Πυρίτιο: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
μ →Πηγές |
|||
Γραμμή 241:
Το πυρίτιο είναι μεταλλοειδές, έτοιμο να αποβάλλει ή να συνεισφέρει τα τέσσερα (4) εξωτερικά του ηλεκτρόνια, σχηματίζοντας τυπικά τέσσερεις (4) [[Χημικός δεσμός|δεσμούς]]. Όπως και στον άνθρακα, τα τέσσερα (4) δεσμικά του ηλεκτρόνια επιτρέπουν στο πυρίτιο να συνδυαστεί με πολλά άλλα χημικά στοιχεία ή ομάδες αυτών και να σχηματίσει έτσι μια μεγάλη ποικιλία χημικών ενώσεων. Ωστόσο, αντίθετα από τον άνθρακα, το πυρίτιο μπορεί να δεκτεί επιπλέον ηλεκτρόνια και να σχηματίσει πέντε (5) ή και έξι (6) δεσμούς σε μερικές φορές πιο ασταθή πυριτική μορφή. Το τετρασθενές πυρίτιο είναι σχετικά αδρανές, γιατί μπορεί να αντιδρά με τα [[αλογόνα]] και με αραιά [[Βάση|αλκαλικά]] διαλύματα, αλλά τα περισσότερα οξέα, εκτός από κάποιους υπερενεργούς συνδυασμούς [[Νιτρικό οξύ|νιτρικού]] και [[Υδροφθορικό οξύ|υδροφθορικού οξέος]], δεν έχουν επίδραση πάνω του.
Το καθαρό Πυρίτιο είναι στερεό σε θερμοκρασία δωματίου και χρησιμοποιείται ευρέως στους [[ημιαγωγός|ημιαγωγούς]], καθώς παραμένει ημιαγωγός σε υψηλές θερμοκρασίες, σε αντίθεση με το γερμάνιο, και επειδή τα οξείδιά του υφίστανται επεξεργασία εύκολα σε κλίβανο και σχηματίζουν καλύτερες διεπιφάνειες ημιαγωγού/διηλεκτρικού από σχεδόν όλους τους άλλους συνδυασμούς στοιχείων.▼
''Δείτε επίσης:'' [[:Κατηγορία:Ενώσεις πυριτίου|Κατηγορία: Ενώσεις πυριτίου]].
Μερικά χαρακτηριστικά παραδείγματα ενώσεων του πυριτίου είναι οι ακόλουθες:
[[File:Pdms.png|σύνδεσμος=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Pdms.png|μικρογραφία|[[Πολυδιμεθυλοσιλοξάνιο]], μια [[σιλικόνη]].]]
# Το πυρίτιο σχηματίζει δυαδικές ενώσεις που ονομάζονται πυριτίδια με πολλά μεταλλικά χημικά στοιχεία, των οποίων (πυριτιδίων) οι ιδιότητες κυμαίνονται από δραστικές ενώσεις, όπως το [[πυριτιούχο μαγνήσιο]] (Mg<sub>2</sub>Si), έως [[Πυρίμαχο|πυρίμαχες]] ενώσεις με υψηλή θερμοκρασία τήξης, όπως το [[διπυριτιούχο μολυβδαίνιο]] (MoSi<sub>2</sub>).<ref>Greenwood 1997, p. 335–337.</ref>
# Το [[καρβίδιο του πυριτίου]] (SiC) είναι ένα σκληρό στερεό με υψηλή θερμοκρασία τήξης και ένα καλά γνωστό λειαντικό. Μπορεί, επίσης, να συντηχθεί σε έναν τύπο υψηλής αντοχής [[Κεραμικό υλικό|κεραμικό]] υλικό, που χρησιμοποιείται σε θωρακίσεις (μεταξύ άλλων και [[Άρμα μάχης|αρμάτων μάχης]]).
