Chemické vlastnosti kovového křemíku (křemíkový kov):
Přehled reaktivity:
Relativně nereaktivní při teplotě místnosti v důsledku tenké vrstvy oxidu povrchu (SIO₂).
Intenzivně reaguje při zvýšených teplotách nebo za specifických podmínek.
Reakce s kyslíkem:
High-Temperature Oxidation (>900 stupňů):
SI+O2 → SIO2SI+O2 → SIO2
Vytváří oxid křemičitý (oxid křemičitý), ochranná vrstva, která zpomaluje další oxidaci.
Spalování v čistém kyslíku:Produkuje intenzivní teplo a světlo.
Reakce s halogeny:
Chlor (Cl₂):
Si +2 cl2 → sicl4si +2 cl2 → sicl4
Křemíkový tetrachlorid (těkavá kapalina) se tvoří při ~ 300 stupňů.
Fluor (F₂):Explozivně reaguje při teplotě místnosti:
Si +2 f2 → sif4si +2 f2 → sif4
Odolnost kyseliny:
Inertní k většině kyselin:Nereaguje s HC1, H₂so₄ nebo HNO₃ při teplotě místnosti.
Kyselina fluorová (HF):
Si +6 hf → h2sif 6+2 h2 ↑ si +6 hf → h2 sif6 +2 h2 ↑
Rozpustí křemík a vytváří kyselinu hexafluorosilickou a vodíkový plyn.
Alkalické reakce:
Silné základny (např. NaOH):
Si +2 NaOH+H2O → NA2SIO 3+2 H2 ↑ Si +2 NaOH+H2 O → NA2 sio3 +2 H2 ↑
Produkuje křemičitan sodný (vodní sklo) a vodíkový plyn.
Reakce s kovy:
Formace slitiny:Reaguje s roztavenými kovy (např. Hliník, železo) za vzniku silicidů (např. Fesi, alsi).
Redukční agent:Používá se ke snížení oxidů kovů v metalurgii (např. Produkce hořčíku).
Reakce s vysokou teplotou:
S uhlíkem:
Si+C→>1700°CSiCSi+C>1700 stupňů sic
Vytváří karbid křemíku (keramika s extrémní tvrdostí).
S dusíkem:
3Si+2N2→>1300°CSi3N43Si+2N2>1300 stupňů SI3 N4
Tvoří nitrid křemíku (používaný ve vysoce pevné keramice).
Tvorba hydridu:
Reaguje s vodíkem při vysokých teplotách za vzniku silanů (např. SIH₄, monosilan):
Si +2 H2 → SiH4si +2 H2 → SIH4
Silany jsou pyroforické (spontánně zapálení ve vzduchu).
Elektrochemické chování:
Působí jako polovodič v elektrochemických systémech.
Anodizace tvoří porézní křemík (používaný v senzorů a optoelektronice).
Reaktivita závislá na čistotě:
Metalurgický křemík (~ 98% čistoty):Obsahuje nečistoty (Fe, AL, CA), které katalyzují reakce.
Electronic-Grade Silicon (>99,99% čistoty):Vyšší chemická stabilita v důsledku minimálních nečistot.
Klíčové aplikace spojené s chemickými vlastnostmi:
Polovodičový průmysl:Ultraparetní regulovaná reaktivita Silicon umožňuje doping (např. S borem nebo fosforem).
Výroba silikonu:Reaguje s methylchloridem za vzniku chlorosilanů, prekurzory pro silikony.
Solární články:Povrchová pasivace (SIO₂ vrstva) zlepšuje účinnost.
Slitiny:Zvyšuje odolnost vůči síle a korozi v hliníku a oceli.
