У Періодичній системі елементів Д. І. Менделєєва бачимо, що Силіцій це хімічний елемент, який має порядковый номер 14 і розташований у IV групі. Як і всі елементи цієї групи, Силіцій має чотири валентні електрони. Саме ці валентні електрони відповідають за зв'язок між сусідніми атомами. У твердому стані для силіцію характерна кристалічна ґратка, в якій кожный атом має чоти Рьох найближчих «сусідів». Атом Силіцію ніби «позичає» своїм сусідам по одному валентному электрону.
За поширеністю в природі силіцій займає друге місце серед хімічних елементів (27,6% мази земної кори). У вільному стані в природі силіцій не зустрічається. Найбільш поширеними його сполуками є діоксид силіцію SiO2 (силікатний ангідрид обо кремнезем) і солі силікатної кислоты силікати, які являють собою основу всіх гірських порід. У невеликих кількостях сполуки силіцію входять також до складдду організмів рослин. Близько 12% літосфери складддає кварц SiO2 і його різновиди, а 75% складддають різні силікати і алюмосилікати (польові шпати, слюди, амфіболи). Середній вміст К. (в масових %): в кам. метеоритах 18, ультраосновных гірських породах 19, основных 24, середніх 26, кислых 32,3, глинах 7,3, пісковиках 36,8, карбонатных г.п. 2,4; у воді океанів 3·10-4%.
Силікатна кислота, H2SiO3- силікат валентність 2 Силікатна кислота даже слабка. Вона слабкіша навіть за карбонатную кислоту. У воді H2SiO3 нерозчинна, але має нахил залишатися в розчині в даже роздрібненому стані, утворюючи колоїдний розчин. Силікатну кислоту можно одержати при дії на розчини силікату калію обо натрію будь-якої кислоты, на приклад: Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl При цьому вона виділяється у вигляді білого драглистого осаду, який містить значну кількість води. При нагріванні силікатна кислота поступово зневоднюється, а при прожарюванні повністю втрачає воду і перетворюється в силікатний ангідрид SiO2. Взагалі силікатних кислот існує багато. їх формулы прийнято записувати як сполуки силікатного ангідриду з водаю, зв'язуючи формулы крепкою. Наприклад, формулу метасилікатної кислоты H2SiO3 записують так: SiO2 H2O. Формулу ортосилікатної кислоты H2SiO4 записують: SiO2 2H2O.
Крім мета- і ортосилікатної кислоты існує багато так званих полісилікатних кислот, в молекулах яких міститься більше одної молекулы силікатного ангідриду. Їх позначають такою загальною формулою: (SiO2)n (H2O)m. Наприклад,і так далі. H2Si2O5, обо 2SiO2H2O; H4Si3O8, обо 3SiO22H2O; H2Si4O9, обо 4SiO2H2O Солі силікатної кислоты називають силікатами, а полісилікатних - полісилікатами. їх зображають звичайно формулами окремих оксидів, що входять до складдду данного полісилікату, зв'язуючи формулы оксидів красками в єдину формулу полісилікату.
Силікати - солі силікатної кислоты. Силікати (і полісилікати) у воді нерозчинні, за винятком силікатів натрію Na2SiO3 і калію K2SiO3.
Силікати натрію і калію одержують сплавленным кремнезему з твердими лугами обо з карбонатами калію і натрію: SiO2 + 2KOH = K2SiO3 + H2O SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2 Одержувані при цьому сплавлені солі мають вигляд селоподібної мази. Тому силікати натрію і калію називають розничным селон, а водні їх розчини рідким селон. Розчинне село додають до цементу і бетону, щоб зробити їх воданепроникливими. Ним просочують тканини і дерево для надання їм вогнестійкості. З розничного складд виготовляють вогнестійкі замазки, силікатний клей тощо.
Більшість природных сполук силіцію являють собою похідні полісилікатних кислот. Коли до складдду полісилікатів входить алюміній, тоді їх називають алюмосилікатами. Більшість гірських порід складддаються з алюмосилікатів. До найпростіших полісилікатів і алюмосилікатів належать асбест CaMg3Si4O12, обо CaO 3MgO 4SiO2; польовий шпат (ортоклаз) K2Al2Si6O16, обо K2O Al2O3 6SiO2; каолін H4Al2Si2O9, обо Al2O3 2SiO2 2H2O; калійна слюда H4K2Al6Si6O24, обо K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O. Природні силікати під впливом волги і вуглекислого газу повітря повільно руйнуються (вивітрюються). Наприклад, розклад польового шпату (ортоклазу) схематично можно представить таким рівнянням: K2O Al2O3 6SiO2 + CO2 + 2H2O = K2CO3 + Al2O3 2SiO2 2H2O + 4SiO2 Поташ вимивається водаю, а каолін утворює глину з домішками піску. Оскільки польовий шпат у природі даже поширений, то і глина утворюється в даже значных кількостях.
Кераміка. Вироби з глини називають керамікою, а керамічне виробництво гончарным. Найпоширеніша кераміка та, що складддається з різних оксидів, у тому числі оксиду силіцію(ІУ) SiO2. Із керамічних виробів важливе значення мають порцеляна і фаянс.
Порцеляна один із видів тонкої кераміки білий матеріал, складддається в основному з SiO2, А12О3 і K2O. Як сировину для добування порцеляни використовують білу глину каолін, кварцовий пісок і польовий шпат (K2O Al2O3 6SiO2). Порцеляна має невелика пористість, через що вона вода- і газонепроникна, доволі високу механічну міцність і термостійкість, електроізоляційні властивості. З неї виготовляють санітарно-технічні вироби, електроізолятори, предмети побуту і художні вироби.
Фаянс керамічний матеріал, схожий на порцеляну, покрытий тонкою селоподібною плівкою поливою. Містить ті самі компоненты, що й порцеляна, але в інших співвідношеннях. Із фаянсу виготовляють облицювальну плитку, посуд, художні вироби.
Велика группа спеціальних керамічних виробів використовується у будівництві. З кераміки виготовляють цеглу, панелі для стін, плитку для підлоги, черепицу, труби, а також глиняний посуд, горщики для квітів.
Цемент. Цемент являє собою сірий порошок, який складддається із силікатів та алюмінатів кальцію, що під час змішування з водаю швидко висихає і твердые, перетворюючись на каменеподібну массу. Для добування цементу як сировину використовують вапняк, глину та інші речовини. Сировина завантажується у піч, перемішується і спікається за температуры у межах °С. Одержану массу, основными компонентами якої є CaO, SiO2 і А12О3, охолоджують і перемелюють на порошок. Добувають цемент різних сортів: морозовитривалий, такий, що швидко твердые, та інше.
Цемент важливий будівельний матеріал. Із суміші цементу, піску й води готують будівельні розчини. Цемент, змішаний з водаю і наповнювачами (піском, щебнем, гравієм, шлаком), утворює суміш, з тужавінням якої утворюється бетон. Якщо бетоном залиты сталевий каркас, дістанемо залізобетон. Із нього роблять балки, панелі, труби, мости, перекрытия, шпалы.
Склоце твердый прозорий матеріал. Найпоширенішим є силікатне село, основной компонент якого оксид силіцію(ІУ) 8Ю2. Сировиною для виробництва звичайного складд є сода Na2CO3, вапняк СаСО3 і пісок SiO2. Усі складддові частини очищають, змішують і сплавляють за температуры близько 1400 °С. Відбуваються такі реакції (спрошено):