Krzem jako przedstawiciel węglowców

Krzem to jeden z najpowszechniej występujących pierwiastków na Ziemi, a jednocześnie wciąż pozostaje dla wielu tajemniczy. Choć należy do tej samej grupy pierwiastków co dobrze znany węgiel, jego właściwości i znaczenie w przyrodzie oraz technologii są zupełnie wyjątkowe. Zrozumienie roli krzemu pozwala dostrzec, jak ściśle powiązana jest chemia z otaczającym nas światem – zarówno naturalnym, jak i tym stworzonym przez człowieka. Poznając krzem jako przedstawiciela węglowców, otwieramy drzwi do fascynującego świata materiałów, struktur i zjawisk, które kształtują naszą rzeczywistość.

Wygląd i stan skupienia krzemu

Polecenie 1

Na podstawie fotografii przedstawiającej krzem, określ jego stan skupienia i barwę.

Na podstawie opisu fotografii przedstawiającej krzem, określ jego stan skupienia i barwę.

R1anH09kIbJD3

Zdjęcie przedstawia czarną, błyszczącą bryłkę krzemu. — Krzem
Źródło: Enricoros, dostępny w internecie: www.wikipedia.org, domena publiczna.

Rfe2M7XpvhvZr

Położenie w układzie okresowym

Polecenie 2

Na podstawie układu okresowego określ symbol chemiczny krzemu, podaj jego średnią masę atomową oraz liczbę atomową. Oblicz także liczbę elektronów walencyjnych, odczytaj elektroujemność i zapisz podpowłokową skróconą (zaw. rdzeń gazu szlachetnego) konfigurację elektronową atomu krzemu w stanie podstawowym.

RkY14pIX6eVFV

Ilustracja — Układ okresowy pierwiastków
Źródło: GroMar Sp. z o.o., na podstawie Peter Atkins, Loretta Jones, *Chemia ogólna Cząsteczki materia reakcje*, 2016, Wydawnictwo PWN, licencja: CC BY-SA 3.0.

R18rUUyK51N9r

ReOoctREcCXOl

Ćwiczenie 1

Kryształ krzemu

W warunkach normalnych omawiany pierwiastek krystalizuje w odmianie krystalograficznej, charakterystycznej dla diamentu, czyli w układzie krystalograficznym regularnym.

Ra0IaH7VcLRel

Ilustracja przedstawia komórkę elementarna kryształu krzemu. Komórka ma kształt sześcianu, a w jego narożach znajduje się po jednym atomie krzemu, przedstawionym w postaci szarych kulek. Każdy atom krzemu łączy się z czterema innymi atomami, wyznaczając przestrzeń analogiczną do kształtu reprezentowanego przez czworościan. — Komórka kryształu krzemu (szare kulki symbolizują atomy krzemu).
Źródło: Ben Mills, dostępny w internecie: www.wikipedia.org, domena publiczna.

Kryształy krzemu są twarde (twardość w skali Mohsa $6,5$ ), ale jednocześnie kruche. Charakteryzują się gęstością, wynoszącą $2,328 \frac{g}{{cm}^{3}}$ , oraz temperaturą topnienia o wartości $1683 K$ . Krzem występuje również w innych odmianach. Są one jednak trwałe tylko w warunkach wysokiego ciśnienia.

Izotopy krzemu

Występuje naturalnie w postaci trzech izotopów: izotopu krzemu o liczbie masowej $28$ , którego zawartość procentowa wynosi $92,23 %$ , izotopu krzemu o liczbie masowej $29$ oraz procentowej zawartości w przyrodzie równej $4,67 %$ , a także izotopu krzemu, który posiada liczbę masową równą $30$ , a zawartość procentową $3,10 %$ .

R1blSutyK9lzl

Izotopy krzemu

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Właściwości półprzewodnikowe

Krzem wykazuje właściwości półprzewodnikowe. Przewodnictwo elektryczne krzemu rośnie, gdy wzrasta temperatura lub przez wprowadzenie domieszek. Dzięki właściwościom półprzewodnikowym, wykorzystuje się go przy konstruowaniu tranzystorów.

