İLİSİUM
Kəşfi. Silisium 1822-ci ildə silisium-flüoridin (SiF
4
) kaliumla reduksiyasından
alınmışdır. Silisium adı latınca “sileks” – “kremnem” sözündən əmələ gəlmişdir.
Birləşmələrində Si +4 və –4, nadir halda +2 (SiO) oksidləşmə dərəcəsi göstərir.
Dövri sistemdə mövqeyi və atomunun quruluşu. Silisium 3-cü dövr, IV qrupun
əsas yarımqrup elementidir. Onun atomu 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
2
elektron formuluna malikdir.
Təbiətdə yayılması. Yer qabığında yayılmasına görə silisium oksigendən sonra
2-ci yeri tutur (27%). Silisium yalnız birləşmələr şəklində rast gəlinir. Onlardan ən
əhəmiyyətliləri bunlardır: kvars qumu SiO
2
, ağ gil (kaolinit) Al
2
O
3
·2SiO
2
·2H
2
O, çöl-
şpatı (ortoklaz) K
2
O·Al
2
O
3
·6SiO
2
və s. (bax: səh.139).
Alınması. Laboratoriyada silisium SiO
2
-nin (ağ qumun) maqneziumla, sənayedə
isə kömürlə reduksiyasından alınır:
SiO
2
+ 2Mg
t
Si + 2MgO SiO
2
+ 2C
t
Si + 2CO
35
– Günəş batareyalarında hansı elementdən istifadə
edilir?
– Bu qurğuların funksiyası nədən ibarətdir?
1 və 2-də verilən məlumatlara əsasən suallara cavab verin.
1. Меtаn (CH
4
) havada adi şəraitdə alışmır, silan (SiH
4
) isə
öz-özünə alovlanır.
2. С–С rabitəsi ən bərk təbii maddədə – almazda və on milyonlarla üzvi birləşmələrdə möv-
cuddur. Si–Si rabitəsinə isə belə hallar xarakterik deyil.
– Metan CH
4
və silan SiH
4
molekullarının davamlılığı və C–H, Si–H rabitələrinin müqayisəli
möhkəmliyi haqqında nə söyləyə bilərsiniz?
– C–C və Si–Si rabitələrindən hansı daha möhkəmdir? Cavabınızı 2-də verilənlərlə
əsaslandırın.
– C–C və Si–Si rabitələrinin möhkəmliyini bu atomların radiusları ilə necə əlaqələndirərdiniz?
Fəaliyyət
C–H, C–C və Si–H, Si–Si rabitələrinin davamlılığı haqqında
Kristallik
silisium
2
133
• VII fəsil •
Karbon yarımqrupu elementləri
•
Fiziki xassələri. Silisium iki allotrop şəkildəyiş-
məyə malikdir – kristal və amorf silisium. Kristal Si
metal parıltılı, çətinəriyən, çox bərk, tünd-qonur rəngli
maddədir. Quruluşu almazın quruluşu ilə oxşardır.
Lakin Si–Si arasındakı
-rabitə C–C rabitəsindən
zəifdir. Kristal Si – yarımkeçiricidir, o, cüzi elektrik
keçiriciliyinə malikdir. Onun əsasında hazırlanmış
fotoelementlər udulan günəş enerjisinin 10%-ə qədə-
rini elektrik enerjisinə çevirir (
a
).
Kimyəvi xassələri. Silisium karbon kimi qeyri-
metaldır. Amorf silisium adi şəraitdə bəsit maddələrdən yalnız flüorla, qızdırıldıqda
isə halogenlər də daxil olmaqla digər qeyri-metallarla reaksiyaya girir:
2F
2
+ Si
SiF
4
O
2
+ Si
t
SiO
2
C + Si
t
SiC
2Cl
2
+ Si
t
SiCl
4
2S + Si
t
SiS
2
Karborund və ya silisium-karbid (SiC) kristal qəfəsinin quruluşuna və bərkliyinə
görə almaza oxşayır. Ondan yonucu və cilalayıcı alətlər hazırlanır.
Qızdırıldıqda silisium bir çox fəal metallarla (Mg, Ca, və s.) birləşərək silisidlər
əmələ gətirir. Silisidlərə xlorid turşusu ilə təsir etdikdə silan (SiH
4
) alınır. Silan –
rəngsiz, pis iyli, zəhərli qazdır, havada öz-özünə alışıb-yanır. Onu hidrogenin
silisiumla bilavasitə qarşılıqlı təsirindən almaq olmur:
2Mg + Si
t
Mg
2
Si Mg
2
Si + 4HCl
SiH
4
+ 2MgCl
2
maqnezium-silisid silan
SiH
4
+ 2O
2
SiO
2
+ 2H
2
O
Tətbiqi. Silisium metallurgiyada yüksək istiliyə və turşulara davamlı silisiumlu
poladların alınmasında, çox təmiz silisium isə işıq enerjisini elektrik enerjisinə çevi-
rən günəş batareyalarının hazırlanmasında istifadə olunur.