# Το [[σιλάνιο]] (SiH<sub>4</sub>) είναι ένα πυροφορικό αέριο, με παρόμοια τετραεδρική μοριακή δομή με το [[μεθάνιο]] (CH<sub>4</sub>). Όταν είναι χημικά καθαρό δεν αντιδρά με χημικά καθαρό νερό, ούτε με διαλύματα οξέων. Ωστόσο, ακόμη και μικρές ποσότητες αλκαλικών προσμείξεων, όπως για παράδειγμα γυαλιού από εργαστηριακά σκεύη, μπορεί να έχουν ως αποτέλεσμα ταχεία [[υδρόλυση]].<ref>Greenwood 1997, p. 339</ref> Με τον γενικό όρο «σιλάνια» εννοούνται, επίσης, ένας αριθμός αλυσοποιημένων υδριδίων του πυριτίου (και κάποιων «θυγατρικών» παραγώγων τους). Τα «μητρικά» σιλάνια, δηλαδή αυτά με γενικό τύπο Si<sub>n</sub>H<sub>2n+2</sub>, όπου n = 1 - 8, αποτελούν τα πυριτιούχα ανάλογα των [[Αλκάνια|αλκανίων]]. Μπορούν όλανα υδροληθούν τάχιστα και είναι θερμικά ασταθή, ιδιαίτερα τα βαρύτερα μέλη.<ref>Greenwood 1997, p. 337</ref><ref name="Wiberg2">{{cite book|title=Lehrbuch der anorganischen Chemie|last=Holleman|first=Arnold F.|last2=Wiberg|first2=Nils|date=2007|publisher=de Gruyter|isbn=3-11-017770-6|edition=102nd|place=Berlin}}</ref>
# Τα [[Δισιλένιο|(δι)σιλένια]] περιέχουν έναν (τουλάχιστον) [[Διπλός δεσμός|διπλό δεσμό]] Si=Si (ή και Si=C). Τα «μητρικά» (δι)σιλένια αποτελούν τα πυριτιούχα ανάλογα των [[Αλκένια|αλκενίων]], και είναι εξαιρετικά δραστικά. Χρειάζονται ογκώδεις υποκαταστάτες για να σταθεροποιηθούν.<ref>Stone, F. G.; West, Robert (1996) ''Multiply Bonded Main Group Metals and Metalloids'', Academic Press, ISBN 0-12-031139-9, [https://books.google.com/books?id=IrcORBkVjGQC&pg=PA255 p. 255]</ref>
# Το [[2004]] απομονώθηκε το πρώτο [[Δισιλίνιο|(δι)σιλίνιο]], δηλαδή ένωση που περιέχει έναν (τουλάχιστον) [[Τριπλός δεσμός|τριπλό δεσμό]] Si≡Si (Si≡C). Αντίθετα απ' ότι (ίσως) θα αναμένονονταν, είναι δομικά ανόμοια με τα ανάλογά τους [[αλκίνια]], γιατί οι προαναφερόμενοι δεσμοί δεν είναι γραμμικοί (όπως στα αλκίνια).<ref>{{cite journal|title=A stable compound containing a silicon-silicon triple bond|last2=Kinjo|first2=R|date=2004|journal=Science|issue=5691|doi=10.1126/science.1102209|volume=305|pages=1755–7|bibcode=2004Sci...305.1755S|pmid=15375262|last3=Ichinohe|first3=M|last1=Sekiguchi|first1=A}}</ref>
# Τα τετραλογονίδια του πυριτίου (SiX<sub>4</sub>) σχηματίζονται με όλα τα [[αλογόνα]].<ref>Greenwood 1997, p. 340-341.</ref> Το [[τετραχλωροπυρίτιο]] (SiCl<sub>4</sub>), για παράδειγμα αντιδρά με το [[νερό]], ανόμοια με τον ανάλογό του [[Τετραχλωράνθρακας|τετραχλωράνθρακα]] (CCl<sub>4</sub>).<ref>Greenwood 1997, p. 342.</ref> Τα διαλογονίδια του πυριτίου (SiX<sub>2</sub>) σχηματίζονται γενικά με αντίδραση ανάμεσα στα ανάλογα τετραλογονίδια του πυριτίου και σε (στοιχειακό) πυρίτιο, σε υψηλή θερμοκρασία. Αυτά είναι δομικά ανάλογα με τα διαλοκαρβένια ([CX<sub>2</sub>]) και είναι πολύ δραστικές ενώσεις. Ειδικά το [[διφθοροπυρίτιο]] (SiF<sub>2</sub>) συμπυκνώνεται σχηματίζοντας πολυμερείς ενώσεις με γενικό τύπο [(SiF<sub>2</sub>)<sub>n</sub>].