§ 41. Элементы IVA-группы. Углерод и кремний
Оксид кремния(IV)
Оксид кремния(IV) — вещество немолекулярного строения, в его кристаллах каждый атом кремния окружён четырьмя атомами кислорода (рис. 99). Он имеет довольно высокую твёрдость; широко распространен в природе (табл. 26, Приложение 2).
Химические свойства. Оксид кремния(IV) как кислотный оксид реагирует со щелочами и основными оксидами:
«math class=¨wrs_chemistry¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle indentalign=¨center¨»«msub»«mi»SiO«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mo»§#160;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mn»2«/mn»«mi»KOH«/mi»«mo»§#160;«/mo»«mover»«mrow»«mo»=«/mo»«mo»§#160;«/mo»«/mrow»«mi»t«/mi»«/mover»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»K«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«msub»«mi»SiO«/mi»«mn»3«/mn»«/msub»«mo»§#160;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#160;«/mo»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»H«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mi mathvariant=¨normal¨»O«/mi»«mo»;«/mo»«mspace linebreak=¨newline¨/»«msub»«mi»SiO«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mo»§#160;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mi»§#1057;aO«/mi»«mover»«mrow»«mo»§#160;«/mo»«mo»=«/mo»«/mrow»«mi»t«/mi»«/mover»«mo»§#160;«/mo»«msub»«mi»§#1057;aSiO«/mi»«mn»3«/mn»«/msub»«mo».«/mo»«/mstyle»«/math»
С водой оксид кремния(IV) не реагирует.
Имея высшую степень окисления, кремний в составе оксида может проявлять окислительные свойства. Так, процесс восстановления кремния(IV) углеродом используют для получения технического кремния в производстве полупроводниковых материалов:
«math class=¨wrs_chemistry¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mover»«mi»Si«/mi»«mrow»«mo»+«/mo»«mn»4«/mn»«/mrow»«/mover»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»O«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mo»§#160;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mn»2«/mn»«mover»«mi mathvariant=¨normal¨»C«/mi»«mn»0«/mn»«/mover»«mover»«mrow»«mo»§#160;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#160;«/mo»«/mrow»«mi»t«/mi»«/mover»«mover»«mrow»«mi»Si«/mi»«mo»§#160;«/mo»«/mrow»«mn»0«/mn»«/mover»«mo»+«/mo»«mover»«mrow»«mn»2«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»C«/mi»«mo»§#160;«/mo»«/mrow»«mrow»«mo»+«/mo»«mn»2«/mn»«/mrow»«/mover»«mpadded lspace=¨-3px¨»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»O«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mo stretchy=¨false¨»§#8593;«/mo»«mo».«/mo»«/mpadded»«/math»
Одно из значимых направлений применения оксида кремния(IV) — получение стекла спеканием песка SiО2, соды Na2CО3 и известняка СаСО3:
«math class=¨wrs_chemistry¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«msub»«mi»Na«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«msub»«mi»C§#1054;«/mi»«mn»3«/mn»«/msub»«mo»§#160;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#160;«/mo»«msub»«mi»§#1057;§#1072;§#1057;§#1054;«/mi»«mn»3«/mn»«/msub»«mo»§#160;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mn»6«/mn»«msub»«mi»SiO«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mover»«mrow»«mo»§#160;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#160;«/mo»«/mrow»«mi»t«/mi»«/mover»«msub»«mi»Na«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mi mathvariant=¨normal¨»§#1054;«/mi»«mo»§#160;«/mo»«mo mathvariant=¨bold¨»§#183;«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mi»§#1057;§#1072;§#1054;«/mi»«mo»§#160;«/mo»«mo mathvariant=¨bold¨»§#183;«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mn»6«/mn»«msub»«mi»Si§#1054;«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mo»§#160;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mn»2«/mn»«msub»«mi»§#1057;§#1054;«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mo stretchy=¨false¨»§#8593;«/mo»«mo».«/mo»«/math»