Chemické vlastnosti kovového kremíka (kremíkový kov):
Prehľad reaktivity:
Relatívne nereaktívne pri teplote miestnosti v dôsledku vrstvy tenkého povrchového oxidu (SiO₂).
Reaguje rázne pri zvýšených teplotách alebo pri špecifických podmienkach.
Reakcie s kyslíkom:
High-Temperature Oxidation (>900 stupňov):
SI+O2 → SiO2SI+O2 → SIO2
Tvorí oxid kremíka (oxid kremičitý), ochranná vrstva, ktorá spomaľuje ďalšiu oxidáciu.
Spaľovanie v čistom kyslíku:Produkuje intenzívne teplo a svetlo.
Reakcie s halogénmi:
Chlór (cl₂):
Si +2 Cl2 → siCl4si +2 Cl2 → siCl4
Kremíkový tetrachlorid (prchavá kvapalina) sa tvorí pri ~ 300 stupňoch.
Fluór (F₂):Reaguje výbušne pri teplote miestnosti:
Si +2 f2 → sif4si +2 f2 → sif4
Odolnosť kyseliny:
Inert do väčšiny kyselín:Nereaguje s HCl, H₂so₄ alebo Hno₃ pri teplote miestnosti.
Kyselina hydrofluorová (HF):
Si +6 Hf → H2sif 6+2 H2 ↑ Si +6 Hf → H2 Sif6 +2 H2 ↑
Rozpúšťa kremík a tvorí kyselinu hexafluórozilovú a plynný vodík.
Alkalické reakcie:
Silné základne (napr. NaOH):
Si +2 NaOH+H2O → Na2Sio 3+2 H2 ↑ Si +2 NaOH+H2 O → Na2 Sio3 +2 H2 ↑
Produkuje kremičitan sodný (vodné sklo) a plynný vodík.
Reakcie s kovmi:
Formácia zliatiny:Reaguje s roztavenými kovmi (napr. Hliník, železo) za vzniku silicidov (napr. FESI, ALSI).
Redukčné činidlo:Používa sa na zníženie oxidov kovov v metalurgii (napr. Produkcia horčíka).
Vysokoteplotné reakcie:
S uhlíkom:
Si+C→>1700°CSiCSi+C>1700 stupňov SIC
Tvorí karbid kremíka (keramika s extrémnou tvrdosťou).
S dusík:
3Si+2N2→>1300°CSi3N43Si+2N2>1300 stupňov Si3 n4
Formy nitridu kremíka (používaný vo vysoko pevnej keramike).
Tvorba hydridu:
Reaguje s vodíkom pri vysokých teplotách za vzniku silánov (napr. Sih₄, monosilane):
Si +2 H2 → Sih4si +2 H2 → Sih4
Silany sú pyroforické (vo vzduchu spontánne zapaľujú).
Elektrochemické správanie:
Pôsobí ako polovodič v elektrochemických systémoch.
Anodizácia tvorí porézny kremík (používa sa v senzoroch a optoelektronika).
Reaktivita závislá od čistoty:
Kremík metalurgického stupňa (~ 98% čistota):Obsahuje nečistoty (Fe, AL, CA), ktoré katalyzujú reakcie.
Electronic-Grade Silicon (>99,99% čistota):Vyššia chemická stabilita v dôsledku minimálnych nečistôt.
Kľúčové aplikácie spojené s chemickými vlastnosťami:
Priemysel polovodičov:Regulačná reaktivita ultra-pušiek kremíka umožňuje doping (napr. Bórom alebo fosforom).
Výroba silikónu:Reaguje s metylchloridom za vzniku chlórozilánov, prekurzory silikónov.
Solárne články:Pasivácia povrchu (vrstva SIO₂) zvyšuje účinnosť.
Zliatiny:Zvyšuje odolnosť pevnosti a korózie v hliníku a oceli.
