Докторант
  1. Неорганическая химия  1.1. Координационная химия  1.1.1. Теория поля лигандов  1.1.2. Теория кристаллического поля  1.1.3. Теория молекулярных орбиталей для координационных соединений  1.1.4. Устойчивость координационных соединений  1.1.5. Электронные спектры координационных соединений  1.1.6. Изомерия в координационных соединениях  1.1.7. Кинетика и механизм координационных реакций  1.2. Органометаллическая химия  1.2.1. Металлокарбонилы  1.2.2. Металлические алкилы и арилы  1.2.3. Карбены Фишера и Шрока  1.2.4. Оксидативное присоединение и восстановительное элиминирование  1.2.5. Металлические гидриды  1.2.6. Катализ с помощью металлоорганических соединений  1.2.7. Металлоцены и сэндвич-комплексы  1.2.8. Активация CH  1.3. Химия твердых тел  1.3.1. Кристаллические структуры и решетки  1.3.2. Теория зон и электрические свойства  1.3.3. Дефекты в кристалле  1.3.4. Синтез твердых материалов  1.3.5. Магнитные и оптические свойства твердых тел  1.3.6. Сверхпроводимость  1.3.7. Ионика твердого состояния  1.4. Био-неорганическая химия  1.4.1. Металлопротеины и ферменты  1.4.2. Транспорт и хранение ионов металлов  1.4.3. Роль металлов в медицине  1.4.4. Катализ, вдохновленный биологией  1.4.5. Взаимодействия металлов с ДНК  1.4.6. Metal Complexes in Medical Science  1.5. Лантаноиды и актиноиды  1.5.1. Электронная конфигурация и степени окисления в лантаноидах и актиноидах  1.5.2. Спектральные и магнитные свойства в лантанидах и актиноидах  1.5.3. Разделение и извлечение лантаноидов и актинойдов  1.5.4. Координационная химия элементов f-блока  1.6. Химия главной группы  1.6.1. Химия соединений бора  1.6.2. Химия соединений кремния и германия  1.6.3. Химия соединений фосфора и серы  1.6.4. Органосиликатная химия  1.6.5. Химия инертных газов
  2. Органическая химия  2.1. Механизм реакции  2.1.1. Реакции нуклеофильного замещения  2.1.2. Электрофильные реакции присоединения и замещения  2.1.3. Реакции элиминирования  2.1.4. Реакции перегруппировки  2.1.5. Радикальные реакции  2.1.6. Перициклические реакции  2.1.7. Фотохимические реакции  2.2. Стереохимия  2.2.1. Хиральность и оптическая активность  2.2.2. Структурный анализ  2.2.3. Стереоэлектронные эффекты  2.2.4. Асимметричный синтез  2.2.5. Динамическая стереохимия  2.3. Органометаллическая химия в органическом синтезе  2.3.1. Органолитиевые и органомагниевые реагенты  2.3.2. Реакции сопряжения, катализируемые переходными металлами  2.3.3. Реакции, катализируемые палладием  2.3.4. Олефиновый метатезис  2.3.5. Катализ золота и серебра  2.4. Химия природных продуктов  2.4.1. Алкалоиды и терпеноида  2.4.2. Стероиды и флавоноиды  2.4.3. Полный синтез природных соединений  2.4.4. Биосинтез природных продуктов  2.5. Супрамолекулярная химия  2.5.1. Химия "хозяин-гость"  2.5.2. Самосборка и молекулярное распознавание  2.5.3. Супрамолекулярный катализа  2.5.4. Молекулярные машины
  3. Физическая химия  3.1. Термодинамика  3.1.1. Законы термодинамики  3.1.2. Химический потенциал и равновесие  3.1.3. Статистическая термодинамика  3.1.4. Неравновесная термодинамика  3.2. Квантовая химия  3.2.1. Уравнение Шрёдингера и его применения  3.2.2. Теория молекулярных орбиталей  3.2.3. Теория функционала плотности  3.2.4. Методы пост-Хартри–Фока  3.3. Химическая кинетика  3.3.1. Теория скорости реакции  3.3.2. Механизм и законы скорости  3.3.3. Катализ и кинетика ферментов  3.3.4. Динамика реакций  3.4. Спектроскопия и молекулярная структура  3.4.1. Инфракрасная спектроскопия  3.4.2. УФ-видимая спектроскопия  3.4.3. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса  3.4.4. Масс-спектрометрия  3.4.5. Раманская спектроскопия  3.5. Поверхностная и коллоидная химия  3.5.1. Адсорбция и катализм  3.5.2. ПАВ и мицеллы  3.5.3. Коллоидная стабильность  3.5.4. Наноматериалы и интерфейсы
  4. Аналитическая химия  4.1. Хроматография  4.1.1. Газовая хроматография  4.1.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография  4.1.3. Thin Layer Chromatography  4.1.4. Ионная хроматография  4.2. Электроаналитические методы  4.2.1. Вольтамметрия и Полярография  4.2.2. Кондуктометрия и потенциометрия  4.2.3. Кулонометрия  4.3. Спектроскопические методы  4.3.1. Атомно-абсорбционная спектроскопия  4.3.2. Флуоресцентная спектроскопия  4.3.3. Рентгеновская дифракция  4.3.4. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса  4.4. Хемометрика  4.4.1. Обработка данных и статистические методы  4.4.2. Мультдисциплинарный анализ  4.4.3. Машинное обучение в аналитической химии
  5. Теоретическая и вычислительная химия  5.1. Молекулярное динамическое моделирование  5.2. Методы квантовой химии  5.3. Компьютерное проектирование лекарств  5.4. Машинное обучение в химии  5.5. Аб иницио молекулярная динамика
  6. Биофизика и медицинская химия  6.1. Открытие и разработка лекарств  6.2. Кинетика ферментов и ингибирование  6.3. Подход к химической биологии  6.4. Взаимодействия белок-лиганд  6.5. Биоортогональная химия
  7. Химия материалов  7.1. Химия полимеров  7.1.1. Механизм полимеризации  7.1.2. Функциональные полимеры  7.1.3. Биоразлагаемые полимеры  7.1.4. Проводящие и полупроводниковые полимеры  7.2. Нанохимия  7.2.1. Наночастицы и наноструктуры  7.2.2. Наноматериалы на основе углерода  7.2.3. Квантовые точки  7.3. Энергетическая и экологическая химия  7.3.1. Battery and Fuel Cell Chemistry  7.3.2. Зеленая химия и устойчивые материалы  7.3.3. Фотокатализ