<ref name="Wiberg3">{{cite book|title=Lehrbuch der anorganischen Chemie|last=Holleman|first=Arnold F.|last2=Wiberg|first2=Nils|date=2007|publisher=de Gruyter|isbn=3-11-017770-6|edition=102nd|place=Berlin}}</ref>
# Το [[διοξείδιο του πυριτίου]] (SiO<sub>2</sub>) είναι ένα στερεό με υψηλή θερμοκρασία τήξης με έναν αριθμό κρυσταλλικών μορφών, με περισσότερο συνηθισμένη τον [[ορυκτό]] [[Χαλαζίας|χαλαζία]]. Στον κρυσταλλικό χαλαζία κάθε άτομο πυριτίου είναι περικυκλωμένο από τέσσερα (4) άτομα οξυγόνου, που ανά δύο (2) σχηματίζουν «γέφυρες» μεταξύ των ατόμων πυριτίου, σχηματίζοντας ένα τρισδιάστατο πλέγμα.<ref>Greenwood 1997, p. 342.</ref> Το διοξείδιο του πυριτίου υδρολύεται σε υψηλές θερμοκρασίες, σχηματίζοντας (έναν αριθμό από ισομερείς ενώσεις που γενικά ονομάζονται) [[Πυριτικό οξύ|(μονο)πυριτικό οξύ]] (H<sub>4</sub>SiO<sub>4</sub>).<ref>Greenwood 1997, p. 346.</ref> Υπό τις σωστές συνθήκες, το (μονο)πυριτικό οξύ πολυμερίζεται γρήγορα, σχηματίζοντας πιο πολύπλοκα πυριτικά οξέα, που περιλαμβάνουν το (σχετικά απλούστερο) διπυριτικό οξύ (H<sub>6</sub>Si<sub>2</sub>O<sub>7</sub>) και μια σειρά δομικά προϊόντα, με γραμμική, με ταινιοειδή, με στρωματοειδή ή και με πλεγματοειδή δομή, που αποτελούν τη βάση πολλών πυριτιούχων ορυκτών, και που ονομάζονται «πολυπυριτικά οξέα» {<span data-ve-clipboard-key="0.6182218276166844-14"> </span>[Si<sub>x</sub>(OH)<sub>4–2x</sub>]<sub>n</sub>.}.<ref>Greenwood 1997, p. 346.</ref> Το διοξείδιο του πυριτίου μπορεί να τηχθεί απευθείας σε υαλώδη μορφή, που ονομάζεται «λυωμένος χαλαζίας» και περιέχει μη κρυσταλλική δομή. Σε συνδυασμό με οξείδια άλλων χημικών στοιχείων και χημικές αντιδράσεις σε υψηλές θερμοκρασίες (με αυτά), το διοξείδιο του πυριτίου σχηματίζει ένα μεγάλο εύρος από τύπους μικτών γυαλιών και γενικότερα υαλώδους δικτύου στερεών, με διάφορες ιδιότητες. <ref>Greenwood 1997, p. 344.</ref> Παραδείγματα τέτοιων υλικών αποτελούν το [[γυαλί ασβέστου-σόδας]], το [[βοροπυριτικό γυαλί]] και το [[μολυβδοκρυσταλλικό γυαλί]].
# Το [[διθειούχο πυρίτιο]] (SiS<sub>2</sub>) είναι ένα πολυμερικό στερεό, ανόμοια με τον «ανάλογο» [[Διθειάνθρακας|διθειάνθρακα]] (CS<sub>2</sub>), που είναι ένα υγρό.<ref>Greenwood 1997, p. 359-360.</ref>
# Το πυρίτιο σχηματίζει, ακόμη, ένα [[νιτρίδιο]], το [[αζωτούχο πυρίτιο]] (Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>), που είναι ένα κεραμεικό υλικό.<ref name="Lickiss2">{{cite book|title=Inorganic Compounds of Silicon, in Encyclopedia of Inorganic Chemistry|last=Lickiss|first=Paul D.|date=1994|publisher=John Wiley & Sons|isbn=0-471-93620-0|pages=3770–3805}}</ref>
# Υπάρχουν, ακόμη, τα σιλιτράνια, μια ομάδα τρικυκλικών ενώσεων που περιέχουν πυρίτιο με αριθμό συναρμογής 5, και που μπορεί να έχουν [[Φυσιολογία|φυσιολογικές]] ιδιότητες.<ref name="Lickiss3">{{cite book|title=Inorganic Compounds of Silicon, in Encyclopedia of Inorganic Chemistry|last=Lickiss|first=Paul D.