一、單質矽
1 、矽的物理性質
矽有晶態和無定形兩種同素異形體。晶態矽又分為單晶矽和多晶矽,它們均具有金剛石晶格,晶體硬而脆,具有金屬光澤,能導電,但導電率不及金屬,且隨溫度公升高而增加,具有半導體性質。晶態矽的熔點 1410 ℃ , 沸點 2355 ℃ , 密度 2.
32~2.34g/cm 3 ,莫氏硬度為 7 。
無定形矽是一種黑灰色的粉末。
2 、矽的化學性質
矽在常溫下不活潑,其主要的化學性質如下:
(1) 與非金屬作用
常溫下 si 只能與 f2 反應,在 f2 中瞬間燃燒,生成 sif4 。
加熱時,能與其它鹵素反應生成鹵化矽,與氧反應生成 sio2 :
在高溫下,矽與碳、氮、硫等非金屬單質化合,分別生成碳化矽 sic 、氮化矽 si3n4 和硫化矽 sis2 等,
(2) 與酸作用
si 在含氧酸中被鈍化,但與氫氟酸及其混合酸反應,生成 sif4 或 h2sif6 :
si + 4hf → sif4 + 2h2 ↑
3si + 18hf + 4hno 3 → 3h 2sif 6 + 4no ↑ + 8h2o
(3) 與鹼作用
無定形矽能與鹼猛烈反應生成可溶性矽酸鹽,並放出氫氣:
si + 2naoh + h 2 o → na2 sio3 + 2h2 ↑
(4) 與金屬作用
矽還能與鈣、鎂、銅、鐵、鉑、鉍等化合,生成相應的金屬矽化物。
3 、矽的製備
工業上用焦炭在電爐中將石英砂還原,先得到粗 si:
sio2 + 2c → si + 2co ↑
然後,將粗 si 再轉變成四鹵化矽: si + cl2 → sicl4
用精餾的方法將 sicl4 提純後,再用純鋅或鎂還原 sicl4 得到較高的單質矽:
sicl4 + 2zn → si + 2zncl2
最後用物理方法——區域熔融法——來進一步提純,得到高純度得矽。
二、氯乙烯
vinylchloride
乙烯分子中乙個氫原子被氯取代而生成的化合物。分子式ch2chcl。無色易液化氣體。
具有醚類氣味。熔點-153.8℃,沸點-13.
4℃,相對密度0.9106(20/4℃)。難溶於水,溶於乙醇、乙醚等。
與空氣形成**性混合物,**極限3.6%~26.4%(體積)。
氯乙烯中氯原子很不活潑,難以發生取代反應,但在四氫呋喃中可以與鎂形成格氏試劑。氯乙烯可與許多親電試劑發生加成反應。在引發劑存在下,可進行自由基聚合反應生成聚氯乙烯,也可與丁二烯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯等烯烴進行共聚合。
工業上生產氯乙烯的方法很多,大致分為乙炔法和乙烯法兩種。乙炔法是將乙炔和***混合氣體在較高溫度下通過氯化汞催化制得。此法流程簡單,轉化率較高;乙炔若由電石製得時,耗電量較大,並產生大量廢渣,有汞化合物汙染。
乙烯法是由乙烯加氯制得1,2-二氯乙烷後,再於高溫脫去一分子***制得。此外,也可將***和氧在催化下與乙烯作用制得1,2-二氯乙烷,再經高溫裂解制得氯乙烯。氯乙烯是高分子工業的重要基本原料之一,也可用作製冷劑。
氯乙烯是一種致癌物質。
三、三氯氫矽
無色液體,易揮發,易潮解,在空氣中發生反應產生白煙,遇水分解,溶於苯、醚等有機溶劑。屬一級遇濕易燃物品,易燃易爆,遇水反應產生***氣體;它與氧化劑發生強烈反應,遇明火、高熱時發生燃燒或**。
【cas號】 10025-78-2
【分子式】 cl3-h-si
【分子量】 135.44
【比重】 1.35 (0℃ )
【熔點】 -134 ℃
【沸點】 31.8 ℃
【蒸汽壓】 400 公釐汞柱
【蒸汽密度】 4.7
【閃點】 -13.89 ℃
【可燃性危險特性】
遇明火、高溫、氧化劑易燃;遇水或高溫產生有毒氯化物煙霧
【儲運事項】庫房通風低溫乾燥;與氧化劑、酸類分開存放
【滅火劑】乾粉、乾砂、二氧化碳、泡沫
其物理特性如下:
比重:1.35 ;
相對氣體密度:4.7 ;
沸點:31.8 ℃;
飽和蒸氣壓(14. 5 ℃) 53 . 33kpa ;
閃點:-13.9 ℃(開杯);
自燃溫度:175 ℃;
**下限:6. 9 %;
**上限:70 %;
溶解性:溶於苯、醚等有機溶劑;
具有急性毒性。
四、四氯化矽
英文名稱silicon tetrachloride。無色或淡黃色發煙液體,有刺激性氣味,易潮解。分子量169.
90,蒸氣壓55.99kpa(37.8℃),熔點-70℃ 沸點:
57.6℃。可混溶於苯、氯仿、石油醚等多數有機溶劑。
相對密度(水=1)1.48;相對密度(空氣=1)5.86。
用於製取純矽、矽酸乙酯等,也用於製取煙幕劑。
五、***的性質
別名鹽酸,無色有刺激性氣味的氣體。分子量36.46,蒸汽壓4225.
6kpa(20℃),熔點-114.2℃沸點:-85.
0℃,易溶於水,相對密度(水=1)1.19;相對密度(空氣=1)1.27。
主要用於制染料、香料、藥物、各種氯化物及腐蝕抑制劑等。
六.氫氣的性質
無色無味氣體,分子量2.01,熔點-259.2℃ 沸點-252.
8℃,蒸汽壓13.33kpa/-257.9℃,閃點:
<-50℃,不溶於水,不溶於乙醇、乙醚,相對密度(水=1)0.07(-252℃);相對密度(空氣=1)0.07。
與空氣混合能形成**性混合物,遇熱或明火即會發生**。氣體比空氣輕,在室內使用和儲存時,漏氣上公升滯留屋頂不易排出,遇火星會引起**。氫氣與氟、氯、溴等鹵素會劇烈反應。
西門子摘錄
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