Докторант → Неорганическая химия → Химия главной группы ↓


Химия соединений кремния и германия


Кремний и германий относятся к группе 14 (IVA) периодической таблицы, которая включает углерод, кремний, германий, олово и свинец. Эти элементы известны своей увлекательной химией и важностью в различных технологических приложениях. В этой статье мы исследуем химию соединений кремния и германия, сосредотачиваясь на их структурах, реакционной способности и применении.

Введение в элементы группы 14

Элементы группы 14 обладают разнообразными свойствами, но имеют сходную электронную конфигурацию во внешней оболочке, ns 2 np 2 Уникальные свойства кремния (Si) и германия (Ge) возникают из их позиции в периодической таблице. В то время как кремний является вторым по распространенности элементом в земной коре, германий редок и обычно извлекается из руд цинка.

Соединения кремния

Оксид кремния (SiO2)

Диоксид кремния, обычно известный как кремнезем, возможно, является самым распространенным и важным соединением кремния. Кремнезем существует в основном в кристаллических формах, таких как кварц, и аморфных формах, таких как стекло. Основной структурной единицей кремнезема является тетраэдр SiO 4 .

    Привет
   ,
 C O
   ,
    Привет

В SiO2 каждый атом кремния ковалентно связан с четырьмя атомами кислорода, образуя тетраэдрическую сеть. Эта структура придает кремнезему его твердость и относительную инертность.

Карбид кремния (SiC)

Карбид кремния - известный керамический материал, обладающий исключительной твердостью, теплопроводностью и химической стойкостью. Он используется в абразивах, режущих инструментах и электронных устройствах. Структура карбида кремния - это тетраэдрическая связь, аналогичная кремнезему, с чередующимися атомами кремния и углерода.

    C
   ,
 cc
   ,
    Да

Силикон

Силиконы - это класс синтетических полимеров, содержащих кремний. Силиконы демонстрируют универсальность благодаря своим уникальным свойствам, таким как гибкость, водостойкость и стабильность при экстремальных температурах. Основной структурной единицей силикона является повторяющийся блок Si-O-Si.

   эх
   ,
 CCC
   ,
  CH 3 CH 3

Силиконы используются в герметиках, клеях, смазках, изоляционных материалах и медицинских устройствах.

Силикаты

Силикаты - это минералы, содержащие кремний и кислород, а также металлы, такие как натрий, калий, кальций, алюминий и железо. Эти минералы составляют большую часть земной коры. Структура обычно состоит из тетраэдров SiO4, связанных различными способами.

Например, группа оливинов включает минералы, такие как форстерит (Mg 2 SiO 4) и фаялит (Fe 2 SiO 4).

Соединения германия

Оксид германия (GeO2)

Диоксид германия является важным соединением германия, доступным в двух формах: гексагональной (похожей на кварц) и тетрагональной. В отличие от кремнезема, GeO2 более растворим в воде и проявляет кислотность. Структурной единицей GeO2 является тетраэдр GeO 4.

    Привет
   ,
 Ge O
   ,
    Привет

Хлорид германия (GeCl4)

Тетрахлорид германия - летучая, бесцветная жидкость, используемая в производстве оптических волокон и как прекурсор для других соединений германия. Молекула имеет тетраэдрическую геометрию.

    Хлор
   ,
 GE - CL
   ,
    Хлор

Органогерманий

Подобно органосилицием, органогерманий включает соединения германия, связанные с углеродом. Они используются в различных приложениях, включая полупроводники и органический синтез.

Реакционная способность и применение

Реакционная способность кремния

Кремний относительно стабилен при комнатной температуре благодаря своей прочной связи Si-O. Однако он реагирует с галогенами, такими как хлор и фтор, при более высоких температурах. Травление кремния растворами, такими как гидроксид калия (KOH), широко используется в изготовлении микроэлектроники.

Реакционная способность германия

Реакционная способность германия промежуточна между кремнием и оловом. Он реагирует с галогенами и кислотами, но стабилен в воде. Германий демонстрирует амфотерное поведение, реагируя как с кислотами, так и с основаниями.

Применение

Кремний важен в развитии полупроводниковых устройств, солнечных батарей и электронных схем. Германий, когда-то использовавшийся в транзисторах, сейчас применяется в волоконной оптике, инфракрасной оптике и фотоэлектрических ячейках.

Заключение

Химия кремния и германия богата и многообразна, предоставляя широкий спектр применений как в промышленности, так и в технологических областях. Понимание этих соединений дает представление о поведении материалов, которые формируют современную электронику и материалы.


Докторант → 1.6.2


U
username
0%
завершено в Докторант

← Предыдущий (1.6.1)
Химия соединений бора
Следующий (1.6.3) →
Химия соединений фосфора и серы

Комментарии 



Химия соединений кремния и германия

https://www.chemistryelite.com/phd/1.6.2?ceal=ru