대부분의 반응에서 Si는 환원제 역할을합니다.

메인 곡물

대부분의 반응에서 Si는 환원제 역할을합니다.

저온에서 실리콘은 화학적으로 비활성이며 가열하면 반응성이 급격히 증가합니다.

1. 400 ° 이상 T에서 산소와 상호 작용합니다. С :

Si + O₂ = SiO₂ 산화 규소

2. 이미 실온에서 불소와 반응합니다 :

Si + 2F₂ = SiF₄ 부싯돌 테트라 플루오 라이드

3. 나머지 할로겐이 있으면 반응은 300 ~ 500 ° C의 온도에서 진행됩니다.

4. 600 ° C의 유황 증기는 이황화물을 형성합니다 :

5. 질소와의 반응은 1000 ° C 이상에서 일어납니다 :

6. 온도 = 1150도에서 С는 탄소와 반응한다 :

시오₂ + 3С = SiС + 2СО

경도에 따라 카보 런덤은 다이아몬드에 가깝습니다.

7. 실리콘은 수소와 직접 반응하지 않는다.

8. 실리콘은 산에 내성이 있습니다. 질산 및 불화 수소산 (불화 수소산)의 혼합물과 만 상호 작용합니다.

9. 알칼리 용액과 반응하여 규산염을 형성하고 수소를 방출한다.

10. 실리콘의 환원성은 산화물과 금속을 분리하는 데 사용됩니다.

2MgO = Si = 2Mg + SiO₂

Si 금속과의 반응에서, 산화제는 다음과 같다 :

실리콘은 s 금속과 대부분의 d 금속을 갖는 규화물을 형성합니다.

이 금속 실리사이드의 조성은 다를 수 있습니다. (예를 들어, FeSi 및 FeSi₂; 니켈₂Si 및 NiSi₂.) 가장 잘 알려진 실리사이드 중 하나는 마그네슘 실리사이드이며, 이는 간단한 물질의 직접적인 상호 작용에 의해 얻어 질 수있다 :

실란 (모노 실란) SiH₄

실란 (실리콘 하이드 라이드) Si_nH_{2n + 2}, (참조 : 알칸) (n = 1-8). 실란은 알칸의 유사체이며, 사슬 -Si-Si-의 불안정성에 의해 다르다.

SiH 모노 실란₄ - 불쾌한 냄새가 나는 무색의 가스; 에탄올, 가솔린에 녹아있다.

1. 염산과 함께 마그네슘 실리사이드의 분해 : Mg₂Si + 4HCl = 2MgCl₂ + SiH₄

2. 리튬 알루미늄 하이드 라이드로 Si 할로겐화물 환원 : SiCl₄ + LiAlH₄ = SiH₄↑ + LiCl + AlCl₃

실란은 강한 환원제입니다.

1.SiH₄ 매우 낮은 온도에서도 산소에 의해 산화됩니다.

2. SiH₄ 특히 알칼리성 매체에서 쉽게 가수 분해된다.

실리콘 산화물 (IV) (실리카) SiO₂

실리카는 결정질, 무정형 및 유리 같은 다양한 형태의 형태로 존재합니다. 가장 일반적인 결정 형태는 석영입니다. 석영 암석이 파괴되면서 석영 모래가 형성됩니다. 석영 단결정은 무색 투명 (암석 결정) 또는 다양한 색상의 불순물로 채색되어 있습니다 (자수정, 마노, 벽옥 등).

비정질 SiO₂ 오팔 미네랄의 형태로 발생 : 실리카겔은 인위적으로 SiO 콜로이드 입자로 구성됩니다₂ 매우 양호한 흡착제이다. 유리 SiO₂ 석영 유리로 알려져 있습니다.

물리적 특성

SiO2 수용액₂ 유기 용매 중에서도 거의 용해되지 않으며, 실제로는 용해되지 않는다. 실리카는 유전체입니다.

화학적 성질

1. SiO₂ - 산성 산화물, 그러므로 무정형 실리카는 알칼리 수용액에 서서히 용해된다 :

2. SiO₂ 또한 염기성 산화물로 가열하면 상호 작용합니다.

3. 비 휘발성 산화물이기 때문에, SiO₂ 이산화탄소를 Na에서 옮긴다.₂콜로라도 주₃ (융합 중) :

실리카는 플루오르 화 수소산과 반응하여 플루오르 화 수소산 H₂SiF₆:

5. 250 - 400 ° C에서 SiO₂ 기체 HF 및 F와 상호 작용한다.₂, 형성 테트라 플루오로 실란 (실리콘 테트라 플루오 라이드) :

규산

- 오르토 규산 H₄시오₄;

- 메타 실릭 (규산) 산 H₂시오₃;

- 디 - 및 폴리 실리케이트 산.

모든 규산은 물에 약간 용해되어 쉽게 콜로이드 용액을 형성합니다.

취득 방법

1. 알칼리 금속 규산염 용액으로부터의 산의 침착 :

2. 클로로 실란의 가수 분해 : SiCl₄ + 4H₂O = H₄시오₄ + 4HCl

화학적 성질

규산은 매우 약한 산 (탄산보다 약함)입니다.

가열하면 탈수되어 최종 생성물 인 실리카가된다.

규산염 - 규산염

규산은 극히 약하기 때문에 수용액에서의 염은 강하게 가수 분해된다.

시오₃ 2- + H₂O = HSiO₃ - + OH- (알칼리성 매질)

같은 이유로 이산화탄소가 규산염 용액을 통과 할 때 규산이 이들로부터 옮겨진다.

이 반응은 규산염 이온에 대한 질적 인 반응으로 간주 될 수 있습니다.

실리케이트 중 Na만이 고도로 용해된다.₂시오₃ 및 K₂시오₃, 이들은 수용성 유리 (soluble glass)라고 불리며, 수용액은 액상 유리이다.

