Question

Почему кремний твердый но хрупкий

Answer 1

Элемент кремний ( Si ). Этот химический элемент занимает 1/4 состава земной коры. Кварц, горный хрусталь, песок, глина, гранит, слюда, асбест - всё это химические соединения элемента кремния
Кремний относится к промежуточным элементам (амфотерным) и может проявлять как металлические так и неметаллические свойства. Он может образовывать химические соединения как металлами, так и с неметаллами. Чистый кремний - простое вещество серого цвета, твёрдое и тугоплавкое, хрупкое. Кристаллический кремний имеет металлический блеск (элемент кремни - полупроводник) В свободном состоянии кремний выделить достаточно сложно. Промышленное получение кремния связано с восстановлением кварца - оксид кремния (или правильно - диоксид кремния SiO2) раскалённым коксом (углеродом)
SiO2+C=CO2+Si
В лаборатории чистый кремний восстанавливают из кварцевого песка с помощью металлического магния. SiO2+2Mg=Si+2MgO.
В процессе такой реакции образуется бурый порошок аморфного кремния. При нагревании порошок кремния может медленно реагировать с концентрированными растворами щелочей (например, гидроксидом натрия NaOH)
Si +2NaOH +H2O =Na2SiO3+2H2, - полученное сложное вещество - ещё называют жидким стеклом.
Кремний встречается в кристаллическом состоянии (кристаллический кремний) и аморфном состоянии (аморфный кремний). Кристаллический кремний образуется при охлаждении раствора аморфного кремния в расплавленном металле. В свою очередь, кристаллический кремний, очень хрупкий материал и легко измельчается в аморфный порошок. Таким образов, аморфный кремний представляет собой обломки кристаллов кристаллического кремния.
Интересно то, что химическая активность кремния зависит от размеров его кристаллов. Крупнокристаллический кремний химически менее активен, чем аморфный кремний. Последний легко реагирует со фтором даже при обычной температуре, а при температуре 400 - 600 0 C реагирует с кислородом, хлором, бромом, серой с образованием соответствующих химических соединений. При очень высоких температурах Кремний реагирует с азотом и углеродом с образованием соответственно нитрида и карбида кремния.
Если попытаться растворить кристаллический кремний в смеси фтористоводородной HF (плавиковой) и азотной HNO3 кислот, то реакция протекать не будет. Но если провести химическую реакцию кремния и щёлочи, например, с гидроксидом калия, то реакция пройдёт с образованием соли кремниевой кислоты

Answer 2

Перекристаллизацией кремния из расплавленных металлов были получены серого цвета твёрдые, но хрупкие кристаллы с металлическим блеском.Очень твердые, хрупкие кристаллы кремния по виду похожи на металлические, тем не менее он –
неметалл.В свою очередь, кристаллический кремний, очень хрупкий материал и легко измельчается в аморфный порошок.

Answer 3

Почему кремний твердый, но хрупкий?

Кремний является твердым материалом, однако он также обладает хрупкостью. Это связано с его кристаллической структурой и особенностями связей между его атомами.

Кремний имеет кристаллическую структуру, в которой атомы кремния образуют регулярную решетку. Каждый атом кремния связан с четырьмя соседними атомами через ковалентные связи. Эти связи очень прочные и обеспечивают твердость кремния.

Однако, несмотря на прочность связей, кремний является хрупким материалом. Это связано с тем, что при деформации кристаллической решетки кремния происходит разрыв связей между атомами. В результате, при достаточно больших напряжениях, кристаллы кремния могут легко разрушаться и трескаться.

Также стоит отметить, что хрупкость кремния может быть усилина примесями и дефектами в его структуре. Например, наличие примесей или дефектов может привести к образованию дополнительных слабых мест в кристаллической решетке, что делает материал еще более хрупким.