В соединениях с другими химическими элементами появляется II или IV валентность кремния. Проявление валентности зависит от состояния атома. О формировании валентности в соединениях кремния читайте ниже.

Как определить

Наивысшая валентность кремния определяется группой в таблице Менделеева. Кремний находится в группе IV, что означает, что он имеет четвертую по величине валентность.

Разница между цифрой восемь и номером группы не может определить наименьшую валентность кремния. Чтобы понять, почему низшая валентность кремния II, а не IV, следует обратиться к более подробному строению атома кремния.

Элемент под номером 14, в третьем периоде. Это означает, что вокруг ядра атома на трех энергетических уровнях находится 14 электронов. Электронная конфигурация атома кремния — 1s22s22p63s23p2.

Число валентных электронов зависит от состояния атома. В нормальном состоянии два спаренных электрона находятся на s-подуровне, а два неспаренных электрона — на p-подуровне. Эти два неспаренных электрона обозначают самую низкую валентность – II. В возбужденном состоянии один электрон испаряется с s-подуровня и переходит на p-подуровень. В результате образуются четыре неспаренных электрона, определяющие высшую валентность IV.

Валентность кремния

Рис. 1. Расположение электронов на внешнем уровне в нормальном и возбужденном состояниях.

Для определения валентности в соединениях необходимо ориентироваться на нижние индексы формул элемента.

Степень окисления

Кремний (Si) — хрупкий неметалл, не встречающийся в природе в чистом виде. Одно вещество можно получить промышленным или лабораторным путем. В этом случае степень окисления элемента будет равна нулю.

Валентность кремния

Рис. 2. Простая субстанция.

Кремний может образовывать бинарные соединения с простыми веществами. Степень окисления в соединениях, как и валентность, зависит от состояния атома кремния. Элемент быстро переходит в возбужденное состояние, поэтому степень окисления чаще всего +4 или -4.

Соединения, образующиеся при окислении металлов атомами кремния, называются силицидами. В данном случае кремний является окислителем и имеет отрицательную степень окисления -4:

  • 2Mg + Si → Mg2Si-4;
  • 6MnO + 5Si → 2Mn3Si-4 + 3Si02;
  • 2Ca + Si → Ca2Si-4.

В соединениях с галогенами и неметаллами (кислород, сера, азот, углерод, водород) кремний проявляет степень окисления +4:

  • Si+4Cl4;
  • Си+4Бр4;
  • Си+402;
  • Si+4H4;
  • Си+43N4;
  • Си+4С;
  • H2Si+4O3.

Степень окисления +2 кремний проявляет редко. Например, в монооксиде SiO, который не встречается в природе и получается только искусственным путём.

Валентность кремния

Рис. 3. Окись кремния.

Что мы узнали?

Определена валентность кремния. Элемент имеет две валентности – II и IV. Другая валентность проявляется в обычном состоянии. Четвертьвалентность характерна для кремния в возбужденном состоянии, когда один электрон переходит с s- на p-подуровень. Степень окисления также зависит от состояния атома. Кремний имеет степени окисления +2, +4, -4. Вместе с галогенами и неметаллами кремний имеет степень окисления +4. В реакциях с металлами элемент выступает в роли окислителя и имеет степень окисления -4. В редких случаях кремний имеет степень окисления +2. Например, он появляется в монооксиде кремния SiO.