CẤU TẠO, TÍNH CHẤT HÓA HỌC, ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA SILIC

I. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí

1. Trạng thái tự nhiên

 - Theo khối lượng, silic chiếm 29,5% vỏ Trái Đất, là nguyên tố phổ biến thứ hai sau oxi. Silic đơn chất không tìm thấy trong tự nhiên. Nó  tồn tại ở dạng hợp chất thường xuất hiện trong các ôxít và silicat. 

2. Tính chất vật lí

    Silic có 2 dạng thù hình là silic vô định hình và silic tinh thể.

 - Silic vô định hình: là chất bột màu nâu, không tan trong nước nhưng tan trong kim loại nóng chảy.

silic vô định hình

 - Silic tinh thể: có màu xám, có ánh kim, có cấu trúc giống kim cương nên có tính bán dẫn.

silic tinh thể

II. Tính chất hóa học

* Nhận xét: 

 - Silic vô định hình có khả năng phản ứng cao hơn silic tinh thể do bề mặt tiếp xúc lớn hơn.

 - Các mức oxi hóa có thể có của Si: -4; 0; +2; +4 (trong đó, số oxi hóa +2 ít đặc trưng)

 → Si có cả tính khử và tính oxi hoá.

1. Tính khử

a. Tác dụng với phi kim:                      

Si + 2F₂ → SiF₄ (phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường)

Si + 2O₂ → SiO₂ (400 - 600⁰C)

b. Tác dụng với hợp chất:

  - Si tan dễ dàng trong dung dịch kiềm → H₂            

Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H_2­

  - Si tác dụng với axit                                                 

4HNO₃ + 18HF + 3Si → 3H₂SiF₆ + 4NO + 8H₂O

2. Tính oxi hóa

 - Si tác dụng được với nhiều kim loại ở nhiệt độ cao → silixua kim loại.      

2Mg + Si → Mg₂Si

III. Điều chế và ứng dụng

1. Điều chế

SiO₂ + C _{Than cốc} → 2CO + Si (1800⁰C)

SiO₂ + 2Mg → 2MgO + Si (có thể thay Mg bằng Al)

SiCl₄ + 2Zn → Si + 2ZnCl₂

SiH₄ → Si + 2H₂ (t⁰)

2. Ứng dụng

 - Silic được dùng làm chất bán dẫn trong kỹ thuật vô tuyến điện, chế tạo pin mặt trời: biến năng lượng ánh sáng thành điện năng cung cấp cho tàu vũ trụ.