Chemische eigenschappen van metallic silicium (siliciummetaal):
Reactiviteitsoverzicht:
Relatief niet -reactief bij kamertemperatuur als gevolg van een dunne oppervlakte -oxidelaag (SIO₂).
Reageert krachtig bij verhoogde temperaturen of onder specifieke omstandigheden.
Reacties met zuurstof:
High-Temperature Oxidation (>900 graden):
SI+O2 → SiO2SI+O2 → SiO2
Vormt siliciumdioxide (silica), een beschermende laag die verdere oxidatie vertraagt.
Verbranding in pure zuurstof:Produceert intense warmte en licht.
Reacties met halogenen:
Chloor (Cl₂):
Si +2 Cl2 → SICL4Si +2 Cl2 → SICL4
Siliciumtetrachloride (een vluchtige vloeistof) vormt zich bij ~ 300 graden.
Fluor (f₂):Reageert explosief bij kamertemperatuur:
Si +2 f2 → sif4si +2 f2 → sif4
Zure weerstand:
Inert voor de meeste zuren:Reageert niet met HCl, H₂so₄ of Hno₃ bij kamertemperatuur.
Hydrofluorinezuur (HF):
Si +6 HF → H2SIF 6+2 H2 ↑ Si +6 Hf → H2 SIF6 +2 H2 ↑
Lost silicium op en vormt hexafluorosilicinezuur en waterstofgas.
Alkali -reacties:
Sterke bases (bijv. NaOH):
Si +2 NaOH+H2O → Na2Sio 3+2 H2 ↑ Si +2 NaOH+H2 O → Na2 SiO3 +2 H2 ↑
Produceert natriumsilicaat (waterglas) en waterstofgas.
Reacties met metalen:
Legeringsvorming:Reageert met gesmolten metalen (bijv. Aluminium, ijzer) om siliciden te vormen (bijv. FESI, ALSI).
Reducerende agent:Gebruikt om metaaloxiden in metallurgie te verminderen (bijv. Magnesiumproductie).
Reacties op hoge temperatuur:
Met koolstof:
Si+C→>1700°CSiCSi+C>1700 graden sic
Vormt siliciumcarbide (een keramiek met extreme hardheid).
Met stikstof:
3Si+2N2→>1300°CSi3N43Si+2N2>1300 graden SI3 N4
Vormt siliciumnitride (gebruikt in keramiek met hoge sterkte).
Hydridevorming:
Reageert met waterstof bij hoge temperaturen om silanen te vormen (bijv. Sih₄, monosilaan):
Si +2 H2 → SIH4Si +2 H2 → SIH4
Silanen zijn pyroforisch (spontaan ontbranden in lucht).
Elektrochemisch gedrag:
Werkt als een halfgeleider in elektrochemische systemen.
Anodisatie vormt poreus silicium (gebruikt in sensoren en opto -elektronica).
Zuiverheidsafhankelijke reactiviteit:
Silicium van metallurgische kwaliteit (~ 98% zuiverheid):Bevat onzuiverheden (Fe, AL, CA) die reacties katalyseren.
Electronic-Grade Silicon (>99,99% zuiverheid):Hogere chemische stabiliteit als gevolg van minimale onzuiverheden.
Belangrijkste toepassingen gekoppeld aan chemische eigenschappen:
Halfgeleiderindustrie:De gecontroleerde reactiviteit van ultrazuivere silicium maakt doping mogelijk (bijv. Met boor of fosfor).
Siliconenproductie:Reageert met methylchloride om chlorosilanen te vormen, voorlopers voor siliconen.
Zonnecellen:Oppervlakte -passivering (SIO₂ -laag) verbetert de efficiëntie.
Legeringen:Verbetert de sterkte en corrosieweerstand in aluminium en staal.