유리

보통 창 유리는 Na₂O • CaO • 6SiO₂, 즉, 규산 나트륨과 규산 칼슘의 혼합물이다. 그것은 소다 Na를 융합하여 생산됩니다.₂콜로라도 주₃, 석회암 SASO₃ 모래 사오₂;

시멘트

물과 상호 작용할 때 시간이 지남에 따라 단단한 암석 몸체로 변하는 플라스틱 덩어리를 형성하는 분말 바인더; 주요 건축 자재.

가장 일반적인 포틀랜드 시멘트의 화학적 조성 (질량 %로)은 20-23 % SiO₂; 62 - 76 % CaO; 4 - 7 % Al₂O₃; 2-5 % Fe₂O₃; 1-5 % MgO.

http://examchemistry.com/content/lesson/neorgveshestva/kremnyi.html

답변

플래티넘 뼈

첫째로, 실리콘은 수산화 나트륨과 반응하지만 매우 중요한 조건하에 있습니다 : 수산화 나트륨이 완전히 농축 된 경우! 반응 :

수산화 나트륨이 희석 되더라도 두 번째 반응이 있습니다! 조건 : 난방. 물은 반응에 참여합니다.

둘째 : 실리콘은 묽은 황산과 절대 반응하지 않습니다! 이 경우 황산 (dec.)은 산화제가 아니기 때문에 화학적으로 활성 인 비금속 만 상호 작용할 수 있으므로 할로겐이 될 수 있습니다.

셋째 : 예! 그리고 여기, 황산 (conc.)은 알맞은 산화제입니다! 그리고 실리콘은 최대 산화 상태 +4로 산화되며 실리콘은 환원제로 작용하여 황을 +4로 복원합니다. 반응 :

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SiO2 + H2SO4 = 반응식

이산화 규소와 황산 (SiO2 + H2SO4 =?) 사이의 반응식을 기술하시오. 이 물질들 사이에서 상호 작용하는 것이 가능합니까? 실리콘 산화물 (IV)에 대한 간단한 설명을 제공하십시오 : 기본적인 물리적 및 화학적 특성뿐만 아니라 생산 방법을 표시하십시오.

결정질 이산화 규소는 주로 석영 광물의 형태로 자연에서 발견됩니다. 끝 부분에 육각 피라미드가있는 육각형 프리즘 형태의 투명 무색 수정체를 암석이라고합니다. 라일락 색의 불순물로 채색 된 암석 크리스탈은 자수정 (amethyst)이라고 부르며 갈색 인 것은 스모키 토파즈 (smoky topaz)라고합니다.
결정질 이산화 규소는 매우 고체이며 물에 녹지 않으며 주변에서 녹아서 무색의 액체로 변합니다. 이 액체를 냉각시킴으로써, 비정질 이산화 규소의 투명 유리질 덩어리가 얻어지며, 이것은 유리와 유사하게 보인다.
이산화 규소는 산성 산화물이며, 따라서 산, 즉 산과 반응하지 않는다. 불가능한 반응 방정식 [SiO2 + H2SO4 = η]을 써라. 물에 약한 용해력이있는 약한 규산이 해당합니다. 그것들은 일반 공식으로 나타낼 수 있습니다.
산 (불화 수소산 제외), 암모니아 수화물과 반응하지 않는다. 할로겐에서 불소와 반응한다. 산성 특성을 나타내며, 용액 내 및 융해 중에 알칼리와 반응한다. 그것은 쉽게 fluorinated 및 chlorinated, 탄소 및 전형적인 금속으로 회복. 산소와 상호 작용하지 않습니다. 그것은 석영의 형태로 본질적으로 널리 퍼져 있습니다 (불순물로 채색 된 많은 종류가 있습니다).

규산염 - 규산염 -은 대부분 물에 녹지 않습니다. 나트륨 및 칼륨 실리케이트 만이 용해된다. 이들은 이산화 규소를 가성 알칼리 또는 칼륨 및 탄산나트륨과 융합시킴으로써 얻어진다. 예를 들면 :

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http://ru.solverbook.com/question/sio2-h2so4-uravnenie-reakcii/

실리콘의 화학적 성질

내용

일반 항목 설명
비금속과의 반응
금속과의 상호 작용
복잡한 물질과의 반응
우리는 무엇을 배웠는가?
점수 보고서

보너스

주제 테스트

일반 항목 설명

실리콘은 주기율표의 네 번째 그룹과 세 번째 그룹에 위치합니다. 규소 원자의 핵은 +14의 양전하를 갖는다. 핵 주위로 14 개의 음으로 대전 된 전자가 움직입니다.

원자는 자유로운 d-sublevel 때문에 흥분 상태로 갈 수 있습니다. 따라서이 원소는 두 개의 양극 산화 상태 (+2 및 +4)와 하나의 음극 (-4)을 나타냅니다. 전자 구성 - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2.

도 4 1. 규소 원자의 구조.

실리콘은 높은 보드와 끓는 온도를 지닌 깨지기 쉬운 반도체입니다. 상대적으로 가벼운 비금속 : 밀도는 2.33 g / cm 3입니다.

순수한 규소가 없습니다. 모래, 석영, 마노, 자수정 및 기타 암석의 일부.

비금속과의 반응

비금속과 상호 작용할 때 실리콘은 환원 특성을 나타내며 전자를 제공합니다. 반응은 강한 가열에서만 가능합니다. 정상 상태에서 실리콘은 불소와 만 반응합니다. 기본 비금속과의 반응은 표에 나와 있습니다.

http://obrazovaka.ru/himiya/himicheskie-svoystva-kremniya.html

CHEMEGE.RU

화학 및 olympiads 시험 준비

실리콘 화학

실리콘

원소 주기율표의 위치

실리콘은 그룹 IV의 주 하위 그룹 (또는 근대 PSCE의 그룹 14)과 화학 원소 D.I.의 주기적 시스템의 세 번째 기간에 위치합니다. 멘델레예프.

