A fém szilícium (szilíciumfém) kémiai tulajdonságai:
Reaktivitás áttekintése:
Viszonylag reaktív szobahőmérsékleten egy vékony felszíni oxidréteg (SIO₂) miatt.
Erősen reagál emelkedett hőmérsékleten vagy meghatározott körülmények között.
Reakciók oxigénnel:
High-Temperature Oxidation (>900 fok):
Si+O2 → SiO2Si+O2 → SiO2
Szilícium -dioxidot (szilícium -dioxidot) képez, egy védőréteget, amely lelassítja a további oxidációt.
Égés tiszta oxigénben:Intenzív hőt és fényt termel.
Reakciók halogénekkel:
Klór (cl₂):
Si +2 Cl2 → SICL4SI +2 Cl2 → SICL4
Szilícium -tetraklorid (illékony folyadék) ~ 300 fokos.
Fluor (f₂):Robbanásszerűen reagál szobahőmérsékleten:
Si +2 f2 → sif4si +2 f2 → sif4
Savállóság:
Inert a legtöbb savhoz:Nem reagál a HCl, a H₂SO₄ vagy a HNO₃ -val szobahőmérsékleten.
Hidrofluorinsav (HF):
Si +6 HF → H2SIF 6+2 H2 ↑ Si +6 HF → H2 SIF6 +2 H2 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
Feloldja a szilíciumot, hexafluoroszilsavat és hidrogéngázt képezve.
Lúgos reakciók:
Erős bázisok (pl. NaOH):
Si +2 NaOH+H2O → Na2SIO 3+2 H2 ↑ Si +2 naOH+H2 O → Na2 Sio3 +2 H2 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
Nátrium -szilikát (vízüveg) és hidrogéngázt termel.
Reakciók fémekkel:
Ötvözet -formáció:Reagál az olvadt fémekkel (pl. Alumínium, vas), hogy szilikidokat képezzen (pl. FESI, ALSI).
Redukáló szer:A fém -oxidok csökkentésére használják a kohászatban (pl. Magnéziumtermelés).
Magas hőmérsékletű reakciók:
Szénvel:
Si+C→>1700°CSiCSi+C>1700 fokos SIC
Szilícium -karbidot képez (egy kerámia szélsőséges keménységgel).
Nitrogénnel:
3Si+2N2→>1300°CSi3N43Si+2N2>1300 fok Si3 N4
A szilícium-nitrid (nagy szilárdságú kerámiákban használható) képződik.
Hidridképződés:
Magas hőmérsékleten reagál a hidrogénnel, hogy szilánokat képezzen (pl. Sih₄, monoszilán):
Si +2 H2 → SIH4SI +2 H2 → SIH4
A szilánok pirofor (spontán módon meggyulladnak a levegőben).
Elektrokémiai viselkedés:
Félvezetőként működik az elektrokémiai rendszerekben.
Az eloxizálás porózus szilíciumot képez (érzékelőkben és optoelektronikában).
Tisztaságfüggő reakcióképesség:
Kohászati fokú szilícium (~ 98% tisztaság):Olyan szennyeződéseket (Fe, Al, CA) tartalmaz, amelyek katalizálják a reakciókat.
Electronic-Grade Silicon (>99,99% tisztaság):Magasabb kémiai stabilitás a minimális szennyeződések miatt.
A kémiai tulajdonságokhoz kapcsolódó kulcsfontosságú alkalmazások:
Félvezető ipar:Az ultra-tiszta szilícium által szabályozott reakcióképesség lehetővé teszi a doppingot (pl. Boronnal vagy foszforral).
Szilikontermelés:A metil -kloriddal reagál klór -szilán képződése, a szilikonok prekurzorai.
Napelemek:A felületi passziváció (SIO₂ réteg) javítja a hatékonyságot.
Ötvözetek:Fokozza az erőt és a korrózióállóságot az alumíniumban és az acélban.
