Silikondioksied: Verskil tussen weergawes
Jcwf (besprekings | bydraes) Stukkie vertaling van en.wiki; nog besig! |
(Geen verskil)
|
Wysiging soos op 19:15, 29 September 2023
Silikondioksied, ook bekend as silika, is 'n oksied van silikon met die chemiese formule SiO2. Dit word in die natuur algemeen as kwarts gevind.[1][2] Silika is die hoofbestanddeel van sand en dit is volop in baie dele van die wêreld. Dit is as verskeie minerale en as sintetiese produkte bekend. Alle vorms is wit of kleurloos, alhoewel onsuiwerhede dit kleure kan gee.
Struktuur
In die meeste vorms van silikondioksied is die silikonatoom tetraëdriese gekoördineer, met vier suurstofatome wat 'n sentrale Si-atoom omring (sien 3 -D Eenheidsel). So vorm SiO2 vaste stowwe met 3-dimensionele netwerke waarin elke silikonatoom kovalent op 'n tetraëdriese wyse aan 4 suurstofatome gebind is.
Gebaseer op die verskille in kristalstruktuur kan silikondioksied in twee kategorieë verdeel word: kristallyn en nie-kristallyn (amorf). Kristallyne SiO2 kom in die natuurl voorkom as kwarts, tridimiet, kristobaliet, stishoviet, en koesiet. Amorfe silika kan ook in die natuur gevind word as opaal, infusoriumaarde en diatomeeënaarde. Kwartsglas kan as tussenvorm beskou word.[4]
Al hierdie kristallyne vorms is altyd op dieselfde plaaslike struktuur rondom Si en O gebaseer. In α-kwarts is die Si–O-bindingslengte 161 pm, terwyl dit in α-tridimiet tussen 154 en 171 nm is. Die Si–O–Si-hoeke wissel ook tussen 'n lae waarde van 140° in α-tridimiet, tot 180° in β-tridimiet. In α-kwarts is die Si–O–Si-hoek 144°.[5]
Alfa-kwarts is die stabielste vorm van vaste SiO2 by kamertemperatuur. Die hoëtemperatuurminerale, kristobaliet en tridimiet, het beide laer digthede en brekingsindekse as kwarts. Die transformasie van α-kwarts na beta-kwarts vind skielik by 573 °C plaas. Aangesien die transformasie gepaard gaan met 'n beduidende verandering in volume, kan dit maklik breking van keramiek of rotse veroorsaak wat deur hierdie temperatuurgrens gaan.[6]
Die hoëdrukminerale, seifertiet, stishoviet en coesiet het egter hoër digthede en brekingsindekse as kwarts.[7]
Stishovite het 'n rutiel-agtige struktuur waar silikon sesvoudig gekoördineer is. Die digtheid van stishoviet is 4,287 g/cm3. Ter vergelyking: α-kwarts, die digste van die laedrukvorms, het 'n digtheid van 2,648 g/cm3.[8] Die verskil in digtheid kan toegeskryf word aan die toename in koördinasie as die ses kortste Si–O-bindingslengtes in stishoviet (vier Si–O-bindingslengtes van 176 pm en twee ander van 181 pm) groter is as die Si–O-bindingslengte (161 pm) in α-kwarts.[9]
Die verandering in die koördinasie vergroot die ionogene karakter van die Si-O-binding.[10]
Faujasiet-silika, nog 'n polimorf, word verkry deur die dealuminering van 'n laenatrium, ultrastabiele Y-zeoliet deur 'n gekombineerde suur- en termiese behandeling. Die produk bevat meer as 99% silika, en het hoë kristalliniteit en spesifieke oppervlakte (meer as 800 m2/g). Faujasiet-silika het baie hoë termiese en suurstabiliteit. Dit handhaaf byvoorbeeld 'n hoë graad van molekulêre langafstandsorde of kristalliniteit, selfs nadat dit in gekonsentreerde soutsuur gekook is.[11]
Gesmelte SiO2
Gesmelte silika vertoon verskeie eienaardige fisiese eienskappe wat soortgelyk is aan dié wat in vloeibare water waargeneem word: negatiewe temperatuuruitsetting, digtheidmaksimum by temperature ~5000 °C, en 'n minimum hittekapasiteit.[12] Die digtheid verminder van 2.08 g/cm3 teen 1950 °C tot 2.03 g/cm3 teen 2200 °C.[13]
Verwysings
- ↑ Iler RK (1979). The Chemistry of Silica. New York: Wiley. ISBN 9780471024040.
- ↑ Fernández LD, Lara E, Mitchell EA (2015). "Checklist, diversity and distribution of testate amoebae in Chile" (PDF). European Journal of Protistology. 51 (5): 409–24. doi:10.1016/j.ejop.2015.07.001. PMID 26340665. Geargiveer (PDF) vanaf die oorspronklike op 10 Oktober 2022.
- ↑ Verwysingfout: Invalid
<ref>tag; no text was provided for refs namedmel - ↑ Unger, K. K., red. (1979). "Chapter 1 General chemistry of silica". Journal of Chromatography Library. Elsevier. 16: 1–14. doi:10.1016/s0301-4770(08)60805-2. Besoek op 12 September 2023.
- ↑ Verwysingfout: Invalid
<ref>tag; no text was provided for refs namedWiberg&Holleman - ↑ Cuff YH (1996). Ceramic Technology for Potters and Sculptors. Philadelphia: University of Pennsylvania. pp. 93–95. ISBN 9780812213775.
- ↑ De La Rocha C, Conley DJ (2017). "Mystical Crystals of Silica". Silica Stories. Cham: Springer. pp. 50–55. doi:10.1007/978-3-319-54054-2_4. ISBN 9783319540542.
- ↑ Verwysingfout: Invalid
<ref>tag; no text was provided for refs namedGreenwood - ↑ Wells AF (1984). Structural Inorganic Chemistry. Oxford Science Publications. ISBN 9780198553700.
- ↑ Kirfel A, Krane HG, Blaha P, et al. (2001). "Electron-density distribution in stishovite, SiO2: a new high-energy synchrotron-radiation study". Acta Crystallogr. A. 57 (6): 663–77. doi:10.1107/S0108767301010698. PMID 11679696.
- ↑ Scherzer J (1978). "Dealuminated faujasite-type structures with SiO2/Al2O3 ratios over 100". J. Catal. 54 (2): 285. doi:10.1016/0021-9517(78)90051-9.
- ↑ Shell SM, Debenedetti PG, Panagiotopoulos AZ (2002). "Molecular structural order and anomalies in liquid silica" (PDF). Phys. Rev. E. 66 (1): 011202. arXiv:cond-mat/0203383. Bibcode:2002PhRvE..66a1202S. doi:10.1103/PhysRevE.66.011202. PMID 12241346. S2CID 6109212. Geargiveer vanaf die oorspronklike (PDF) op 4 Junie 2016. Besoek op 7 Julie 2009.
- ↑ Aksay IA, Pask JA, Davis RF (1979). "Densities of SiO2-Al2O3 Melts" (PDF). J. Am. Ceram. Soc. 62 (7–8): 332–336. doi:10.1111/j.1151-2916.1979.tb19071.x. Geargiveer (PDF) vanaf die oorspronklike op 10 Oktober 2022.