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原硅酸盐

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原硅酸盐
原硅酸根的结构
识别
CAS号 17181-37-2  checkY
性质
化学式 SiO4−
4
摩尔质量 92.08 g·mol⁻¹
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

在化学中,原硅酸盐阴离子 SiO4−
4
及它所形成的盐类酯类。它是其中一种硅酸盐阴离子。它也被称为四氧化硅阴离子。[1]

原硅酸盐,如:原硅酸钠是稳定的,在硅酸盐矿物中广泛存在。[2]橄榄石,成分为原硅酸镁和原硅酸亚铁,是上层地幔的主要矿物。

原硅酸根是一种强碱,是非常弱的酸原硅酸 H
4
SiO
4
(pKa2 = 13.2 当 25 °C时)的共轭碱。 由于原硅酸容易分解成水合二氧化硅英语Hydrated silica,因此很难研究这种平衡。 [3]

结构

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原硅酸根有着正四面体型结构,由硅原子被四个氧原子环绕而成。

在这个离子里,每个氧原子都携带一价的负电荷。[4]其中的 Si–O 键的键长为 162 pm 。[5]

在有机原硅酸盐,又称原硅酸酯如:四甲氧基硅烷英语tetramethyl orthosilicate的原硅酸根中的氧原子是中性的,各自形成一个共价键以连接烃基。

用处

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掺杂的原硅酸钡(Ba2SiO4)是绿色发光二极管(LED)中常用的磷光体。 蓝色发光二极管里的磷光体则是掺杂的原硅酸钡。[6]原硅酸钡是真空管阴极中毒英语cathode poisoning的主要原因。 [7]

有机化学

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尽管原硅酸盐在无机化合物和地球化学里广泛存在,不过原硅酸酯却很少。有两个很重要的原硅酸酯可用于有机合成四乙氧基硅烷,简称TEOS,用于连接聚合物,在制造气凝胶中尤其重要。四甲氧基硅烷英语Tetramethyl orthosilicate,简称TMOS,可以用作TEOS的替代品,也可以用作试剂。TEOS的用处比TMOS更广泛,因为TMOS分解是会产生大量有毒的甲醇。吸入TMOS可能导致二氧化硅在肺部积聚,形成硅肺病

参考资料

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  1. ^ C. A. Kumins, and A. E. Gessler (1953), "Short-Cycle Syntheses of Ultramarine Blue". Indunstrial & Engineering Chemistry, volume 45, issue 3, pages 567–572. doi:10.1021/ie50519a031
  2. ^ Western Oregon University. [2020-07-29]. (原始内容存档于2017-11-05). 
  3. ^ Jurkić, Lela Munjas; Cepanec, Ivica; Pavelić, Sandra Kraljević; Pavelić, Krešimir. Biological and therapeutic effects of ortho-silicic acid and some ortho-silicic acid-releasing compounds: New perspectives for therapy. Nutrition & Metabolism. 2013, 10 (1): 2. ISSN 1743-7075. PMC 3546016可免费查阅. doi:10.1186/1743-7075-10-2. 
  4. ^ Balaram Sahoo; Nayak Nimai Charan; Samantaray Asutosh; Pujapanda Prafulla Kumar. Inorganic Chemistry. PHI Learning Pvt. Ltd. : 306 [2020-07-29]. ISBN 978-81-203-4308-5. (原始内容存档于2020-09-21). 
  5. ^ Horacio E. Bergna; William O. Roberts. Colloidal Silica: Fundamentals and Applications. CRC Press. 19 December 2005: 10. ISBN 978-1-4200-2870-6. 
  6. ^ Huayna Cerqueira Streit, Jennifer Kramer, Markus Suta, Claudia Wickleder, "Red, green, and blue photoluminescence of Ba₂SiO4:M (M = Eu3+, Eu2+, Sr2+) nanophosphors"页面存档备份,存于互联网档案馆), Materials (Basel), vol. 6, iss. 8, pp. 3079–3093, 24 July 2013 doi:10.3390/ma6083079.
  7. ^ Jones, Morgan (Electronics engineer). Valve amplifiers 4th. Oxford: Newnes. 2011: 301. ISBN 978-0-08-096640-3. OCLC 760157359.