1. Hansı iki mineralın tərkibində silisium olmur?
A) ortoklaz, ağ gil B) kvars qumu, çölşpatı C) ortoklaz, kvars qumu
D) silvinit, silvin E) kaolinit, ortoklaz
2. Silisium sənayedə və laboratoriyada müvafiq olaraq hansı sxemlər üzrə alınır?
1. 2C + SiO
2
t
2. Mg + SiO
2
t
3. H
2
+ SiO
2
t
4. SiO
2
t
A) 1,3 B) 3,1 C) 1,2 D) 4,2
E) 2,3
Bilik qutusu
• Silisium flüorid turşusu ilə reaksiyaya daxil olur:
Si + 4HF
SiF
4
+ 2H
2
Silisium qələvilərlə suda məhlulda qarşılıqlı təsirdə olub hidrogen ayırır:
Si + 2NaOH + H
2
O
Na
2
SiO
3
+ 2H
2
• kvars qumu • kristal və amorf silisium • günəş batareyaları •
• karborund • silisidlər • silan •
Açar sözlər
Öyrəndiklərinizi tətbiq edin və yoxlayın
(a)
Silisiumlu günəş
batareyaları
karborund və ya
silisium-karbid
134
3. Sxemləri tamamlayın və karborundla silanın alındığı tənlikləri qeyd edin.
1. Si + C
2. Si + 2Mg
3. Mg
2
Si + 4HCl
4. Si + 4HF
4. Sxemləri tamamlayın.
1. Si + O
2
2. Si + Cl
2
3. Si + F
2
4. Si + S
5. Kalsium-silisidin xlorid turşusu ilə reaksiyasının tənliyini tərtib edin.
6. Silanla metanın reaksiyayagirmə qabiliyyətini müqayisə edin və müəyyən etdiyiniz fərqi
karbonla silisiumun atom quruluşları ilə əlaqələndirin.
7. 14 q silisiumun qatı kalium-hidroksid məhlulu ilə reaksiyasından neçə litr (n.ş.) hidrogen
alınar?
S
İLİSİUM-DİOKSİD VƏ METASİLİKAT TURŞUSU
Təbiətdə yayılması. Silisium(IV) oksid və ya silisium-dioksid təbiətdə, əsasən,
qum şəklində rast gəlinir. Müxtəlif qatışıqlar, əsasən, dəmir oksidləri quma sarı rəng
verir. Silisium-dioksidin saf kristallarına kvars deyilir. Təbiətdə onun müxtəlif
növləri – aqat, yaşma, ametist, opal, həmçinin böyük kristalları olan dağ bülluru rast
gəlinir.
36
– Hansı maddə bitkilərin budaq və gövdələrinə, heyvanların mühafizə örtüklərinə
möhkəmlik verir?
a
və
b
modellərinə əsasən
suallara cavab verin:
– CO
2
və SiO
2
-nin kristal
qəfəslərinin düyünlərində
hansı hissəciklər yerləşir?
– Hansı kristal qəfəsdə bu
hissəciklər arasındaki rabitə
kovalent rabitədir?
– “Quru buz”un sublimasiyaya
uğramasını necə izah edər-
diniz?
– Sizcə, SiO
2
, yoxsa (SiO
2
)
n
formulu
a
quruluşunu daha
düzgün ifadə edir?
Fəaliyyət
Silisium-dioksidin (
a
) və karbon-dioksidin (
b
) kristal qəfəsləri
və bəzi xassələri
(b)
(a)
Silisium-dioksid
Karbon-dioksid
Oksigen Karbon Silisium
2
135
• VII fəsil •
Karbon yarımqrupu elementləri
•
Fiziki xassələri. Silisium-dioksid rəngsiz, suda həll olmayan, çətinəriyən bərk
maddədir. Ərinmiş kvars bərkidikdə kvars şüşəsi adlanan amorf kütlə əmələ gəlir.
