Hemijska svojstva metalnog silikona (silikonski metal):
Pregled reaktivnosti:
Relativno nereaktivni na sobnoj temperaturi zbog tankog površinskog oksidnog sloja (sio₂).
Snažno reagira na povišene temperature ili pod određenim uvjetima.
Reakcije sa kisikom:
High-Temperature Oxidation (>900 stepeni):
SI + O2 → SIO2SI + O2 → SIO2
Formira silikonski dioksid (silika), zaštitni sloj koji usporava daljnju oksidaciju.
Izgaranje u čistom kisiku:Stvara intenzivnu toplinu i svjetlost.
Reakcije s halogenima:
Hlor (Cl₂):
Si +2 CL2 → Sicl4si +2 CL2 → Sicl4
Silikonski tetraklorid (isparljivi tekući) obrasci na ~ 300 stepeni.
Fluor (F₂):Eksplozivno reagira na sobnoj temperaturi:
Si +2 F2 → Sif4si +2 F2 → Sif4
Otpornost na kiselinu:
Inert do većine kiselina:Ne reagira sa HCl, H₂so₄ ili hno₃ na sobnoj temperaturi.
Hidrofluorska kiselina (HF):
Si +6 HF → H2SIF 6+2 H2 ↑ si +6 HF → H2 Sif6 +2 H2 ↑
Rastvara silicijum, formirajući heksafluorozilično kiselinu i vodonik.
ALKALI Reakcije:
Snažne baze (npr. Naoh):
Si +2 Naoh + H2O → Na2sio 3+2 H2 ↑ si +2 Naoh + H2 O → Na2 SiO3 +2 H2 ↑
Proizvodi natrijum-silikat (vodeno staklo) i vodonik.
Reakcije sa metalima:
Formiranje legure:Reagira s rastalnim metalima (npr. Aluminij, željezo) za formiranje silicida (npr. Fesi, Alsi).
Smanjenje agenta:Koristi se za smanjenje metalnih oksida u metalurgiji (npr. Proizvodnja magnezijuma).
Reakcije visoke temperature:
Sa ugljikom:
Si+C→>1700°CSiCSi+C>SiC 1700 stepeni
Formira silikonski karbid (keramika sa ekstremnom tvrdoćom).
Sa azotom:
3Si+2N2→>1300°CSi3N43Si+2N2>1300 stepeni si3 n4
Formira silikonski nitrid (koristi se u keramici velike čvrstoće).
Formiranje hidride:
Reagira s vodikom na visokim temperaturama za formiranje silana (npr. Sih₄, monosilane):
Si +2 H2 → Sih4si +2 H2 → Sih4
Silani su piroforni (pali spontano u zraku).
Elektrohemijsko ponašanje:
Djeluje kao poluvodič u elektrohemijskim sistemima.
Anodizacija oblika porozni silikon (koristi se u senzorima i optoelektronikama).
Reaktivnost ovisna o čistoći:
Silicijum metalurško-klase (~ 98% čistoće):Sadrži nečistoće (fe, al, ca) koje kataliziraju reakcije.
Electronic-Grade Silicon (>99,99% čistoće):Veća hemijska stabilnost zbog minimalnih nečistoća.
Ključne aplikacije povezane sa hemijskim svojstvima:
Poluprovodnička industrija:Ultra-čista silikonska kontrolirana reaktivnost omogućava doping (npr., S boronom ili fosforom).
Silikonska proizvodnja:Reagira sa metil hloridom da formira klorisilan, prekursore za silikone.
Solarne ćelije:Pasivacija površine (SIO₂ sloj) poboljšava efikasnost.
Legure:Poboljšava otpor snage i korozije u aluminijumu i čeliku.
