Химия бора и алюминия. Оксиды и гидроксиды. Бор и алюминий в биосистемах.
Элементный бор химически инертен и при обычных условиях взаимодействует только с фтором. При сильном нагревании бор окисляется хлором, кислородом, серой и азотом с образованием соответствующих бинарных соединений (табл. 17.3). Нагревая бор с углеродом до температуры выше 1300 °С, получают карбид бора. В результате реакции с расплавленным магнием бор восстанавливается, образуя борид магния. С водородом бор не взаимодействует, поэтому получение гидридов бора прямым синтезом невозможно. На чистый элементный бор не действуют кипящие хлороводородная и фтороводородная кислоты. Горячие кислоты-окислители, концентрированные азотная и хромовая кислоты, а также «царская водка» медленно окисляют бор до борной кислоты. При сплавлении бора с щелочами образуются бораты.
Гидроксид бора — белые кристаллы, растворимые в воде, обладающие свойствами кислоты (см. выше). В лабораторных условиях его получают действием соляной или серной кислоты на раствор буры
Бор — необходимый для растений микроэлемент. Он оказывает большое влияние на развитие растений. соединения замедляют ферментативные реакции, воздействуют на обмен и транспорт углеводов. Недостаток соединений бора приводит к отмиранию точек роста, некрозу (разрушению) тканей и невозможности образования семян. Растения заболевают не только при недостатке, но и при избытке соединений бора в окружающей среде.
Алюминий — легкоплавкий серебристый металл малой плотности, обладает высокой электрической проводимостью и пластичностью. От взаимодействия с кислородом, парами воды и углекислым газом атмосферы алюминий защищен плотной оксидной пленкой.
Оксид алюминия (глинозем) AI2O3 сущ ествует в нескольких кристаллических модификациях и в аморфном состоянии. Гидроксид алюминия — амфотерное основание. В зависимости от того, с каким веществом оно вступает в реакцию. можно рассматривать и как кислоту, и как основание. В реакциях с кислотами гидроксид алюминия проявляет себя как слабое основание и растворяется в результате образования комплексных катионов.
Алюминий — условно необходимый элемент для растений. Установлено, что соединения алюминия входят в состав некоторых растительных тканей, а также межклеточных растворов. Участие соединений алюминия в метаболизме не установлено. Соединения алюминия входят в минеральный состав почвы.
Особенности химических свойств кремния. Оксиды, кремниевые кислоты и их соли.
Он обладает серым цветом и тусклым металлическим блеском, умеренной твердостью, высокой хрупкостью, высокими температурами плавления и кипения. С газообразным фтором и хлором кремний реагирует при обычных температурах, остальные бинарные соединения получают при высоких температурах и иногда при высоких давлениях.
Реакции с неметаллами
При обычных условиях без нагревания кремний реагирует только со фтором.
Si + F2 → SiF4
При нагревании кремний вступает в реакции с остальными галогенами (Cl, Br, I), углеродом, кислородом. При очень высоких температурах (1200 °C) кремний с кислородом образует оксид кремния II - несолеобразующий оксид.
Si + Cl2 → (t) SiCl4
Si + C → (t) SiC
Si + O2 → (t) SiO2
Si + O2 → (t = 1200 °C) SiO
Реакции с металлами
В подобных реакциях кремния проявляет свои окислительные способности.
Ca + Si → Ca2Si (силицид кальция)
Реакция с щелочами
С целью травления (удаления поверхностного слоя материала) кремниевые изделия можно погружать в раствор щелочи.
KOH + Si → K2SiO3 + H2↑