Quruluşu. Silisium-dioksid xassəcə CO
2
-dən kəskin fərqlənir, məsələn, əgər SiO
2
1728°C-də əriyirsə, bərk CO
2
(“quru buz”) –55,6°C-də sublimasiyaya uğrayır. Bu-
nun səbəbi onların quruluşlarının fərqli olması ilə əlaqədardır: əgər CO
2
bərk halda
molekulyar kristal qəfəsə malikdirsə, silisium-dioksid qeyri-molekulyar atom kristal
qəfəslidir (
a
).
Beləliklə, silisium-dioksidin tərkibini (SiO
2
)
n
kimi göstərmək daha düzgündür.
Lakin adətən, sadəlik üçün SiO
2
formulundan istifadə edilir.
Kimyəvi xassələri. Silisium-dioksid turşu oksididir. O həm turşu oksidlərinin
ümumi xassələrinə, həm də xüsusi xassələrə malikdir.
I. Turşu oksidi kimi onu qələvilərlə, əsasi oksidlərlə əritdikdə metasilikat tur-
şusunun duzları – silikatlar (metasilikatlar) əmələ gəlir:
SiO
2
+ 2NaOH
t
Na
2
SiO
3
+ H
2
O SiO
2
+ CaO
t
CaSiO
3
II. Xüsusi xassələri. 1. Bir çox başqa turşu oksidlərindən fərqli olaraq silisium-
dioksid su ilə reaksiyaya girmir.
2. Silisium-dioksid flüorid turşusu ilə reaksiyaya girir. Bu reaksiyadan şüşə üzə-
rində müxtəlif naxışların açılmasında istifadə olunur (şüşənin aşılanması adlanır):
SiO
2
+ 4HF
SiF
4
+ 2H
2
O
Bu səbəbdən flüorid turşusunu şüşə yox, plastik qabda saxlayırlar.
3. Silisium-dioksid uçucu oksid olmadığı üçün yüksək temperaturda bir çox turşu
oksidlərini duzlardan çıxarır:
SiO
2
+ CaCO
3
t
CaSiO
3
+ CO
2
3SiO
2
+ Ca
3
(PO
4
)
2
t
3CaSiO
3
+ P
2
O
5
Silisium-dioksid bitkilərin budaq və gövdələrinə, heyvanların mühafizə
örtüklərinə möhkəmlik verir: qamışın möhkəmliyi, balıqların pulcuğu-
nun, kəpənək və quşların qanadlarının, heyvanların yununun möhkəmliyi
məhz onların tərkibində olan silisium-dioksidlə əlaqədardır.
Silisium birləşmələri insan orqanizmində yağ mübadiləsində, immunitetin formalaş-
masında, dərinin elastikliyinin saxlanmasında iştirak edir. İnsan orqanizminə silisium,
əsasən, bitki mənşəli qidalardan (arpa yarması, qarabaşaq, lobya, noxud, mərci,
qarğıdalı, püstə, buğda və yulaf) daxil olur.
Bu maraqlıdır
136
Metasilikat turşusu
Quruluşu. Metasilikat turşusunun tərkibini şərti olaraq H
2
SiO
3
formulu ilə təsvir
edirlər. Həqiqətdə o, məhlulda daha mürəkkəb nSiO
2
·mH
2
O və ya (H
2
SiO
3
)
n
tər-
kibinə malik olan müxtəlif silikat turşuları qarışığından ibarətdir:
OH
OH
OH
HO—Si — O — Si — ... O — Si — OH вя йа (Щ
2
СиО
3
)
н
OH OH
OH
Alınması. Silisium-dioksid suda həll olmur və onunla reaksiyaya girmir. Ona
görə də metasilikat turşusu dolayı yolla – onun həllolan duzlarının məhlullarına turşu
ilə təsir etməklə alınır:
Na
2
SiO
3
+ 2HCl
2NaCl + H
2
SiO
3
Fiziki xassələri. Metasilikat turşusu suda, demək olar ki, həll olmur; o, suda
həlməşik şəklində olan kolloid məhlul əmələ gətirir.
Kimyəvi xassələri. Metasilikat turşusu suda həll olmadığından, məhlulda özün-
dən H
+
ionlarını ayırmır. Bu səbəbdən o çox zəif turşu olub məhlulda indikatorun
rəngini dəyişmir. O, karbonat turşusundan daha zəifdir. Ona görə də karbonat turşusu
həllolan silikatlardan metasilikat turşusunu sıxışdırıb çıxara bilir. Məhluldan həlmə-
şik şəklində çökən H
2
SiO
3
yalnız qələvilərdə həll olur:
Na
2
SiO
3
+ CO
2
+ H
2
O
H
2
SiO
3
+ Na
2
CO
3
H
2
SiO
3
+ 2NaOH
Na
2
SiO
3
+ 2H
2
O
Qızdırıldıqda və ya qurudulduqda metasilikat turşusu suyunu tədricən itirib amorf
silisium-dioksidə (silikagelə) çevrilir:
H
2
SiO
3
t
SiO
2
+ H
2
O
Yüksək məsaməli quruluşda olduğundan silikageldən adsorbent kimi istifadə olunur.