Można przyjąć, że całkowicie czysty krzem zupełnie nie przewodzi prądu elektrycznego (przewodnictwo krzemu jest mniej więcej $10000$ razy gorsze niż szkła), ale wystarczają już nadzwyczaj małe domieszki innych materiałów, które praktycznie zawsze w nim występują, aby przewodnictwo zwiększyło się zauważalnie.

RNoygo4v6CVMM

Zdjęcie przedstawia trzy tranzystory, czyli trójelektrodowe półprzewodnikowe elementy elektroniczne, mająca zdolność wzmacniania sygnału elektrycznego. Po lewej stronie znajduje się najmniejszy z nich, z małego sześciennego elementu wystają trzy elektrody. Drugi, większy zbudowany jest podobnie, natomiast trzeci ma okrągły kształt. — Tranzystor to półprzewodnikowy element elektroniczny, który ma zdolność wzmacniania sygnału elektrycznego.
Źródło: Mumin 123, dostępny w internecie: www.wikipedia.org, domena publiczna.

Ciekawostka

Dolina krzemowa (ang. Silicon Valley)

To nazwa nadana północnej części Doliny Santa Clara. Od lat $50 .$ $XX$ wieku region ten stanowi centrum amerykańskiego sektora zaawansowanych technologii.

Aktywność chemiczna

Krzem w warunkach normalnych jest mało aktywny chemicznie, ponieważ pokryty jest cienką warstewką tlenku krzemu( $IV$ ).
Krzem spala się w powietrzu po silnym ogrzaniu:

$Si + O_{2} \overset{700 K}{\to} {SiO}_{2}$

Z fluorem reaguje już w warunkach normalnych, czego efektem jest widoczny płomień; z innymi fluorowcami krzem reaguje dopiero po ogrzaniu:

$Si + 2 {Cl}_{2} \overset{600 K}{\to} {SiCl}_{4}$

Metale ogrzewane z krzemem tworzą krzemki, np. ${Mg}_{2} Si$ , ${Ca}_{2} Si$ , $CaSi$ , ${CaSi}_{2}$ :

$2 Mg + Si \overset{ogrzewanie}{\to} {Mg}_{2} Si$

Krzem jest odporny na działanie kwasów, reaguje jedynie z mieszaniną kwasu azotowego( $V$ ) i fluorowodorowego:

$3 Si + 18 HF + 4 {HNO}_{3} \to 3 H_{2} {SiF}_{6} + 4 NO ↑ + 8 H_{2} O$

Otrzymany kwas heksafluorokrzemowy $H_{2} {SiF}_{6}$ po ogrzaniu rozkłada się na fluorowodór i tetrafluorek krzemu:

$H_{2} {SiF}_{6} \overset{ogrzewanie}{\to} {SiF}_{4} ↑ + 2 HF$

Polecenie 3

R1YPG6LGyFsaW

Krzem reaguje z wodorotlenkiem sodu.

$Si + 2 NaOH + H_{2} O \to {Na}_{2} {SiO}_{3} + 2 H_{2} ↑$

W wynikiu działania tlenkiem węgla( $IV$ ) na roztwór ${Na}_{2} {SiO}_{3}$ powstaje kwas metakrzemowy.

${Na}_{2} {SiO}_{3} + {CO}_{2} + H_{2} O \to H_{2} {SiO}_{3} + {Na}_{2} {CO}_{3}$

Krzemiany

Krzemiany są rozpowszechnione w przyrodzie w postaci różnorodnych minerałów.

Krzemiany są to krystaliczne lub amorficzne sole kwasów krzemowych. Główny motyw strukturalny krzemianów to czworościan (tetraedr), w którym położony centralnie kation krzemu ${Si}^{4 +}$ jest otoczony przez cztery aniony tlenkowe $O^{2 -}$ . Oznacza to, że kation krzemu zajmuje pozycję centralną, podczas gdy aniony tlenkowe znajdują się w narożach czworościanu.

