Křemík

Křemík

• ox. čísla: -IV, IV

• kovalentní krystaly struktura podobná diamantu

• 2. nejrozšířenější prvek v zemské kůře

  • Křemičitany

• Výroba – redukcí uhlíkem

  • SiO2 + 2C Si + 2CO

• Využití:

  • Polovodiče (je potřeba monokrystalický křemík)

Sloučeniny:

Silany

• SixHy

• obsahují vazby Si-H a jiné vazby Si-X

• atomy křemíku jsou v nich tetraedrické a vodíky jsou koncové

• všechny vazby Si–H a Si–Si jsou jednoduché

• např. silan (SiH4)

  • samozápalný plyn

silicidy – sloučeniny křemíku s elektropozitivnějšími prvky

silikony/siloxany

• Struktura je polymerní Si-O-Si-O…

• Více v MO č. 24

SiO2 (křemen)

• Krystaly s polymerní strukturou --> pevný

• odrůdy – ametyst, křišťál, citrín, růženín, záhněda

• modifikace – nižší/alfa křemen – je stabilní do teploty 573 °C (poté přechází v beta křemen), vyšší/beta křemen

• výroba skla – sklářský kmen obsahuje 50 % SiO2

• Silikagel – univerzální sušidlo, snadná regenerace (zahřátím se uvolní voda), impregnuje se CoCl2 jako indikátorem (suchý = modrý, vlhký = růžový)

Křemičitany

• Na2SiO3 – vodní sklo

  • Zpevňování materiálů/malty

Hlinitokřemičitany – horninotvorné minerály (živce)

Výroba skla:

Výroba začíná přípravou takzvaného sklářského kmene, což je nejčastěji směs sklářských písků, které obsahují 60–80 % oxidu křemičitého SiO2, vápence, sody a potaše, které snižují teplotu tavení a dodávají směsi potřebné oxidy, což je oxid vápenatý, sodný a draselný, a dalších přísad včetně skleněných střepů, což je drcené odpadní sklo.

Umletá a promíchaná skelná směs = kmen, se roztaví ve sklářských pecích:

Tavení sklářského kmene má tři fáze:

• roztavení – sklářský kmen se dokonale roztaví ve sklářské peci

  • Roztavené sklo je tuhé, nestejnorodé, neprůhledné a s bublinkami, které se musí odstranit zvýšením teploty a přidáním různých čeřidel (nejčastěji síran sodný nebo oxidy arzenu a antimonu.)

• čeření – hmota se dál mísí, bublinky unikají a sklo se tak stává průhlednější a řidší

  • Vyčeřené sklo je velmi řídké.

• sejití – ochlazení skla

  • Po dokonalém čeření a sejití se sklo teprve zpracovává, a to buď ručně, nebo strojově.

= vznik HUTNÍHO SKLA, které se dále zpracovává a tvaruje škálou různých technik

Druhy skla:

• Sodné či sodnovápenaté: běžné sklo, výroba sklenic, lahví, tavní sklářského písku se sodou a vápencem

• Křemenné sklo: výroba halogenových žárovek, zářivek a fluorescenčních mikroskopů, výroba tavením křišťálu

• Draselnovápenaté (křišťálové) sklo: výroba chemického a stolního skla, tavení skl. Písku s potaší a vápencem

• Sodnodraselnovápenaté sklo: výroba levného stolního skla, potaš + vápenec + soda

• Olovnaté sklo: využit v optice (vysoký index lomu)

• Draselné sklo: výroba zkumavek a pro optické přístroje