Metasilikat turşusunun duzları silikatlar (metasilikatlar) adlanır. Silikatların
çoxu çətinəriyəndir. Natrium- və kalium-silikatdan başqa, qalanları suda praktik
olaraq həll olmur. Natrium-silikat və kalium-silikat həllolan şüşə, onların qatı
məhlulları isə maye şüşə adlanır. Zəif turşunun duzu kimi onların suda məhlulu
hidroliz nəticəsində qələvi reaksiya verir. Silikatlardan natrium-silikat Na
2
SiO
3
daha
böyük əhəmiyyət kəsb edir.
Yanmayan parçaların, taxta məmulatların, kağızların hazırlanmasında maye şüşə-
dən istifadə olunur. Ondan həmçinin silikat yapışqanı kimi, eləcə də turşuyadavamlı
betonların hazırlanmasında istifadə edilir.
Bilik qutusu
• Sənayedə natrium-silikatı həm kvars qumunu soda ilə əritməklə, həm
də amorf silisium-dioksidə qatı qələvi məhlulu ilə təsir etməklə alırlar:
SiO
2
+ Na
2
CO
3
Na
2
SiO
3
+ CO
2
SiO
2
+ 2NaOH
Na
2
SiO
3
+ H
2
O
2
137
• VII fəsil •
Karbon yarımqrupu elementləri
•
1. Silisium-dioksid haqqında hansı ifadə səhvdir?
A) qumun əsas tərkibini təşkil edir
B) flüorid turşusunda həll olur
C) kristalları kvars adlanır
D) molekulyar quruluşa malikdir
E) yüksək temperaturda əriyir
2. Metasilikat turşusuna aid olmayan ifadəni göstərin.
A) qızdırıldıqda iki oksidə parçalanır
B) suda məhlulda lakmusu qızardır
C) karbonat turşusundan zəifdir
D) duzları silikatlar adlanır
E) suda kolloid məhlul əmələ gətirir
3. Sxemləri tamamlayın və oksidləşmə-reduksiya reaksiyalarının tənliklərini qeyd edin.
1. SiO
2
+ Mg
t
2. SiO
2
+ 3C
t
3. SiO
2
+ 2NaOH
t
4. SiO
2
+ 4HF
5. SiO
2
+ CaO
t
6. SiO
2
+ Na
2
CO
3
t
4. Mümkün olan reaksiyaların sxemlərini tamamlayın.
1. Na
2
SiO
3
+ 2HCl
2. CaSiO
3
+ NaCl
3. Na
2
SiO
3
+ H
2
O + CO
2
4. Na
2
SiO
3
+ H
2
O
5. Na
2
SiO
3
+ CaCl
2
5. Mümkün olan reaksiyaların sxemlərini tamamlayın.
1. SiO
2
+ H
2
O
t
2. K
2
SiO
3
+ 2HCl
3. K
2
SiO
3
+ H
2
CO
3
6. Kvars qumu ilə silikagelin ümumi və fərqli xüsusiyyətlərini qeyd və izah edin.
7. X, Y və Z maddələrini müəyyən edin.
Si
t
Х,
SiO
2
2
ЪО
t
,
Y
Na
2
SiO
3
Z
H
2
SiO
3
8. Silisium-dioksiddən kalium-silikatın 2 üsulla alınması reaksiyasının tənliklərini yazın.
9. Şüşənin səthinin aşındırılması zamanı baş verən reaksiyanın tənliyini tərtib edin.
• kvars • metasilikat turşusu
• silikatlar • maye şüşə •
Açar sözlər
Öyrəndiklərinizi tətbiq edin və yoxlayın
138
S
İLİSİUMUN TƏBİİ BİRLƏŞMƏLƏRİ
VƏ ONLARIN TEXNİKADA TƏTBİQİ
Yer qabığı kütləsinin 90%-ni silisium-dioksid və müxtəlif silikatlar təşkil edir.