Różnica elektroujemności pomiędzy atomem tlenu i krzemu wynosi 1,7, stąd wiązanie pomiędzy atomami tych pierwiastków w krzemianach ma charakter przejściowy pomiędzy wiązaniem jonowym a kowalencyjnym. Udział wiązania jonowego wynosi w przybliżeniu 50%, dlatego grupa [SiOIndeks dolny 4]Indeks górny 4- może być rozpatrywana jako złożenie jonu ${Si}^{4 +}$ oraz czterech anionów $O^{2 -}$ .

R115meLyCF89j

Ilustracja przedstawia model zbudowany z pięciu kulek połączonych ze sobą wiązaniami. Jedna kulka - szara jest umieszczona centralnie, pozostałe - czerwone na wierzchołkach figury geometrycznej. Model ma kształt czworościanu foremnego. — Budowa [SiO₄]^4-. Czerwone kulki – aniony tlenkowe O^2-; szara kulka – kation krzemu Si⁴⁺.
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

W krzemianach aniony [SiOIndeks dolny 4]Indeks górny 4- są zobojętnianie odpowiednią liczbą kationów metalicznych, które rozmieszczone są pomiędzy anionami w sposób regularny.

Ze względu na sposób powiązania ze sobą grup [SiOIndeks dolny 4] w anionach krzemianowych, krzemiany można podzielić na:

ortokrzemiany – zawierające oddzielne jony [SiOIndeks dolny 4]Indeks górny 4-;
krzemiany wyspowe – zawierające oddzielne zespoły grup krzemotlenowych, np. jony [SiIndeks dolny 2OIndeks dolny 7]Indeks górny 6-;
krzemiany o anionach łańcuchowych i wstęgowych;
krzemiany o anionach warstwowych;
krzemiany o trójwymiarowej strukturze anionu.”

Indeks dolny Źródło: A. Bielański, Podstawy Chemii Nieorganicznej, Tom 2, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2010, s. 763‑764. Indeks dolny koniec

Otrzymywanie

Krzemiany można również otrzymać sztucznie. Przykładem są krzemiany metali alkalicznych, powstałe w wyniku:

stapiania w odpowiednich proporcjach w temperaturze powyżej 1000 K, tlenku krzemu(IV) z wodorotlenkiem sodu:

${SiO}_{2} + 2 NaOH \overset{1000 K}{\to} {Na}_{2} {SiO}_{3} + H_{2} O m e t a k r z e m i a n s o d u$

${SiO}_{2} + 4 NaOH \overset{1000 K}{\to} {Na}_{4} {SiO}_{4} + 2 H_{2} O o r t o k r z e m i a n s o d u$

stapiania tlenku krzemu(IV) z węglanami litowców, np.:

${SiO}_{2} + {Na}_{2} {CO}_{3} \overset{1361 K}{\to} {Na}_{2} {SiO}_{3} + {CO}_{2} m e t a k r z e m i a n s o d u$

w wyniku roztwarzania krzemu w roztworach wodorotlenków, np.:

$Si + 2 KOH + H_{2} O \to K_{2} {SiO}_{3} + 2 H_{2} ↑ m e t a k r z e m i a n p o t a s u$

Właściwości

Krzemiany metali alkalicznych, w odróżnieniu od innych krzemianów, są dobrze rozpuszczalne w wodzie, a ich roztwory mają odczyn wyraźnie alkaliczny.

Metakrzemiany reagują z mocnymi kwasami, np. kwasem chlorowodorowym HCl, lub z tlenkiem węgla(IV) ${CO}_{2}$ . W wyniku tych reakcji powstaje kwas metakrzemowy:

${Na}_{2} {SiO}_{3} + 2 HCl \to H_{2} {SiO}_{3} ↓ + 2 NaCl k w a s m e t a k r z e m o w y$

${Na}_{2} {SiO}_{3} + {CO}_{2} + H_{2} O \to {Na}_{2} {CO}_{3} + H_{2} {SiO}_{3} ↓$

$k w a s m e t a k r z e m o w y$

Polecenie 4

Jakie znasz typy krzemianów? Zapoznaj się z poniższą grafiką interaktywną, przedstawiającą różne typy krzemianów oraz ich przykłady, a następnie rozwiąż ćwiczenia.