실리콘의 전자 구조

바닥 상태의 실리콘 전자 배치 :

+14Si 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2

여기 상태의 실리콘 전자 배치 :

+14Si * 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3

실리콘 원자는 외부 에너지 준위에서 2 개의 비공유 전자와 1 개의 비공유 전자쌍을 기초 에너지 상태로 포함하고 4 개의 비공유 전자를 여기 에너지 상태로 포함한다.

규소 원자의 산화 상태는 -4 내지 +4이다. 일반적인 산화 상태는 -4, 0, +2, +4입니다.

물리적 성질, 실리콘의 성질과 획득 방법

실리콘은 산소 후 지구상에서 두 번째로 흔한 원소입니다. 그것은 화합물의 형태로만 발견됩니다. SiO 실리카₂ 암석 크리스탈, 석영, 실리카 등 많은 자연 물질을 형성합니다.

단순한 물질 실리콘 - 금속 광택을 지닌 짙은 회색의 원자 결정체로, 깨지기 쉽습니다. 융점 1415 ℃, 밀도 2.33g / cm3. 반도체.

정성 반응

규산염 이온에 대한 고품질 반응 SiO₃ 2 - 규산염과 강산의 상호 작용. 규산은 약하다. 그것은 강한 산의 작용으로 규산염 용액에서 쉽게 방출됩니다.

예를 들어, 강염 묽은 염산 용액이 규산 나트륨 용액에 첨가되면, 규산은 침전물로서 방출되지 않고 겔로서 방출된다. 이 솔루션은 흐려지고 "딱딱해질 것"입니다.

Na₂시오₃ + 2HCl = H₂시오₃ + 2 NaCl

염산 (규산 생산)과의 규산 나트륨 상호 작용에 대한 비디오 경험을 여기서 볼 수 있습니다.

실리콘 화합물

실리콘의 주요 산화 상태는 +4, 0 및 -4입니다.

http://chemege.ru/silicium/

실리콘 산화물 (IV)

자연 있음 :

시오₂ - 석영, 암석 크리스탈, 자수정, 마노, 벽옥, 오팔, 실리카 (모래 주요 부분)
알₂O₃ • 2SiO₂ • 2H₂O-kaolinite (점토의 주요 부분)
케이₂O • Al₂O₃ • 6SiO₂ - 정육면체 (장석)

물리적 특성
고체의 내화 물질, t ° pl. = 1728 ° C, t ° 킵. = 2590 ° C, 원자 결정 격자.

실리콘 산화물의 화학적 성질

시오₂ - 산성 산화물, 그것은 규산 H₂시오₃
1) 융합 중에 염기, 규산염의 형성과 함께 알칼리 및 알칼리 토금속의 탄산염뿐만 아니라 염기성 산화물, 알칼리와 상호 작용한다.

2) 물과 반응하지 않는다.

3) 플루오르 화 수소산 (헥사 플루오로 실리 식산) :
시오₂ + 4HF → SiF₄+ 2H₂O
시오₂ + 6HF → H₂[SiF₆] + 2H₂O
(반응은 유리 에칭 공정의 기초가된다)

산화 환원 반응

금속과의 상호 작용

1000 ° C 이상의 온도에서는 활성 금속,
이것은 실리콘을 생산합니다 :

http://himege.ru/oksid-kremniya/

실리콘 (Si)

규소 화합물 :

그 순수한 형태로, 실리콘은 1811 년에 처음으로 분리되었다 (French J.-L. Gay-Lussac and L.J. Tenard). 순수 원소 실리콘은 1825 년에 얻어졌다 (Swede J. Y. Berzelius). "실리콘"(고대 그리스에서 "산"으로 번역 됨)이라는 이름은 1834 년에 화학 원소가 주어졌습니다 (러시아 화학자 G. I. Hess에 의해).

실리콘은 지구상에서 가장 일반적인 (산소 후) 화학 원소입니다 (지구의 지각의 함량은 28-29 %입니다). 본질적으로, 규소는 실리카 (모래, 석영, 부싯돌, 장석) 형태뿐만 아니라 규산염 및 알루미 노 규산염 형태로 가장 많이 존재합니다. 순수한 형태의 실리콘은 극히 드문 경우입니다. 순수한 형태의 많은 천연 규산염은 보석, 즉 에메랄드, 토파즈, 아쿠아 마린입니다. 모든 실리콘입니다. 순수 결정질 실리카 (IV)는 암석 및 석영의 형태로 발견됩니다. 다양한 불순물이있는 실리콘 산화물은 자수정, 마노, 벽옥 등 귀중한 돌과 준 보석을 형성합니다.

도 4 규소 원자의 구조.

실리콘의 전자 배열은 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2이다 (원자의 전자 구조 참조). 외부 에너지 준위에서 실리콘은 4 개의 전자를 가지고 있습니다 : 2는 3s- 하위 레벨에서 짝을 이루고 + 2는 π- 오비탈에서 짝을 이루지 못합니다. 실리콘 원자가 여기 상태로 천이하면, s-sublevel의 한 전자가 그 쌍을 "떠나"p-sublevel로 넘어 간다. 거기에는 하나의 자유 궤도가있다. 따라서, 여기 상태에서 실리콘 원자의 전자 배열은 다음과 같은 형태를 취한다. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3.

도 4 규소 원자의 여기 상태로의 전이.

따라서 화합물 내의 규소는 원자가 4 (가장 자주) 또는 2 (원자가 참조)를 나타낼 수 있습니다. 실리콘 (탄소뿐만 아니라)은 다른 원소와 반응하여 전자를 포기하고 받아 들일 수있는 화학 결합을 형성하지만 동시에 실리콘 원자로부터 전자를 받아들이는 능력은 탄소 원자의 전자보다 훨씬 적다. 더 큰 규소 원자.

