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玻璃

銅臭 / 2022-07-29

一、玻璃

玻璃是無定形硅酸鹽的混合物。在玻璃內(nèi)基本結(jié)構(gòu)單位也是SiO?四面體，但這些四面體在空間的排列，不象在晶體內(nèi)完全有規(guī)律，而是雜亂無章的。圖14-10表示在硅酸鈉玻璃的秸構(gòu)內(nèi)，不僅SiO?四面體的排列沒有規(guī)律，鈉離子的位置也毫無秩序。因此，它沒有確定的熔點，而是在某一溫度范圍內(nèi)逐漸軟化。在軟化的狀態(tài)時，玻璃可吹成或軋成任何形狀。

普通玻璃為鈉玻璃，是以砂、碳酸鈉和碳酸鈣共熔而制成，其反應(yīng)為

Na?CO?+CaCO?+6SiO?=Na?CaSi?O??+2CO?

所得產(chǎn)物雖然以化學(xué)式Na?CaSi?O??或Na?O·CaO·6SiO?表示，但不能認(rèn)為是一個確定的化合物，因為玻璃在實際上是一種粗成不定的不同硅酸鹽的混合物。鈉玻璃的主要成分是硅酸鈉和硅酸鈣，用于制造玻璃瓶、玻璃管和鬥窗玻璃。如以K代替鈉玻璃丙的Na, 則得熔點較高和較耐化學(xué)作用的鉀玻璃，這種玻璃多用于制造耐高溫的化學(xué)玻璃儀器，如燃燒管等。如鈉玻璃中的Ca同時以Pb代替之，則得有高折光性和高比重的鉀-鉛玻璃或燧石玻璃，用作雕劉玻璃和光學(xué)玻璃。一種較好的化學(xué)玻璃除SiO?的成分高(80%)以外，還含有B?O?(12%)，余為Na?O和Al?O?，它的熱膨脹率低，故耐驟冷和驟熱，也耐腐觸。

玻璃可用少量的金屬氧化物使之著色。氧化銅????或鉻可生綠色，氯化鈷生藍色，氧化銅???生紅色，二氧化錳生紫色。乳色玻璃中含氧化錫????或氟化鈣。硅酸鐵????量多時為黑色，量少時為混綠色，若玻璃長期保持高溫，則逐漸結(jié)晶，而變成不透明，這稱為反玻璃化作用。

二、鍺分族元素的氫化物

本族元素的氫化物連同它們的相應(yīng)的碳烷和硅烷見表14-11。以表內(nèi)

表14-11 碳族元素的氫化物性質(zhì)
化合物類型和性質(zhì)	C	Si	Ge	Sn	Pb
（1）MH? 熔點，°C 沸點，°C 液體密度，克/立方厘米分解溫度，°C	CH? -182.7 -161.3 0.415 800	SiH? -185.0 -111.9 0.68 450	GeH? -165 -88.1 — 285	SnH? -150 -52 — 150	PbH? 約—13 — 0
（2）M?H? 熔點，°C 沸點，°C 液體密度，克/立方厘米	C?H? -172 -88.7 0.546	Si?H? -132.5 -14.5 0.686	Ge?H? -109 29 —		—
（3）M?H? 熔點，°C 沸點，°C 液體密度，克/立方厘米	C?H? -189.9 -44.5 0.585	Si?H? -117.4 52.9 0.743	Ge?H? -105.6 110.5 —	—	—

數(shù)據(jù)可看出，它們的四價氫化物的穩(wěn)定性是依Ge-Sn-Pb 的次序迅速降低。不僅分解溫度依次遞降，而且化合物的種類減少。它們皆為氧所氧化而形成二氧化物和水，這種氧化作用的容易程度也是隨著上列次序而遞增，但不象硅烷那樣容易燃燒。也不象硅烷，它們不與水反應(yīng)，也不受堿的作用。

在用酸分解鎂與鍺或鉛的合金時，產(chǎn)生少量的鍺或鉛的氯化物混在氫中。用液體空氣來冷卻，可從這混合氣體中將它們與氣分開。鰭的不同氫化物則用分餾法分離，與分離硅烷的方法相同。錫的氬化物只有最簡單的一種SnH?,表示元素自己的原子之間的跳到錫即不穩(wěn)定。鉛的氫化物PbH?的制備比錫更難。鉛與鎂的合金溶于酸時只產(chǎn)生微量的氧化物。原子氧與鉿反應(yīng)只形成少許不能凝結(jié)的揮發(fā)物。因此，四氫化鉿僅能證明其存在，還未能得到純的制品。

本分族元素的氬化物的結(jié)構(gòu)與碳及硅的氫化物一樣，皆相應(yīng)于以金屬原子為中心的四面體。

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