Silicider

Silicider  är föreningar av kisel med mindre elektronegativa element (vanligtvis metaller ). Silicider är kända för alkali ( Li , Na , K , Rb , Cs ) och alkaliska jordartsmetaller ( Be , Mg , Ca , Sr , Ba ), de flesta av d-metallerna och f-metallerna. Ag , Au , Zn , Cd , Hg och alla p-element bildar inte silicider .

Strukturen av silicider

Strukturen av silicider beror på typen av kemisk bindning mellan kisel- och metallatomer. Silicider av alkali- och jordalkalimetaller har en jonkovalent bindning M-Si, övergångsmetallsilicider har en metallliknande bindning. I den senare beror interaktionen mellan grundämnenas atomer också på den metalliska bindningen mellan metallatomerna och den kovalenta bindningen mellan kiselatomerna. Ju lägre donatorförmåga metallen har, desto högre andel av den kovalenta komponenten i M-Si-bindningen.

Silicider av enkel sammansättning har den tätaste kubiska packningen eller ett kubiskt kroppscentrerat gitter. Med en ökning av kiselhalten i silicider uppstår kristallina strukturer med Si-Si-bindningar (par, kedjor, lager, ramverk, tredimensionella strukturer). De flesta av dessa silicider har sammansättningar från M3Si till MSi2 : MSi2 , M5Si3 , M3Si , M2Si3 , M2Si . Ett antal grundämnen bildar silicider av olika sammansättning. Den lägsta kiselhalten observeras i Cu 8 Si, den maximala i alkalimetallsilicider, till exempel i CsSi 8 .

Alkalimetaller, med undantag för litium, kan bilda MSi-silicider, i vilka kiselatomer bildar Si 4 -tetraedrar . Sådana silicider omvandlas till MSi 6 och M 8 när de värms upp . Litium bildar komplexa silicider av kompositionen Li 22 Si 5 , i vilka Li-Li-bindningar av kovalent natur är närvarande.

Fysikaliska och kemiska egenskaper hos silicider

Metallliknande silicider är elektriskt ledande, och vissa högre silicider är halvledare. Ett antal silicider, till exempel V3Si , har supraledning vid låga temperaturer. Silicider av s- och d-element har svaga paramagnetiska eller diamagnetiska egenskaper. V 3 Si, Cr 3 Si, Mo 3 Si är antiferromagneter, silicider av sällsynta jordartsmetaller är ferro- eller antiferromagneter.

Alkalimetallsilicider reagerar våldsamt, med en explosion, med vatten med frigöring av silaner och oxideras lätt av atmosfäriskt syre. Magnesiumsilicid Mg 2 Si reagerar inte med vatten och alkalilösningar, men interagerar med sura lösningar. Silicider av alkaliska jordartsmetaller bryts också ned av vatten, lösningar av syror och alkalier. Beryllium silicid Be 2 Si har inte studerats fullständigt (på grund av dess extrema instabilitet ). Lantanider bildar silicider av olika sammansättning, är resistenta mot inverkan av syre upp till en temperatur på ~500°C och är relativt motståndskraftiga mot inverkan av vatten - de oxideras endast under lång kokning med frisättning av silaner och väte. Liknande föreningar av aktinider oxideras lättare i luft, men är mer motståndskraftiga mot inverkan av vatten och syror.

Övergångsmetallsilicider är eldfasta och resistenta mot oxidation på grund av bildandet av oxidfilmer (metall eller kisel).

Skaffa och tillämpa

Silicider erhålls genom direkt syntes genom sintring av metall med kisel eller genom reaktion av kisel med en metallsmälta.

Interaktion mellan kisel och metallhydrider

Interaktionen av överskott av metall på kisel(IV)oxid

Inom teknisk fysik och automation används vanadinsilicid V 3 Si som supraledare , rheniumsilicid ReSi som halvledare . Många silicider ingår i värmebeständiga material, såsom molybdendisilicid MoSi 2 . Ferrokisel är av stor praktisk betydelse .

Vissa silicider av sällsynta jordartsmetaller används som neutronabsorbenter vid hög temperatur inom kärnkraftsindustrin.

Litteratur

• Chemical Encyclopedia / Red.: Knunyants I.L. och andra - M . : Soviet Encyclopedia, 1995. - T. 4. - 639 sid. — ISBN 5-82270-092-4 .

Ordböcker och uppslagsverk	Stor ryss