실리콘의 산화 정도 :

-4 : SiH₄ (실란) Ca₂Si, Mg₂Si (금속 실리케이트);
+4 - 가장 안정한 : SiO₂ (산화 규소), H₂시오₃ (규산), 실리케이트 및 규소 할라이드;
0 : Si (단체)

단순한 물질로서의 실리콘

실리콘은 금속성 광택을 지닌 진한 회색 결정질 물질입니다. 결정질 실리콘은 반도체입니다.

실리콘은 다이아몬드와 비슷하지만 Si-Si 결합이 다이아몬드 탄소 분자처럼 강하지 않기 때문에 다이아몬드와 비슷한 하나의 동종 이형성 변형을 형성합니다 (Diamond 참조).

비정질 실리콘은 1420 ℃의 융점을 갖는 갈색 분말이다.

결정질 실리콘은 재결정에 의해 비정질로부터 얻어진다. 상당히 활성 인 화학 물질 인 비정질 실리콘과 달리 결정질 실리콘은 다른 물질과의 상호 작용면에서 더 불활성입니다.

실리콘의 결정 격자 구조는 다이아몬드의 구조를 반복합니다. 각 원자는 정사면체의 꼭지점에 위치한 네 개의 다른 원자로 둘러싸여 있습니다. 원자는 다이아몬드의 탄소 결합만큼 강하지 않은 공유 결합으로 서로 결합합니다. 이런 이유 때문에, 심지어 n. 결정질 실리콘의 일부 공유 결합이 파괴되어 일부 전자가 방출되어 실리콘의 전기 전도도가 낮아집니다. 실리콘이 가열됨에 따라, 불순물이 가볍거나 첨가 될 때, 공유 결합의 수가 증가하여 자유 전자의 수가 증가하고 결과적으로 실리콘의 전기 전도도가 증가한다.

실리콘의 화학적 성질

탄소와 마찬가지로, 실리콘은 반응하는 물질에 따라 환원제와 산화제 일 수 있습니다.

n 일 때. 실리콘은 충분히 강한 실리콘 결정 격자로 설명되는 불소와 만 상호 작용합니다.

실리콘은 400 ℃를 초과하는 온도에서 염소 및 브롬과 반응합니다.

실리콘은 매우 높은 온도에서만 탄소와 질소와 상호 작용합니다.

비금속과의 반응에서 실리콘은 환원제 역할을합니다.
- 비금속의 정상적인 조건에서, 규소는 불소와 만 반응하여 규소 할라이드를 형성한다 :
  Si + 2F₂ = SiF₄
- 고온에서 실리콘은 염소 (400 ° C), 산소 (600 ° C), 질소 (1000 ° C), 탄소 (2000 ° C)와 반응합니다.
  - Si + 2Cl₂ = SiCl₄ - 실리콘 할라이드;
  - Si + O₂ = SiO₂ - 실리콘 산화물;
  - 3Si + 2N₂ = Si₃N₄ - 실리콘 질화물;
  - Si + C = SiC - 카보 런덤 (실리콘 카바이드)
금속과의 반응에서 실리콘은 산화제 (살리 사이드가 형성됨 :
Si + 2Mg = Mg₂시
농축 된 알칼리 용액과의 반응에서, 규소는 수소의 발생과 반응하여 실리케이트라고 불리는 규산의 용해 가능한 염을 형성합니다 :
Si + 2NaOH + H₂O = Na₂시오₃ + 2H₂↑
실리콘은 산과 반응하지 않습니다 (HF 제외).

실리콘 준비 및 사용

수신 실리콘 :

실험실에서 - 실리카 (알루미늄 요법)에서 :
3SiO₂ + 4Al = 3Si + 2Al₂O₃
업계에서는 고온에서 코크스 (기술적으로 순수한 실리콘)로 산화 규소를 줄임으로써 :
시오₂ + 2C = Si + 2CO
가장 순수한 실리콘은 고온에서 수소 (아연)로 사염화 규소를 환원시킴으로써 얻어진다 :
SiCl₄+2H₂ = Si + 4HCl

실리콘 응용 분야 :

반도체 무선 소자의 제조;
내열성 및 내산성 화합물 생산에 금속 첨가물로서;
태양 전지용 태양 전지의 생산;
AC 정류기.

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실리콘 + 유황

정상 상태에서, 실리콘은 결정 성 격자의 강도에 의해 설명되는 다소 불활성이며, 불소와 직접 상호 작용하며, 동시에 특성을 감소시킨다 :

400-600 ° C로 가열하면 염소와 반응합니다 :

산소와의 상호 작용

분쇄 된 실리콘은 400-600 ° C로 가열하면 산소와 반응합니다.

기타 비금속과의 상호 작용

2000 ° C 정도의 매우 높은 온도에서 탄소와 반응합니다 :

1000 ° C에서 질소와 반응합니다 :

수소와 상호 작용하지 않습니다.

할로겐화 수소와의 상호 작용

그것은 정상 조건 하에서 불화 수소와 반응합니다 :

염화수소로 - 300 ℃에서, 브롬화 수소로 - 500 ℃에서

금속과의 상호 작용

실리콘의 산화 특성은 그다지 특이하지 않지만 금속과의 반응에서 나타납니다. 따라서 규화물이 형성됩니다.

산과의 상호 작용

실리콘은 산성 환경에서 산에 내성이 있으며, 불용성 산화막으로 덮여 있으며 부동화되어 있습니다. 실리콘은 플루오르 화 수소산과 질산의 혼합물과 만 상호 작용합니다 :

알칼리 상호 작용

그것은 알칼리에 용해되어 규산염과 수소를 형성합니다 :

방법

산화 마그네슘 또는 알루미늄으로부터의 환원 :

시오₂ + 2Mg = Si + 2MgO;

전기로에서의 코크스 감소 :

시오₂ + 2C = Si + 2CO.

