Silicid hořečnatý - Magnesium silicide
 | |
 | |
| Jména | |
|---|---|
| Preferovaný název IUPAC Silicid hořečnatý | |
| Identifikátory | |
3D model (JSmol ) | |
| ChemSpider | |
| Informační karta ECHA | 100.041.125  |
| Číslo ES |
|
PubChem CID | |
| UNII | |
Řídicí panel CompTox (EPA) | |
| |
| |
| Vlastnosti | |
| Mg2Si | |
| Molární hmotnost | 76.695 g · mol−1 |
| Vzhled | Šedé krychlové krystaly[1] |
| Hustota | 1,99 g cm−3[1] |
| Bod tání | 1102 ° C (2016 ° F; 1375 K)[1] |
| reaguje[1] | |
| Struktura[2] | |
| Krychlový, cF12 | |
| Fm3m, # 225 | |
A = 0,6351 nm | |
Jednotky vzorce (Z) | 4 |
| Nebezpečí | |
| Hlavní nebezpečí | reaguje s kyselina chlorovodíková k výrobě silan |
| R-věty (zastaralý) | R23, R24, R25, R34 |
| Související sloučeniny | |
jiný kationty | Silicid vápenatý |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
 ověřit (co je   ?) | |
| Reference Infoboxu | |
Silicid hořečnatý, Mg2Si, je anorganická sloučenina skládající se z hořčík a křemík. Jako dospělý Mg2Si obvykle tvoří černé krystaly; oni jsou polovodiče s vodivostí typu n a mají potenciální aplikace v termoelektrické generátory.[3]
Krystalická struktura
Mg2Si krystalizuje v antifluoritové struktuře. V obličejově centrovaný kubický mřížová Si centra zabírají rohy a polohy středové buňky v jednotce a Mg centra zabírají osm čtyřboká místa uvnitř jednotkové buňky. Koordinační čísla Si a Mg jsou osm, respektive čtyři.[2]
Syntéza
Může být vyroben zahříváním oxid křemičitý, SiO2, nalezen v písek, s přebytkem hořčík. Proces nejprve vytvoří křemíkový kov a oxid hořečnatý, a pokud je nadbytek SiO2 se použije, pak se vytvoří elementární křemík:
- 2 Mg + SiO2 → 2 MgO + Si
Pokud je přítomen nadbytek Mg, Mg2Si vzniká reakcí zbývajícího hořčíku s křemíkem:
- 2 Mg + Si → Mg2Si
Tyto reakce probíhají exotermicky,[4] dokonce výbušně.[5]
Reakce
Silicid hořečnatý lze považovat za sestávající ze Si4− ionty. Jako takový je reaktivní vůči kyselinám. Když je tedy silicid hořečnatý ošetřen kyselina chlorovodíková, silan (SiH4) a chlorid hořečnatý jsou produkovány:
- Mg2Si + 4 HCl → SiH4 + 2 MgCl2
Kyselina sírová lze také použít. Tyto protonolýza reakce jsou typické pro a Skupina 2 kov alkalických zemin a Skupina 1 alkalický kov silicidy. Časný vývoj hydridů křemíku se spoléhal na tuto reakci.[5]
Použití
Silicid hořečnatý se používá k výrobě hliníkových slitin Řada 6000, obsahující až přibližně 1,5% Mg2Si. Slitinu této skupiny lze vytvrdit stárnutím Zóny Guinier-Preston a velmi jemná sraženina, což má za následek zvýšení pevnosti slitiny.[6]
Silicid hořečnatý je a polovodič s úzkou mezerou. Jeho vzrostlý krystal vykazuje vodivost typu n, ale může se změnit na typ p dopováním Ag, Ga, Sn a případně Li (při vysoké dopingové úrovni). Hlavní potenciální elektronická aplikace Mg2Si je uvnitř termoelektrické generátory.[3][7]
Reference
- ^ A b C d Haynes, William M., ed. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92. vydání). Boca Raton, FL: CRC Press. p. 4,74. ISBN 1439855110.
- ^ A b Noda Y., Kon H., Furukawa Y., Otsuka N., Nishida I.A., Masumoto K. (1992). "Příprava a termoelektrické vlastnosti Mg2Si1 − xGeX (x = 0,0∼0,4) Solid Solution Semiconductors ". Mater. Trans., JIM. 33 (9): 845–850. doi:10,2320 / matertrans1989,33,845.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
- ^ A b Hirayama, Naomi (2019). „Substituční a intersticiální nečistota dopingu typu p termoelektrického Mg2Si: teoretická studie ". Sci. Technol. Adv. Mater. 20 (1): 160–172. doi:10.1080/14686996.2019.1580537. PMC 6419642. PMID 30891103.
- ^ Ehrlich, P. (1963) „Alkaline Earth Metals“, str. 920 palců Příručka preparativní anorganické chemie, 2. vyd., Sv. 1. G. Brauer (ed.). Academic Press, New York.
- ^ A b Stock, Alfred; Somieski, Carl (1916). „Siliciumwasserstoffe. I. Die aus Magnesiumsilicid und Säuren entstehenden Siliciumwasserstoffe“. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 49: 111–157. doi:10.1002 / cber.19160490114.
- ^ "Vlastnosti a výběr: slitiny neželezných kovů a materiály zvláštního určení" v Příručka ASM, 10. vydání, sv. 1. 1990, ASM International, Materials Park, Ohio. ISBN 0871703785.
- ^ Borisenko, Victor E. (2013). Polovodičové silicidy: základy, tvorba, vlastnosti. Springer Science & Business Media. 187, 287. ISBN 978-3-642-59649-0.
