Wykład 1 Wprowadzenie do chemii krzemianów 1. Znaczenie krzemianów. 2. Właściwości krzemu. 3. Związki krzemu. 4. Chemia węgla a chemia krzemu. 5. Definicja krzemianów. 6. Jednostki strukturalne krzemianów. 7. Rozmaitość struktur krzemianów Pierwiastek Wszechświat [% atom] wg.Holwergera 1979 Skorupa ziemska [% wag] ([ % atom]) wg.Mielke 1979 Ciało człowieka [% wag] 1 H 87,6089 0,14 9,5 2 He 12,2652 - - 6 C 0,0263 0,03 18,4 7 N 0,0080 0,005 3,3 8 O 0,0596 46,60 (62,55) 65,0 9 F - 0,08 - 10 Ne 0,0245 - - 11 Na 0,0001 2,83 (2,64) 0,2 12 Mg 0,0025 2,09 (1,84) 0,1 13 Al 0,0002 8,13 (6,47) - 14 Si 0,0022 27,72 (21,22) 0,05 15 P - 0,12 1,0 16 S 0,0008 0,05 0,3 17 Cl - 0,05 0,2 18 Ar 0,0004 - - 19 K - 2,59 (1,42) 0,4 20 Ca 0,0001 3,63 (1,94) 1,5 Suma 99,9988 94,065 99,95 Rozpowszechnienie pierwiastków IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA 1H 2He 3Li 4Be 5B 6C 7N 8O 9F 10Ne 11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar 19K 20Ca +31Ga 32Ge 33As 34Se 35Br 36Kr 37Rb 38Sr +49In 50Sn 52Sb 52Te 53I 54Xe 55Cs 56Ba +81Tl 82Pb 83Bi 84Po 85At 86Rn 87Fr 88Ra Główne grupy układu okresowego Rozpowszechnienie minerałów 11 % 12 % 12 % 39 % 5 % 5 % 5 % 3 % 8 % Plagioklazy Skalenie alkaliczne Kwarc Pirokseny Inne Inne krzemiany Ilaste Miki Amfibole Krzemienie Krzemianowe materiały ceramiczne • ceramika właściwa, (porcelana, fajans, ceramika sanitarna), • ceramiczne materiały budowlane, • materiały wiążące (np. cement portlandzki), • szkło i emalie, • ceramika techniczna, • krzemianowe materiały ogniotrwałe. Rodzaj właściwości Wartość i jej wymiar Masa atomowa 28.0855 Konfiguracja elektronowa 1s 22s2p63s2p2 Promień atomowy 1.06 Å Promień jonowy (Si4+) 0.26 Å (LK=4), O.41 Å (LK=6) Elektroujemność 1.9(Pauling), 1.74(Allerd),1.82(Gorlich) Gęstość 2.33 g/cm 3 Objętość molowa 12.06 cm 3 Twardość 6.5 (skala Mohsa) Energia jonizacji 1 o-786.5, 2o-1577.1, 3o- 3231,6, 4o- 4355.5 kJ/mol Podstawowe właściwości krzemu Krzem elementarny krzem regularny Fd3m i heksagonalny - P 63mc Związki krzemu Proste związki krzemu z metalami
(…)
… [Si6O18]12-
Mono- [Si2O6]2- Dipolikrzemian [Si4O11]6- Monofyllokrzemian [Si4O10]
Tektokrzemian [SiO2]
Rozmaitość struktur krzemianowych
1. Polikondensacja wiązań Si-O – różna liczba
tetraedrów w anionie,
2. Różne konformacje anionów
krzemotlenowych,
3. Różne kationy łączące aniony krzemotlenowe,
4. Roztwory stałe między krzemianami
5. Polimorfizm krzemianów
…
… i potrójne z udziałem
orbitali typu π
Wiązanie C-δ- H+δ trwałe i niepodatne na
hydrolizę
preferowane przez krzem
Mostki –Si-O-Si-O-Si_
Nietrwałe długie łańcuchy Si-Si-SiPierścienie krzemo - tlenowe,
najczęściej 6-krotne
Wiązania spolaryzowane jonowo kowalencyjne
Udział pustego orbitalu 3d krzemu w
wiązaniu Si-O
Wiązanie Si+δ- H-δ nietrwałe i silnie
podatne na hydrolizę
Podobieństwa chemii krzemu i węgla
1…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)