Карбиды и силициды

Общая характеристика

Карбиды и силициды представляют собой соединения углерода и кремния с металлами соответственно.

Представителями силанов являются: моносилан ${SiH_4}$, дисилан ${Si_2H_6}$, трисилан ${Si_3H_8}$, тетрасилан ${Si_4H_{10}}$ и т.д. При этом гомологическому ряду силанов соответствует формула ${C_nH_{2n+2}}$. Они бесцветны, весьма реакционноспособны, что объясняется меньшим сродством кремния к водороду, в отличие от углерода к водороду, и большим сродством кремния к кислороду.

Существует также такое соединение, как карборунд ${SiC}$. Его можно назвать либо карбидом кремния, либо силицидом углерода. Он имеет алмазоподобну структуру, чем объясняется его химическая стойкость и высокая температура плавления.

Получают карбиды и силициды следующими способами:

1. Нагревание оксидов активных металлов с углеродом или кремнием:

   • ${CaO + 3C = CaC_2 + CO}$;

   • ${2Al_2O_3 + 9C = Al_4C_3 + 6CO}$;

   • ${2MgO + 3Si = Mg_2Si + 2SiO}$.

2. Взаимодействие углерода или кремния с активным металлом:

   • ${Ca + 2C = CaC_2}$;

   • ${2Mg + Si = Mg_2Si}$.

3. Взаимодействие кремния с гидридом металла:

   • ${2CaH_2 + Si = Ca_2Si + 2H_2}$,

Химические свойства

Теперь рассмотрим химические свойства карбидов и силицидов:

Реакция с водой.

${CaC_2 + 2H_2O = Ca(OH)_2 + C_2H_2}$

${Al_4C_3 + 12H_2O = 4Al(OH)_3 + 3CH_4}$

${SiH_4 + 2H_2O = SiO_2 + 4H_2}$

Реакция с кислотами.

${Ag_2C_2 + 2HCl = 2AgCl \downarrow + C_2H_2}$

${Ca_2Si + 4HCl = 2CaCL_2 + SiH_4 \uparrow}$

Реакция с кислородом.

${SiH_4 + 2O_2 = SiO_2 + 2H_2O}$

Реакция с щелочами.

${SiH_4 + 2KOH + H_2O = K_2SiO_3 + 4H_2}$