|date=1994|publisher=John Wiley & Sons|isbn=0-471-93620-0|pages=3770–3805}}</ref>
# Πολλά μέταλλα μετάπτωσης σχηματίζουν γνωστά σύμπλοκα που περιέχουν δεσμό M-Si (δηλαδή μεταλλοπυριτικό δεσμό). Σε αυτά συμπεριλαμβάνονται σύμπλοκα με συναρμοτές SiH<sub>n</sub>X<sub>3-n</sub>, SiX<sub>3</sub> ή και Si(OR)<sub>3</sub>.<ref name="Lickiss3" />
# Είναι γνωστές πολλές [[οργανοπυριτικές ενώσεις]], που περιέχουν έναν (τουλάχιστον) δεσμό Si-C. Πολλές από αυτές βασίζονται σε ένα κεντρικό τετραεδρικό άτομο πυριτίου, ενώ σε αυτές εμπεριέχονται και κάποιες οπτικά ενεργές, όταν υπάρχει ένα (τουλάχιστον) [[Χειρομορφία (χημεία)|χειρόμορφο]] κέντρο. Μακρομοριακά πολυμερή που περιέχουν ως «ραχοκοκκαλιά» αρκετά άτομα πυριτίου, επίσης είναι γνωστά, όπως το πολυδιμεθυλοσιλένιο [(SiMe<sub>2</sub>)<sub>n</sub>].<ref name="mark">{{cite book|title=Inorganic polymers|last=Mark|first=James. E|date=2005|publisher=Oxford University Press|isbn=0-19-513119-3|pages=200–245}}</ref>. Το πολυκαρβοσιλάνιο {[(SiMe<sub>2</sub>)<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>]<sub>n</sub>}, περιέχει μια «ραχοκοκκαλιά» επαναλαμβανώμενης μονάδας -Si-Si-C-, και είναι πρόδρομη ένωση για τα φύλλα καρβιδίου του πυριτίου.<ref name="mark" />
=== Σιλικόνες ===
▲== Ενώσεις του πυριτίου (σιλικόνες) ==
Σιλικόνη είναι η συνοπτική ονομασία πολυμερών ενώσεων από άτομα οξυγόνου και πυριτίου. Ο γενικός τους τύπος είναι –R1R2SiO-. Οι σιλικόνες παρουσιάζουν αξιοσημείωτη σταθερότητα κατά τις μεταβολές της θερμοκρασίας. Χαρακτηρίζονται επίσης από αξιόλογη αντοχή στις μεταβολές των καιρικών συνθηκών. Οι σιλικόνες έχουν αποκτήσει μια τεράστια πρακτική και βιομηχανική σημασία σε πολλούς τομείς, όπως στον ηλεκτρονικό, υφαντικό, μηχανικό, οικοδομικό, στην παραγωγή βερνικιών, λιπαντικών και πλαστικών υλών. Παρόλο που μερικές οργανικές πυριτικές ενώσεις ήταν γνωστές από την αρχή του αιώνα μας, η πραγματική έρευνα που εφαρμόστηκε με την ανακάλυψη των σιλικονών ως πρακτικά χρήσιμων ουσιών οφείλεται σε δύο μεγάλες αμερικανικές βιομηχανίες, την [[Dow Corning]] και την [[General Electric]], που πραγματοποίησαν πρώτες τη βιομηχανική σύνθεση μιας εκτεταμένης σειράς σιλικονικών προϊόντων που εξαπλώθηκε ταχύτατα. Οι πρώτες συνθετικές σιλικόνες ήταν τα ελαιώδη ή σιλικονικά υγρά, ακολούθησαν τα λιπώδη, τα τυποποιημένα ελαιώδη και ύστερα τα ελαστικά, οι ρητίνες και τα συμπολυμερή.
Γραμμή 267 ⟶ 283 :
=== Άλλα σιλικονικά προϊόντα ===
Σε αυτή την κατηγορία συμπεριλαμβάνονται οι κόλλες καθώς και τα στεγανοποιητικά του ύδατος στην οικοδομική.
== Εφαρμογές ==
▲Το καθαρό Πυρίτιο είναι στερεό σε θερμοκρασία δωματίου και χρησιμοποιείται ευρέως στους [[ημιαγωγός|ημιαγωγούς]], καθώς παραμένει ημιαγωγός σε υψηλές θερμοκρασίες, σε αντίθεση με το γερμάνιο, και επειδή τα οξείδιά του υφίστανται επεξεργασία εύκολα σε κλίβανο και σχηματίζουν καλύτερες διεπιφάνειες ημιαγωγού/διηλεκτρικού από σχεδόν όλους τους άλλους συνδυασμούς στοιχείων.
== Πηγές ==
| |||