R1QsySLPpvHTD

Grafika przedstawia różne rodzaje krzemianów. Opisano następujące rodzaje: 1. Krzemiany wyspowe. Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:4. Czworościany są połączone za pomocą wiązań -O‑Si‑O-. Struktury krzemianów wyspowych składają się z niepowiązanych ze sobą tetraedrów nawias kwadratowy S i O indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu kwadratowego indeks górny, cztery, minus, koniec indeksu górnego. Wykazują dużą twardość, stosunkowo dużą gęstość i wysoki współczynnik załamania światła. a. Andaluzyt. Andaluzyt to krzemian glinu o wzorze A l indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, S i O indeks dolny, pięć, koniec indeksu dolnego. Na zdjęciu znajduje się minerał o wydłużonych kryształach, nieprzezroczysty, kruchy. b. Topaz. Zasadowy fluorokrzemian glinu o wzorze A l indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, S i O indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego, nawias O H, przecinek, F zamknięcie nawiasu indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego. Na zdjęciu jest kryształ słupkowy, kruchy i przezroczysty. c. Kyanit. Inne nazwy to dysten i cyjanit. Jego wzór jest następujący A l indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, S i O indeks dolny, pięć, koniec indeksu dolnego. Na zdjęciu kyanit. Jego kryształ jest spłaszczony, przypomina tabliczkę, jest kruchy, przezroczysty. 2. Krzemiany grupowe. Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:3,5. W krzemianach grupowych dwa czworościany łączą się ze sobą wierzchołkiem, uwspólniając anion tlenu. Struktury krzemianów grupowych składają się z anionów dikrzemianowych nawias kwadratowy S i indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, siedem, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu kwadratowego indeks górny, sześć, minus, koniec indeksu górnego. a. Hemimorfit. To uwodniony krzemian cynku o wzorze Z n indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego, S i indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, siedem, koniec indeksu dolnego, nawias O H zamknięcie nawiasu indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, razy, H indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O. Na zdjęciu jest minerał o ziarnistej strukturze, jest kruchy. b. Wezuwian. Inaczej idokraz. Krzemian wapnia, magnezu, żelaza i glinu o wzorze C a indeks dolny, dziesięć, koniec indeksu dolnego, nawias M g, przecinek, F e zamknięcie nawiasu indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, A l indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego, nawias S i O indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu indeks dolny, pięć, koniec indeksu dolnego, / nawias S i indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, siedem, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, nawias O H, przecinek, F zamknięcie nawiasu indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego. Na zdjęciu jest minerał składający się z licznych drobnych słupków, jest kruchy i przezroczysty. c. Epidot. Zasadowy krzemian wapnia, żelaza i glinu o wzorze C a indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, nawias F e indeks górny, trzy, plus, koniec indeksu górnego, przecinek, A l zamknięcie nawiasu A l indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, nawias kwadratowy O linia pionowa O H linia pionowa S i O indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego, ∣ S i indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, siedem, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu kwadratowego. Na zdjęciu epidot. Kryształ z poprzecznymi zbrużdżeniami, ma włóknistą strukturę, jest kruchy, przezroczysty, w zależności od kierunku obserwacji zmienia swoją barwę od ciemnozielonej do żółtozielonej. 3. Krzemiany pierścieniowe. Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:2,75. Czworościany łączą się za pomocą anionów tlenu tworząc pierścienie, które mogą składać się z od trzech do kilkunastu czworościanów krzemianowych na przykład nawias kwadratowy S i indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, dziewięć, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu kwadratowego indeks górny, sześć, minus, koniec indeksu górnego, nawias kwadratowy S i indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, dwanaście, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu kwadratowego indeks górny, osiem, minus, koniec indeksu górnego, nawias kwadratowy S i indeks dolny, sześć, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, osiemnaście, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu kwadratowego indeks górny, dwanaście, minus, koniec indeksu górnego. Pierścienie te układają się w równoległe warstwy łączące się za pomocą jonów metali. a. Ditopaz. To uwodniony krzemian miedzi o następującym wzorze chemicznym: C u indeks dolny, sześć, koniec indeksu dolnego, S i indeks dolny, sześć, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, osiemnaście, koniec indeksu dolnego, razy, sześć H indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O. Na zdjęciu minerał tworzący zwartą bryłę z bruzdami. Ma niebieski kolor. b. Beryl. Krzemian o formule chemicznej: B e indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, A l indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, S i indeks dolny, sześć, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, osiemnaście, koniec indeksu dolnego. Na zdjęciu minerał o kryształach rozwiniętych w postaci słupów sześciobocznych, spłaszczonych. Jest kruchy, przezroczysty, odcienie żółtawozielone i niebieskozielone. c. Akwamaryn. Jest to błękitny lub niebieskozielony minerał o wzorze: B e indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, A l indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, S i indeks dolny, sześć, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, osiemnaście, koniec indeksu dolnego. Na zdjęciu niebieski minerał w postaci pojedynczego słupa kryształu z licznymi naroślami. 4. Krzemiany łańcuchowe. Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:3 – 1:2,5.Czworościany są połączone ze sobą w wydłużone struktury przypominające łańcuchy, każdy z czworościanów połączony jest z dwoma sąsiednimi. Wzór ogólny krzemianów łańcuchowych: X,Y (S i indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, sześć, koniec indeksu dolnego), gdzie X i Y to kationy metali dwu‑i trójwartościowych. a. Fassait. Minerał z gromady krzemianów. Glinokrzemian wapnia, magnezu, żelaza i glinu o wzorze C a nawias M g, przecinek, F e, przecinek, A l zamknięcie nawiasu nawias S i, przecinek, A l zamknięcie nawiasu indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, sześć, koniec indeksu dolnego. Na zdjęciu brązowy, zwarty kryształ ziarnisty. b. Kunzyt. Minerał o zabarwieniu różowym lub fioletowo‑różowym wywołanym obecnością manganu. Inne nazwy to kuncyt i kunzit. Jego wzór chemiczny:

