Номер 2, страница 137 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 6. Углерод и кремний. Параграф 38. Кремниевая кислота и её соли. Стекло. Цемент. Подумай, ответь, выполни... - номер 2, страница 137.

Условие.

2. Работая в парах, составьте рассказ о силикатах по плану: состав → строение → свойства → применение.

Решение.

Решение 2.

состав

Силикаты представляют собой чрезвычайно обширный и важный класс соединений, которые являются солями кремниевых кислот, например, метакремниевой ($H_2SiO_3$) и ортокремниевой ($H_4SiO_4$). По своей сути, их можно рассматривать как соединения оксида кремния(IV) ($SiO_2$) с оксидами различных металлов. Например, химическая формула силиката натрия — $Na_2SiO_3$, а силиката кальция — $CaSiO_3$. Силикаты — это основа неживой природы; они составляют более 90% массы земной коры, образуя множество минералов, таких как полевые шпаты, слюды, кварц, глины, гранаты и многие другие.

Ответ: Силикаты – это соли кремниевых кислот, состоящие из оксида кремния и оксидов металлов, являющиеся основной составляющей земной коры.

строение

Основой строения всех силикатов является кремнекислородный тетраэдр $[SiO_4]^{4-}$, где атом кремния ковалентно связан с четырьмя атомами кислорода. Эти тетраэдры могут по-разному соединяться друг с другом, образуя поразительное разнообразие структур. Если тетраэдры изолированы, то образуются островные силикаты (например, оливин). Соединяясь в цепи, они формируют цепочечные силикаты (пироксены, амфиболы). Когда тетраэдры объединяются в плоскости, возникают слоистые или листовые структуры, характерные для слюд и талька. Наконец, трехмерное соединение тетраэдров, где все атомы кислорода являются общими, создает каркасные силикаты, к которым относятся кварц и полевые шпаты. Именно это разнообразие структур и определяет многообразие мира силикатов.

Ответ: Строение силикатов определяется способом соединения кремнекислородных тетраэдров $[SiO_4]^{4-}$, которые могут образовывать островные, цепочечные, слоистые или каркасные структуры.

свойства

Свойства силикатов напрямую вытекают из их состава и строения. Прочные ковалентные связи $Si-O$ обуславливают их общие черты: высокую температуру плавления, твердость и химическую инертность. Большинство из них являются диэлектриками. Однако конкретные свойства сильно зависят от типа структуры. Так, каркасные силикаты, как кварц, отличаются исключительной твердостью. Слоистые силикаты, например слюда, способны легко расщепляться на тончайшие пластинки. Цепочечные силикаты, такие как асбест, имеют волокнистое строение. В то время как большинство природных силикатов нерастворимы в воде и кислотах, силикаты щелочных металлов ($Na_2SiO_3$, $K_2SiO_3$) растворимы и известны как силикатный клей. При реакции с кислотами они образуют студенистый осадок кремниевой кислоты: $Na_2SiO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2SiO_3\downarrow$.

Ответ: Силикаты – это в основном твердые, тугоплавкие, химически стойкие вещества; их конкретные физические и химические свойства, такие как твердость, спайность и растворимость, определяются их кристаллической структурой.

применение

Благодаря разнообразию свойств и широкой распространенности, силикаты играют колоссальную роль в жизни человека. Главная сфера их применения — строительство. Цемент, бетон, стекло, кирпич, керамика — все эти незаменимые материалы являются продуктами переработки силикатного сырья. Например, обычное оконное стекло — это сплав оксидов натрия, кальция и кремния ($Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2$). Глины, являющиеся алюмосиликатами, служат основой для производства керамических изделий от посуды до черепицы. Растворимое стекло (силикатный клей) используется для склеивания и создания огнезащитных покрытий. Отдельные виды силикатов, такие как тальк, применяются в косметике, а цеолиты — в качестве катализаторов и сорбентов. Нельзя забывать и о ювелирном деле, где многие силикаты известны как драгоценные и поделочные камни: изумруд, гранат, топаз, нефрит и аметист.

Ответ: Силикаты являются основой для производства важнейших строительных и бытовых материалов (стекло, цемент, керамика), а также находят применение в промышленности (клей, катализаторы), косметике и ювелирном деле.