 3+2 H2 ↑ Si +2 naOH+H2 O → Na2 Sio3 +2 H2 ↑
Ražo nātrija silikātu (ūdens stikls) un ūdeņraža gāzi.
Reakcijas ar metāliem:
Sakausējuma veidošanās:Reaģē ar izkausētiem metāliem (piemēram, alumīnijs, dzelzs), veidojot silikīdus (piemēram, FESI, ALSI).
Samazinošais aģents:Izmanto metāla oksīdu samazināšanai metalurģijā (piemēram, magnija ražošana).
Augstas temperatūras reakcijas:
Ar oglekli:
Si+C→>1700°CSiCSi+C>1700 grādu sic
Veido silīcija karbīdu (keramika ar ārkārtīgu cietību).
Ar slāpekli:
3Si+2N2→>1300°CSi3N43Si+2N2>1300 grādu Si3 N4
Veido silīcija nitrīdu (tiek izmantots augstas stiprības keramikā).
Hidrīda veidošanās:
Reaģē ar ūdeņradi augstā temperatūrā, veidojot silānus (piemēram, Sih₄, monosilane):
Si +2 H2 → SiH4SI +2 H2 → SIH4
Silāni ir piroforiski (gaisā spontāni aizdedzināti).
Elektroķīmiskā uzvedība:
Darbojas kā pusvadītājs elektroķīmiskajās sistēmās.
Anodizācija veido porainu silīciju (izmanto sensoros un optoelektronikā).
No tīrības atkarīgā reaktivitāte:
Metalurģijas līmeņa silīcijs (~ 98% tīrība):Satur piemaisījumus (Fe, AL, CA), kas katalizē reakcijas.
Electronic-Grade Silicon (>99,99% tīrība):Augstāka ķīmiskā stabilitāte minimālu piemaisījumu dēļ.
Galvenās lietojumprogrammas, kas saistītas ar ķīmiskajām īpašībām:
Pusvadītāju nozare:Ultra-Pure silīcija kontrolētā reaktivitāte ļauj dopingu (piemēram, ar boru vai fosforu).
Silikona ražošana:Reaģē ar metilhlorīdu, veidojot hlorosilānus, silikonu prekursorus.
Saules baterijas:Virsmas pasivācija (Sio₂ slānis) uzlabo efektivitāti.
Sakausējumi:Pastiprina izturību un izturību pret koroziju alumīnijā un tēraudam.