이 과정에서 실리콘은 탄화 규소로 상당히 오염되어 있습니다.

가장 순수한 실리콘은 1200 °에서 수소를 갖는 사염화 규소의 환원에 의해 얻어진다. С :

또한 순수한 실리콘은 실란의 열분해에 의해 얻어진다 :

http://do.tsu.ru/schools/chem/data/res/neorg/uchpos/text/g3_9_2.html

단순 비금속 물질의 화학적 성질 : 수소, 산소, 할로겐, 황, 질소, 인, 탄소, 규소

수소

화학 원소 수소는 D.I. 정기 간행물 시스템에서 특별한 위치를 차지합니다. 멘델레예프. 원자가 전자의 수에 따라 용액에 수화 된 H + 이온을 형성하는 능력은 알칼리 금속과 유사하며 그룹 I에 위치해야한다. 외부 전자 껍질을 완성하는 데 필요한 전자의 수, 이온화 에너지의 값, 음의 산화 상태를 나타내는 능력에 따르면, 작은 원자 반경의 수소는 주기율표의 VII 족에 위치해야한다. 따라서, 주기율표의 특정 그룹에 수소를 배치하는 것은 거의 임의적이지만, 대부분의 경우에 수소를 VII 그룹에 배치한다.

수소 전자 공식 1s 1. 유일한 원자가 전자는 원자핵의 작용 영역에 직접 존재한다. 수소의 전자 구성의 단순성은이 원소의 화학적 특성이 단순하다는 것을 의미하지 않는다. 반대로, 수소의 화학은 다른 원소의 화학과는 매우 다르다. 화합물의 수소는 산화 상태 +1과 -1을 나타낼 수 있습니다.

수소를 생산하는 방법은 다양합니다. 실험실에서는 특정 금속과 산과의 상호 작용에 의해 얻어집니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

수소는 황산 또는 알칼리의 수용액의 전기 분해에 의해 수득 될 수있다. 이것이 발생하면 음극에서 수소가 생성되고 양극에서 산소가 생성됩니다.

산업 분야에서 수소는 주로 천연 가스 및 관련 가스, 연료 및 코크 오븐 가스의 가스화 제품에서 생산됩니다.

단순 물질 수소, H₂, 색깔이나 냄새가없는 인화성 가스입니다. 끓는점 -252.8 ℃. 수소는 공기보다 가볍고 물에 약간 용해됩니다.

수소 분자는 안정적이며 강도가 좋습니다. 높은 해리 에너지 때문에, H 분자의 분해₂ 2000 ℃ 이상의 온도에서만 현저한 정도로 일어난다.

수소의 경우 양과 음의 산화도가 가능하므로 화학 반응에서 수소는 산화 및 환원 특성을 모두 나타낼 수 있습니다. 수소가 산화제의 역할을하는 경우에는 수소와 같이 수소와 같은 거동을 보인다 (수 소화물은 수소와 금속의 화학 화합물 그룹이라고 부르며 그보다 전기 음성도가 적음).

수소는 산화 활동에있어 할로겐보다 현저하게 열등합니다. 따라서, 알칼리 및 알칼리 토금속의 수 소화물 만이 이온 특성을 나타낸다. 이온 성 및 복합 하이드 리드는 예를 들어 강한 환원제입니다. 그들은 화학 합성에 널리 사용됩니다.

대부분의 반응에서 수소는 환원제로서 작용합니다. 정상 상태에서 수소는 산소와 상호 작용하지 않지만 점화되면 반응은 폭발로 진행됩니다.

1 부피의 산소와 2 부피의 수소가 혼합 된 것을 폭발 가스라고합니다. 제어 된 연소에 의해, 대량의 열이 방출되고, 수소 - 산소 불꽃의 온도는 3000 ℃에 이른다.

할로겐과의 반응은 다양한 방식으로 할로겐의 성질에 따라 진행됩니다 :

불소와 같은 반응은 저온에서도 폭발합니다. 빛 속에 염소가 있으면, 반응은 또한 폭발로 진행됩니다. 브롬을 사용하면 반응이 훨씬 느려지고 고온에서도 요오드가 끝까지 도달하지 못합니다. 이러한 반응의 메커니즘은 급진적입니다.

승온에서 수소는 6 족 원소 (예 : 황, 셀레늄, 텔 루륨)와 상호 작용합니다 :

수소와 질소의 반응은 매우 중요합니다. 이 반응은 가역적이다. 상승 된 압력을 사용하여 암모니아의 형성쪽으로 평형을 이동시키는 것. 산업 분야에서이 공정은 다양한 촉매의 존재하에 450 ~ 500 ℃의 온도, 30MPa의 압력에서 수행됩니다 :

수소는 많은 금속을 산화물에서 제거합니다 (예 :

이 반응은 순수한 금속을 생산하는 데 사용됩니다.

거대한 역할은 유기 화합물의 수소화 반응에 의해 수행되며, 이는 실험실에서의 실행과 산업 유기 합성에서 널리 사용됩니다.

탄화수소의 천연 자원의 감소, 연료의 연소 생성물에 의한 환경 오염은 친환경 연료로서의 수소에 대한 관심을 증가시킨다. 수소는 미래의 에너지 산업에서 중요한 역할을 할 것입니다.

현재 수소는 암모니아, 메탄올 합성, 고체 및 액체 연료의 수소화, 유기 합성, 금속 용접 및 절단 등에 널리 사용됩니다.

물 H₂O, 산화 수소는 가장 중요한 화합물입니다. 정상적인 조건에서 물은 무색의 액체이며 무취이며 맛도 없습니다. 물 - 지구 표면에서 가장 흔한 물질. 인체에는 63-68 %의 물이 들어 있습니다.