Təbii silikatlar mürəkkəb quruluş və tərkibə malikdir. Onların tərkibi çox vaxt oksidlər
şəklində göstərilir; məsələn:
alümosilikatlar
çölşpatı
kaolinit
K
2
O ·Al
2
O
3
·6SiO
2
Al
2
O
3
· 2SiO
2
· 2H
2
O
Tərkibində Al
2
O
3
olan silikatlar alümosilikatlar adlanır. Məsələn, çölşpatı, kaoli-
nit – alümosilikatlardır. Dağ süxurları əsas etibarilə kvars, çölşpatı və digər alü-
mosilikatlardan ibarətdir.
Təbii silisium-dioksid, silikatlar və gil silikat sənayesi üçün əsas xammaldır.
37
– Silisiumun hansı təbii
birləşməsi əsasında hələ
Daş dövründə insanlar
əmək alətləri düzəldirdilər?
Təchizat: uzunluğu 5–6 sm olan 4 ədəd nazikdivarlı şüşə boru (d
0,5–0,6 sm) və eyni
uzunluqda mismar, spirt və ya (qaz) lampası, qatı xlorid turşusu və qatı NaOH məhlulu, 3/4-
ü qədər su ilə dolu stəkan.
İşin gedişi: şüşə borunun birini xlorid turşusuna, digərini qələvi məhluluna salın və 1–2
dəqiqə müşahidə aparın. Üçüncü borunun bir ucunu əlinizdə tutaraq onun o biri ucunu tam
qızarana qədər spirt lampasında qızdırın və dərhal stəkandakı suya daxil edin.
Eyni şəkildə mismarı da ucu tam qızarana qədər qızdırmağa cəhd edin.
4-cü şüşə borunu kənarlarından tutaraq onu ortadan tam yumşalıb əriyənə qədər qızdırın.
Müşahidələrinizi qeyd edin.
Nəticəni müzakirə edin:
– Təcrübələr əsasında şüşəyə kimyəvi təsirsiz maddə demək olarmı?
– Nə üçün əlinizdə tutduğunuz şüşə borunun ucunu tam qızarana qədər qızdıra bildiniz,
mismarla isə bunu edə bilmədiniz?
– Qızarmış şüşə borunu suya saldıqda nə baş verdi? Bu hadisə nə ilə əlaqədardır?
– Şüşələrin bütün növləri suya salındıqda özlərini belə aparacaqmı?
– Şüşə borunun yumşalıb əriməsi şüşə məmulatların hazırlanmasında istifadə olunurmu?
Fəaliyyət
Adi şüşənin xassələrinin öyrənilməsi
Bilik qutusu
• Temperaturun, rütubətin və karbon qazının təsirindən dağ süxurları
yavaş-yavaş dağılır. Çölşpatının dağılmasını aşağıdakı tənliklə ifadə etmək olar:
K
2
O·Al
2
O
3
·6SiO
2
+ 2H
2
O + CO
2
Al
2
O
3
·2SiO
2
·2H
2
O + K
2
CO
3
+ 4SiO
2
çolşpatı kaolinit potaş gil-torpaq
Parçalanmanın başlıca məhsulu – ağ gilin əsas tərkib hissəsi olan kaolinit mineralıdır.
Dağ süxurlarının dağılması nəticəsində həmçinin qum və duzlar əmələ gəlir.
2
139
• VII fəsil •
Karbon yarımqrupu elementləri
•
Silikat sənayesi
Silikat sənayesinin əsas məhsulları olan süni silikatlardan şüşə, sement və kera-
mika (kərpic, farfor, fayans məmulatları) daha böyük əhəmiyyət kəsb edir.
Şüşə. Pəncərə şüşəsinin tərkibi Na
2
O·CaO·6SiO
2
və ya Na
2
SiO
3
·CaSiO
3
·4SiO
2
for-
mulu ilə ifadə edilir. Onu 1500°C-də soda, əhəngdaşı və kvars qumunu (qum artıq
götürülür) əritməklə alırlar. Bu zaman əvvəlcə silikatlar əmələ gəlir:
Na
2
CO
3
+ SiO
2
t
Na
2
SiO
3
+ CO
2
CaCO
3
+ SiO
2
t
CaSiO
3
+ CO
2
daha sonra silikatlar silisium-dioksidin artığı ilə qarışaraq yavaş-yavaş soyudulur:
Na
2
SiO
3
+ CaSiO
3
+ 4SiO
2
t
Na
2
SiO
3
·CaSiO
3
·4SiO
2
adi pəncərə şüşəsi
Xüsusi xassəli şüşə almaq üçün ilkin qarışığın tərkibi dəyişdirilir. Sodanı potaşla əvəz
etdikdə istiyədavamlı ( kimyəvi) şüşə (t.
Dostları ilə paylaş: |