Per un elemento chimico con numero di serie 14, che si trova nella tavola periodica del gruppo IV del periodo 3 e riga III, è possibile la formazione di due ossidi di silicio costituiti da due elementi Si e O:
- monossido di silicio, in cui Si è bivalente, la formula chimica di questo ossido può essere rappresentata come SiO;
- il biossido di silicio è il più alto ossido di silicio in cui Si è tetravalente, la sua formula chimica è scritta come SiO2.
Кремний (IV) оксид по внешнем виду представляет cristalli trasparenti. La densità di SiO2 è 2.648 g / cm³. La sostanza si scioglie nell'intervallo di temperatura da 1600 a 1725 ° C, bolle ad una temperatura di 2230 ° C.
La silice SiO2 era nota per la sua durezzae durabilità fin dai tempi antichi, il più comune in natura sotto forma di sabbia o quarzo, nonché nelle pareti cellulari delle diatomee. La sostanza presenta molte modificazioni polimorfiche, che si trovano più spesso in due forme:
- cristallino - sotto forma di minerale naturalequarzo, nonché le sue varietà (calcedonio, cristallo di rocca, diaspro, agata, pietra focaia); il quarzo è la base della sabbia di quarzo, è un materiale da costruzione e una materia prima indispensabili per l'industria dei silicati;
- amorfo si trova come un minerale naturaleopale, la cui composizione può essere descritta con la formula SiO2 • nH2O; le forme terrose di SiO2 amorfo sono tripoli (farina di montagna, ciliati) o diatomite; la silice anidra amorfa artificiale è il gel di silice, che è composto da metasilicato di sodio.
L'ossido di silicio SiO2 è un ossido acido. È questo fattore che determina le sue proprietà chimiche.
Il fluoro reagisce con il biossido di silicio: SiO2 + 4F → SiF4 + O2 per formare un gas incolore di silicio tetrafluoruro e ossigeno, mentre altri gas (alogeni Cl2, Br2, I2) reagiscono meno attivamente.
L'ossido di silicio IV interagisce con l'acido fluoridrico per produrre acido fluoridrico: SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O. Questa proprietà è utilizzata nell'industria dei semiconduttori.
L'ossido di silicio (IV) si dissolve in alcali concentrati a caldo o fusi per formare silicato di sodio: 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O.
Il biossido di silicio reagisce con gli ossidi di basemetalli (ad esempio con ossidi di sodio, potassio, piombo (II), zinco o una miscela di ossidi utilizzati nella fabbricazione del vetro). Ad esempio, possiamo dare le reazioni di ossido di sodio e SiO2, a seguito della quale si possono formare ortosilicato di sodio 2Na2O + SiO2 → Na4SiO4, silicato di sodio Na2O + SiO2 → Na2SiO3 e vetro Na2O + 6SiO2 + XO → Na2O: XO: 6SiO2. Esempi di tale vetro di importanza commerciale sono il vetro sodio-calcio, il vetro borosilicato, il vetro al piombo.
Il biossido di silicio ad alte temperature interagisce con il silicio, determinando un monossido gassoso: Si + SiO2 → 2SiO ↑.
Molto spesso viene utilizzato l'ossido di silicio SiO2produzione di silicio elementare. Il processo di interazione con il carbonio elementare procede ad alta temperatura in una fornace ad arco elettrico: 2C + SiO2 → Si + 2CO. È piuttosto ad alta intensità energetica. Tuttavia, il suo prodotto viene utilizzato nella tecnologia dei semiconduttori per la produzione di celle solari (convertire l'energia della luce in energia elettrica). Il Si puro viene utilizzato anche nella metallurgia (nella produzione di acciai al silicio resistenti al calore e agli acidi). Il silicio elementare così ottenuto è necessario per ottenere biossido di silicio puro, che è di grande importanza per un certo numero di settori. Il SiO2 naturale viene utilizzato sotto forma di sabbia in quei settori in cui non è richiesta la sua elevata purezza.
Inalando polvere finemente divisaSiO2 cristallino, anche in quantità molto ridotte (fino a 0,1 mg / m³), nel tempo possono svilupparsi silicosi, bronchite o cancro. La polvere diventa pericolosa quando entra nei polmoni, infastidendoli costantemente, riducendo così la loro funzione. Nel corpo umano, l'ossido di silicio sotto forma di particelle cristalline non si dissolve durante periodi di tempo clinicamente significativi. Questo effetto può creare un rischio di malattia professionale per le persone che lavorano con attrezzature di sabbiatura o prodotti che contengono polvere di silice cristallina. I bambini, gli asmatici di qualsiasi età, le allergie e le persone anziane possono ammalarsi molto più velocemente.