물은 안정한 화합물이며, 산소와 수소로의 분해는 직접적인 전류 또는 약 2000 ° C의 온도에서만 일어납니다 :

물은 일련의 표준 전자 전위에서 수소까지 금속과 직접 상호 작용합니다. 금속의 성질에 따라, 반응 생성물은 상응하는 수산화물 및 산화물 일 수있다. 금속의 성질에 따른 반응 속도 또한 매우 다양하다. 그래서 나트륨은 실온에서 물과 반응합니다. 반응은 많은 양의 열을 방출합니다. 철은 800 ℃의 온도에서 물과 반응한다.

물은 많은 비금속과 반응 할 수 있으므로 정상적인 조건에서 물은 가역적으로 염소와 상호 작용합니다.

고온에서 물은 석탄과 상호 작용하여 일산화탄소 (II)와 수소의 혼합물 인 소위 합성 가스를 형성합니다.

정상 조건 하에서, 물은 많은 염기성 및 산성 산화물과 반응하여 각각 염기 및 산을 형성한다 :

상응하는 염기 또는 산이 물에 용해되면 반응은 끝나게된다.

산소

화학 원소 산소는 VIA 하위 그룹의 두 번째 기간에 위치합니다. 그것의 전자식은 1s 2 2s 2 2p 4입니다. 단순한 물질은 산소이며 색깔이나 냄새가없는 가스이며 물에 약간 용해됩니다. 강력한 산화제. 그 화학적 특성은 다음과 같습니다.

단순하거나 복잡한 물질과 산소의 반응은 종종 열과 빛의 방출을 동반합니다. 이러한 반응을 연소 반응이라고합니다.

산소는 화학 산업의 거의 모든 분야에서 철 및 강철의 생산, 질산 및 황산 생산에 널리 사용됩니다. 열 에너지의 과정에서 엄청난 양의 산소가 소비됩니다.

최근에는 대기 중 산소 저장 문제가 더욱 심각 해지고있다. 현재까지 대기 중 산소를 보충하는 유일한 원천은 녹색 식물의 핵심 활동입니다.

할로겐

VII 족은 불소, 염소, 브롬, 요오드 및 아스 타틴을 함유한다. 이 원소들은 또한 할로겐 (halogens, 번역에서 - 소금을 낳음)이라고도합니다.

이 모든 원소의 외부 에너지 준위에는 7 개의 전자 (ns 2 np 5 구성)가 있으며, 가장 특징적인 산화 상태는 -1, +1, +5 및 +7 (불소는 제외)입니다.

모든 할로겐의 원자들은 조성 Hal의 단순한 물질을 형성한다.₂.

할로겐은 전형적인 비금속입니다. 불소로부터 아스타틴으로의 전이 동안, 원자 반경의 증가가 발생하고, 비금속 성질이 감소하고, 산화 특성이 감소하고 환원성이 증가한다.

할로겐의 물리적 특성은 표 8에 나와있다.

화학적으로 할로겐은 매우 활동적입니다. 그들의 반응성은 서열 번호가 증가할수록 감소한다. 이들 중 대표적인 반응은 염소를 예로들 수 있습니다.

할로겐 - 할로겐화 수소의 수소 화합물은 일반 식 HHal을 갖는다. 그들의 수용액은 HF에서 HI로 증가하는 산성이다.

할로겐 산 (HF를 제외하고)은 KMnO와 같은 강한 산화제와 반응 할 수있다₄, MnO₂, 케이₂크롬₂O₇, 크로₃ 그리고 다른 것들은 할로겐의 형성과 함께 :

할로겐은 일련의 산화물을 형성하는데, 예를 들어 염소의 경우 조성 C1의 산성 산화물이 알려져있다.₂O 클로₂, 클로₃, Cl₂O₇. 이 모든 화합물은 간접적 인 방법으로 얻어진다. 그들은 강한 산화제와 폭발성 물질입니다.

가장 안정한 염소 산화물은 Cl₂O₇. 염소 산화물은 물과 쉽게 반응하여 산소 함유 산을 형성합니다 : 차아 염소산 HClO, 염화수소 HClO₂, 염소 HClO₃ 및 염소 HClO₄, 예 :

산업계에서 브롬은 브롬화물에서 염소를 제거하고 실험실에서 브롬화물의 산화에 의해 얻어진다.

단순한 물질 브롬은 강력한 산화제이며 많은 단순한 물질과 쉽게 반응하여 브롬화물을 형성합니다. 요오드화물을 요오드화물에서 제거합니다.

단순 요오드, I₂, 액체 상태를 우회하여 승화, 즉 증기로 들어가는 금속 광택 결정체가있는 검정색입니다. 요오드는 물에 약간 용해되지만 일부 유기 용제 (알코올, 벤젠 등)에는 약간 용해됩니다.

요오드는 많은 금속과 일부 비금속을 산화시킬 수있는 상당히 강한 산화제입니다.

화학 원소 인 황은 VIA 하위 그룹의 제 3기에 위치합니다. 그것의 전자식은 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4입니다. 단순한 물질은 황이다 - 황색 비금속. 마름모꼴 및 단사 정계 및 무정형 형태 (플라스틱 유황)의 두 가지 allotropic 수정이 있습니다. 산화성 및 환원성 모두를 보여줍니다. 불균일 반응이 일어날 수있다. 그 화학적 특성은 다음과 같습니다.

황은 휘발성 수소 화합물 - 황화수소를 형성합니다. 수용액은 약한 이염 기산이다. 황화수소는 또한 특성을 감소시키는 특징이 있습니다 :

황은 2 개의 산성 산화물을 형성한다 : 황 (IV) 산화물 SO₂ 및 황산화물 (VI) SO₃. 첫 번째는 용액에 존재하는 약한 황산 H에 해당합니다.₂그래서₃; 두 번째는 강한 이염 기산 H₂그래서₄. 농축 황산은 강한 산화 특성을 나타낸다. 다음은 이러한 화합물에 대한 일반적인 반응입니다.