. Na zdjęciu minerał o prążkowanej strukturze z licznymi naroślami przypominającymi połączone płatki. c. Wollastonit. Minerał kruchy, sporadycznie przezroczysty i włóknisty. Czasami zawiera domieszki: magnezu, żelaza, manganu. Jego skład chemiczny można wyrazić za pomocą wzoru: C a S i O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego. Na zdjęciu minerał kruchy, o zwartej strukturze. 5. Krzemiany wstęgowe. Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:2,75. Cechą charakterystyczną krzemianów wstęgowych jest obecność tetraedrów nawias kwadratowy S i O indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu kwadratowego indeks górny, cztery, minus, koniec indeksu górnego lub nawias kwadratowy A l O indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu kwadratowego indeks górny, pięć, minus, koniec indeksu górnego tworzących przez swoje połączenia wstęgi. W poziomie są one powiązane kationami. a. Prehnit. Zasadowy glinokrzemian wapnia i glinu o składzie chemicznym C a indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, A l nawias A l S i indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, dziesięć, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu nawias O H zamknięcie nawiasu indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego. Na zdjęciu minerał o kryształach słupkowych i groniastych. b. Ferroaktynolit. Krzemian o wzorze chemicznym C a indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, nawias F e indeks górny, dwa, plus, koniec indeksu górnego, zamknięcie nawiasu indeks dolny, pięć, koniec indeksu dolnego, nawias S i indeks dolny, osiem, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, dwadzieścia dwa, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu nawias O H zamknięcie nawiasu indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego. Na zdjęciu podłużny minerał o prążkowanej strukturze. 6. Krzemiany warstwowe. Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:2,5. Czworościany połączone są ze sobą w jednej płaszczyźnie trzema anionami tlenu, a czwarty wierzchołek może przyłączać kation. Tak utworzona sieć zbudowana jest z płaskich pierścieni sześciobocznych. Wiązania między poszczególnymi warstwami są bardzo słabe, co wpływa na wyraźną łupliwość. a. Muskowit. Zasadowy glinokrzemian potasu i glinu o składzie chemicznym K A l indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, nawias A I S i indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, dziesięć, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu nawias O H, przecinek, F zamknięcie nawiasu indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego. b. Hornblendyt. Skała magmowa ultramaficzna zbudowana wyłącznie z minerałów barwnych. Składa się w przeważającej części z amfiboli szeregu hornblendy (90–100%) oraz pirokseny, apatytu, magnetytu, chromitu, biotytu, hauynu, siarczków i nierzadko piropy. Na zdjęciu hornblendyt. Minerał ciemnoszary, ziarnisty, porowaty. c. Flogopit. Pospolity minerał skałotwórczy z gromady krzemianów. To zasadowy glinokrzemian potasu i magnezu o składzie chemicznym K M g indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, nawias A l S i indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, dziesięć, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu nawias O H, przecinek, F zamknięcie nawiasu indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego. Na zdjęciu minerał półprzezroczysty, o delikatnej strukturze, płytkowy. d. Apofyllit. To uwodniony krzemian potasu, sodu i wapnia o składzie chemicznym nawias N a, przecinek, K zamknięcie nawiasu C a indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego, S i indeks dolny, osiem, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, dwadzieścia, koniec indeksu dolnego, nawias F, przecinek, O H zamknięcie nawiasu, razy, osiem H indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O. Na zdjęciu znajduje się nieco rozkruszony minerał, jest przezroczysty. 7. Krzemiany szkieletowe. Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:2. Krzemiany szkieletowe posiadają trójwymiarowe połączenia czworościanów krzemowo‑tlenowych, które charakteryzują się najwyższym stopniem kondensacji anionów nawias kwadratowy S i O indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu kwadratowego indeks górny, cztery, minus, koniec indeksu górnego, co prowadzi do utworzenia trójwymiarowych anionów przestrzennych. a. „Tygrysie oko”. Migotliwa odmiana kwarcu, wykazująca efekt kociego oka. Tygrysie oko składa się z jednostki powtarzającej się - S i O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego. Barwa pochodzi od znajdującego się w nim związku żelaza. Na zdjęciu minerał w poprzeczne na dole, i podłużne – w górnej części pomarańczowe paski. b. Kwarc różowy. Kolejna odmiana kwarcu o zabarwieniu różowym. Zabarwienie jest spowodowane obecnością manganu lub tytanu. Minerał ten posiada właściwości optyczne m.in. efekt kociego oka i składa się z jednostki powtarzającej się - S i O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego. Na zdjęciu jest minerał szklisty, zwarty, w różowym kolorze. c. Ametyst. Ametyst jest odmianą kwarcu mlecznego o zabarwieniu fioletowym, purpurowym lub purpurowo‑fioletowym. Zabarwienie jest spowodowane obecnością atomów żelaza w jego strukturze. Ametyst zbudowany jest z jednostki powtarzającej się - S i O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego. Na zdjęciu minerał o połączonych ze sobą pionowo słupkach.

Grafika interaktywna pt. „Typy krzemianów i ich przykłady”.

Źródło: Materiał opracowany na podstawie informacji dostępnych na stronie: https://www.pgi.gov.pl/muzeum/kopalnia-wiedzy-1/10596-krzemiany.html, domena publiczna.

Ćwiczenie 1

Co jest głównym motywem strukturalnym krzemianów? Odpowiedź uzupełnij o rysunek.

R1EnWs4mVDEw0

Opisz, co jest głównym motywem strukturalnym krzemianów.

R1ZiCmcUIUNjN

Położony centralnie jon krzemu ( ${Si}^{4 +}$ ) jest otoczony przez cztery jony tlenu ( $O^{2 -}$ ).

RldpM6zK5uqYt2

Ćwiczenie 2

R1csqxlGnlZM82

Ćwiczenie 3

bg‑blue

Notatnik

R17TY7A3VUjRk

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Właściwości chemiczne glinu

Tlenek krzemu - jego odmiany i właściwości fizykochemiczne

Wygląd i stan skupienia krzemu

Położenie w układzie okresowym

Kryształ krzemu

Izotopy krzemu

Właściwości półprzewodnikowe

Aktywność chemiczna

Krzemiany

Otrzymywanie

Właściwości

Notatnik