SILIC VÀ HỢP CHẤT CỦA SILIC I SILIC Silic ô thứ 14, nhóm IVA, chu kì bảng hệ thống tuần hoàn Cấu hình electron Si 1s22s22p63s23p2 Silic (Si ) tồn hai dạng: silic tinh thể silic vô định hình b Si tinh thể: Có cấu trúc tương tự kim cương, to nóng chảy(1420oC) to sôi cao, màu xám, có ánh kim Có tính bán dẫn: cách điện nhiệt độ thấp, dẫn điện nhiệt độ phòng c Si vô định hình: chất bột màu trắng (không có tạp chất), màu nâu (chứa tạp chất, chủ yếu Fe) ọc Cũng giống cacbon, silic có số oxi hoá -4, 0, +2 +4 Silic vô định hình có khả phản ứng cao silic tinh thể Si Si: +2, +4 Si: -4 Silic vừa thể tính oxi hóa - vừa thể tính khử Silic vô định hình hoạt động silic tinh thể.) a Tính khử Tác dụng với phi kim Silic tác dụng trực tiếp với flo điều kiện thường 0 +4 -1 Si+ 2F2  SiF Với Cl2, Br2, I2, O2 đun nóng ; với C, S nhiệt độ cao 0 +4 -2 t C Si+ O2   SiO2 Tác dụng với hợp chất Silic tác dụng tương đối mạnh với dung dịch kiềm (NaOH, KOH,…) giải phóng khí hiđro Si+2NaOH+H2 O  Na2SiO3 +2H2 b Tính oxi hóa Ở nhiệt độ cao, silic tác dụng với kim loại canxi, magie, sắt tạo thành silixua kim loại 0 +2 +4 t C 2Mg+ Si  Mg2 Si Trạng thái tự nhiên Silic nguyên tố phổ biến thứ hai sau oxi, chiếm gần 29,5% khối lượng vỏ Trái Đất Trong tự nhiên silic trạng thái tự do, mà gặp dạng hợp chất, như: Chủ yếu cát , thạch anh (SiO2) Cao lanh (Al2O3.2SiO2.2H2O) Fenspat (Na2O.Al2O3.6SiO2) Silic có thể động, thực vật với lượng nhỏ có vai trò đáng kể hoạt động sống giới hữu sinh Ứng dụng Silic siêu tinh khiết chất bán dẫn, dùng kỹ thuật vô tuyến điện tử, để chế tạo tế bào quang điện, khuếch đại, chỉnh lưu, pin mặt trời,… Trong luyện kim, silic dùng để tách oxi khỏi kim loại nóng chảy Ferosilic hợp kim dùng để chế tạo thép chịu axit Điều chế a Phòng thí nghiệm Silic điều chế cách đốt cháy hỗn hợp gồm bột magie cát nghiền mịn t C SiO2 + 2Mg   Si+ 2MgO b Công nghiệp Trong công nghiệp, silic điều chế cách dùng than cốc khử silic đioxit lò điện nhiệt độ cao: t C SiO2 + 2C   Si+ 2CO II HỢP CHẤT CỦA SILIC Si i đioxi (SiO2) a Tính chất vật lí - trạng thái tự nhiên Silic đioxit chất dạng tinh thể, nóng chảy 1713oC, không tan nước Trong thiên nhiên, SiO2 tinh thể chủ yếu dạng khoáng vật thạch anh Cát SiO2 có chứa nhiều tạp chất Silic đioxit nguyên liêu quan trọng để sản xuất thủy tinh, đồ gốm,… b Tính chất hoá học Silic đioxit tan chậm dung dịch kiềm đặc, nóng, tan dễ kiềm nóng chảy: t C SiO2 + 2NaOH  Na2 SiO3 +H2 O Silic đioxit tan axit flohidric: t C SiO2 + 4HF   SiF4 + 2H2 O Axit silixic (H2SiO3) Axit silixic (H2SiO3) dạng keo, không tan nước, dễ nước đun nóng, phần nước, tạo thành vật liệu xốp silicagen t C H2 SiO3   SiO2 +H2 O Axit silixic axit yếu, yếu axit cacbonic, nên dễ bị khí CO2 đẩy khỏi dung dịch muối Na2SiO3 + CO2 + H2O → H2SiO3 + Na2CO3 Muối silicat a Tính tan: Axit silixic dễ tan dung dịch kiềm, tạo thành muối silicat Chỉ có muối silicat kim loại kiềm tan nước Dung dịch đậm đặc Na2SiO3 K2SiO3 gọi thuỷ tinh lỏng Sản xuất vải gỗ khó cháy Dùng để chế tạo keo dán thuỷ tinh, sứ vật liệu xây dựng chịu nhiệt Ở dung dịch, cho phản ứng kiềm silicat kim loại   2NaOH + H2SiO3 Na2 SiO3 + 2H2 O   kiềm bị thuỷ phân mạnh Bài t p áp dụng Từ SiO2 chất cần thiết khác, viết phương trình hóa học phản ứng điều chế axit silixic Bài t p áp dụng Cho hỗn hợp silic than có khối lượng 20,0 g tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH đặc, đun nóng Phản ứng giải phóng 13,44 lít khí hiđro (đktc) Xác định thành phần phần trăm khối lượng silic hỗn hợp ban đầu, biết phản ứng xảy với hiệu suất 100%