황산은 산업에서 대량으로 생산됩니다. 황산 생산을위한 모든 산업 방법은 황산화물 (IV)의 초기 생산, 황산화물 (VI) 로의 산화 및 후자와 물의 상호 작용을 기반으로합니다.

화학 원소 질소는 DI주기 시스템의 주 하위 그룹 인 V 그룹의 두 번째 기간에있다. 멘델레예프. 그것의 전자식은 1s 2 2s 2 2p 3입니다. 그 화합물에서 질소는 -3, -2, + 1, + 2, +3, +4, +5의 산화 상태를 나타낸다.

단순 물질 질소는 물에 잘 녹지 않는 무색, 무취의 기체입니다. 일반적인 비금속. 정상적인 조건에서는 화학적으로 거의 활동하지 않습니다. 가열하면 산화 환원 반응이 시작됩니다.

질소는 조성의 산화물 N을 형성한다.₂O, NO, N₂O₃, 아니오₂, N₂O₄, N₂O₅. 이 경우, N₂O, NO, 산화 환원 반응을 특징으로하는 비염 형성 산화물; N₂O₃, 아니오₂, N₂O₄, N₂O₅ - 불균등 화 반응을 포함하여 산화 환원 반응의 특징 인 염 형성 산성 산화물.

질소 산화물의 화학적 성질 :

질소는 NH의 휘발성 수소 화합물을 형성한다.₃, 암모니아 정상적인 조건에서는 특유의 강한 냄새가 나는 무색의 가스입니다. 끓는점 -33.7 ℃, 융점 -77.8 ℃. 암모니아는 물에 잘 녹습니다 (700 용량의 NH₃ 20 ° C에서 1 부피의 물) 및 다수의 유기 용제 (알코올, 아세톤, 클로로포름, 벤젠).

암모니아의 화학적 성질 :

질소는 아질산 HNO를 형성한다.₂ (자유 형태로 그것은 단지 기상 또는 용액으로 알려져있다). 이것은 약한 산성이며 그 염은 아질산염이라고 부릅니다.

또한, 질소는 매우 강한 질산 HNO를 형성한다₃. 질산의 특징은 금속과의 산화 - 환원 반응이 수소를 방출하지 않지만 질소 또는 암모늄염의 다양한 산화물을 형성한다는 것입니다.

비금속과의 반응에서, 농축 된 질산은 강한 산화제로서 작용합니다 :

질산은 또한 황화물, 요오드화물 등을 산화시킬 수 있습니다.

우리는 다시 강조합니다. HNO를 포함하는 산화 환원 반응의 방정식을 작성하십시오.₃ 보통 조건부. 원칙적으로, 그들은 더 많은 양으로 형성된 제품만을 나타냅니다. 이들 반응 중 일부에서는 수소가 환원 생성물로서 검출되었다 (희석 된 HNO₃ Mg 및 Mn과 함께).

질산염은 질산염이라고합니다. 모든 질산염은 물에 잘 녹습니다. 질산염은 열적으로 불안정하며 가열하면 쉽게 분해됩니다.

질산 암모늄 분해의 특수한 경우 :

질산염의 열분해의 일반적인 패턴 :

인

화학 원소 인 (phosphorus)은 주기율표 D.I.의 주 하위 군인 V 군인 제 3기에 위치한다. 멘델레예프. 그것의 전자 공식은 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3입니다.

단순한 인의 인은 여러 가지 동종 이형 변형 형태 (동질성 조성)로 존재한다. 화이트 인 P₄, 실온에서 부드럽고 녹지 않고 분해되지 않고 끓습니다. 레드 인 P_n, 길이가 다른 폴리머 분자로 이루어져있다. 가열되면 승화됩니다. 검은 인은 연속 사슬로 이루어져 있습니다.P_n, 흑연과 비슷한 외관의 적층 구조를 갖는다. 가장 반응이 빠른 것은 백색 인입니다.

산업계에서 인은 인산 칼슘을 석탄과 모래로 1500 ℃에서 소성하여 얻는다.

아래의 반응에서, 달리 명시하지 않는 한, 인의 변형은 들어간다.

인은 휘발성 수소 화합물 - 포스 핀, PH를 형성 함.₃. 이 가스 화합물은 매우 불쾌한 매운 냄새가납니다. 그 염은 암모니아 염과 달리 저온에서만 존재한다. 포스 핀은 쉽게 산화 환원 반응을 시작합니다 :

인은 2 개의 산성 산화물을 형성한다 : P₂O₃ 및 P₂O₅. 후자는 인산 (오르토 인산) 산 H₃PO₄. 중간 정도의 인산염과 산성 (하이드로 - 및 디 하이드로 인산염) 세 가지 염을 형성합니다. 다음은 이들 화합물의 화학 반응 특성식입니다.

탄소

화학 원소 탄소는 주기율표 D.I.의 네 번째 그룹의 주 하위 그룹 인 두 번째 기간에 위치한다. Mendeleev, 그의 전자 공식은 1s 2 2s 2 2p 2이며, 가장 특징적인 산화 상태는 -4, +2, +4입니다.

탄소의 경우 안정한 동종 이형 변형 (흑연, 다이아몬드, 구조의 동질성)이 자연에서 발견되는 형태로 알려져 있으며 실험실 방법으로 얻은 카빈 및 풀러렌도 알려져 있습니다.

다이아몬드는 원자 배위 입방 격자를 가진 결정 성 물질입니다. 다이아몬드의 각 탄소 원자는 sp 3 하이브 리다이 제이션 상태에 있으며 4 개의 인접한 탄소 원자와 동등한 강한 결합을 형성합니다. 이것은 예외적 인 다이아몬드 경도 및 정상 조건 하에서 전도성의 부재로 이어집니다.

흑연에서, 탄소 원자는 sp 2 혼성화 상태에있다. 탄소 원자는 ω- 결합에 의해 안정화 된 6 원환의 무한 층으로 결합되며, 전체 층 내에서 비편 재화된다. 이것은 흑연의 금속 광택과 전기 전도성을 설명합니다. 탄소 층은 주로 분자간 힘으로 인해 결정 격자로 결합됩니다. 거대 분자 평면에서 화학 결합의 강도는 층간의 강도보다 훨씬 크기 때문에 그래파이트는 다이아몬드보다 부드럽고 쉽게 층을 이루며 화학적으로 다소 활동적입니다.

숯, 검댕 및 코크의 조성에는 무정형 탄소라고하는 매우 큰 표면을 가진 매우 작은 흑연 결정이 포함되어 있습니다.

카빈에서 탄소 원자는 sp- 하이브리드 화 상태에있다. 결정 격자는 두 가지 유형의 직선으로 만들어집니다.

Carbin은 밀도가 1.9-2.0 g / cm3 인 흑색 분말로 반도체입니다.

Allotropic carbon modification은 특정 조건 하에서 서로 변형 될 수 있습니다. 1750 ° C의 온도에서 공기가 통하지 않고 가열되면 다이아몬드는 흑연으로 변합니다.

정상 상태에서 탄소는 매우 비활성이지만 고온에서는 다양한 물질과 반응하며 가장 반응성이 강한 형태는 무정형 탄소이며 흑연은 덜 활성이고 가장 비활성은 다이아몬드입니다.

탄소 반응 :

탄소는 산과 알칼리에 강하다. 뜨거운 농축 질산 및 황산 만이 이산화탄소 (IV)로 산화 할 수 있습니다.

탄소는 산화물에서 많은 금속을 회수합니다. 동시에, 금속의 성질에 따라 순수 금속 (철 산화물, 카드뮴, 구리, 납의 산화물) 또는 상응하는 탄화물 (칼슘, 바나듐, 탄탈의 산화물)이 형성된다.

탄소는 2 개의 산화물을 형성한다 : CO와 CO₂.

일산화탄소 (II) 일산화탄소 (CO)는 물에 잘 녹지 않는 무색의 무취 가스입니다. 이 화합물은 강한 환원제입니다. 그것은 많은 양의 열을 가지고 공기 중에서 연소하기 때문에 CO는 좋은 가스 연료입니다.

일산화탄소 (II)는 많은 금속을 산화물에서 제거합니다.

일산화탄소 (II)는 비염 형성 산화물이며 물과 알칼리와 반응하지 않습니다.

일산화탄소 (IV) CO₂ (이산화탄소)는 무색, 무취의 불연성 가스이며 물에 잘 녹지 않습니다. 기술에서, 그것은 보통 CaCO의 열분해에 의해 얻어진다.₃, 실험 실습에서 - CaCO에 대한 조치₃ 염산 :

일산화탄소 (IV)는 산성 산화물이다. 그 화학적 특성은 다음과 같습니다.

일산화탄소 (IV)는 매우 약한 이염 기성 탄산 H₂콜로라도 주₃, 그 순수한 형태로 존재하지 않습니다. 그것은 2 열의 염을 형성합니다 : 중간 탄산염, 예를 들어, 탄산 칼슘 CaCO₃, 및 산 - 중탄산염, 예를 들어 Ca (HCO₃)₂ - 칼슘 중탄산염.

탄산염은 수생 환경에서 과량의 이산화탄소의 작용하에 중탄산염으로 전환됩니다.

중탄산 칼슘은 수산화칼슘의 작용하에 탄산염으로 전환됩니다.

중탄산염과 탄산염은 가열되면 분해됩니다.

실리콘

화학 원소 인 실리콘은주기 시스템 D.I.의 제 3주기 IVA 그룹에있다. 멘델레예프. 그것의 전자식은 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2이며, 가장 특징적인 산화 상태는 -4, +4입니다.

실리콘은 전기로에서 마그네슘 또는 탄소로 산화물을 환원시키고 SiCl을 환원시켜 고순도 규소를 얻음으로써 얻어진다.₄ 아연 또는 수소, 예를 들면 :

실리콘은 결정질 또는 비정질 형태로 존재할 수 있습니다. 정상 상태에서 실리콘은 상당히 안정적이며 비정질 실리콘은 결정보다 반응성이 높습니다. 실리콘의 경우 가장 안정한 산화 상태는 +4입니다.

실리콘 반응 :

실리콘은 산 (HF를 제외하고)과 반응하지 않으며 산 - 산화제에 의해 부동 태화되지만 플루오르 화 수소산과 질산의 혼합물에 잘 용해되며 이는 식 :

실리콘 산화물 (IV), SiO₂ (실리카)는 주로 석영 광물의 형태로 자연에서 발견됩니다. 화학적으로 상당히 안정하며 산성 산화물의 특성을 나타냅니다.

산화 규소 (IV)의 성질 :

실리콘은 다양한 SiO 함량의 산을 형성합니다.₂ 및 H₂O. 화합물 조성 H₂시오₃ 그 순수한 형태는 선택되지 않지만, 단순화를 위해 반응 방정식에 쓸 수있다.

교육 과제

1. 적절한 조건 하에서 수소는 두 가지 물질 각각과 반응한다 :

1) 산소 및 철
2) 회색과 크롬
3) 일산화탄소 (Ⅱ) 및 염산
4) 질소 및 나트륨

2. 수소에 관한 다음의 진술은 정확합니까?

A. 과산화수소는 과량의 산소에서 수소를 연소시켜 얻을 수 있습니다.
B. 수소와 황 사이의 반응은 촉매없이 진행된다.