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玻璃

铜臭 / 2022-07-29

一、玻璃

玻璃是无定形硅酸盐的混合物。在玻璃内基本结构单位也是SiO₄四面体，但这些四面体在空间的排列，不象在晶体内完全有规律，而是杂乱无章的。图14-10表示在硅酸钠玻璃的秸构内，不仅SiO₄四面体的排列沒有規律，鈉离子的位置也毫无秩序。因此，它沒有确定的熔点，而是在某一温度范圍内逐漸软化。在软化的状态时，玻璃可吹成或軋成任何形状。

普通玻璃为鈉玻璃，是以砂、碳酸鈉和碳酸鈣共熔而制成，其反应为

Na₂CO₃+CaCO₃+6SiO₂=Na₂CaSi₆O₁₄+2CO₂

所得产物虽然以化学式Na₂CaSi₆O₁₄或Na₂O·CaO·6SiO₂表示，但不能认为是一个确定的化合物，因为玻璃在实际上是一种粗成不定的不同硅酸盐的混合物。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, 則得熔点較高和較耐化学作用的鉀玻璃，这种玻璃多用于制造耐高温的化学玻璃仪器，如燃燒管等。如鈉玻璃中的Ca同时以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，用作雕刘玻璃和光学玻璃。一种較好的化学玻璃除SiO₂的成分高(80%)以外，还含有B₂O₃(12%)，余为Na₂O和Al₂O₃，它的热膨脹率低，故耐驟冷和驟热，也耐腐触。

玻璃可用少量的金屬氧化物使之着色。氧化銅⁽ᴵᴵ⁾或鉻可生綠色，氯化鈷生藍色，氧化銅⁽ᴵ⁾生紅色，二氧化錳生紫色。乳色玻璃中含氧化錫⁽ᴵᵛ⁾或氟化鈣。硅酸铁⁽ᴵᴵ⁾量多时为黑色，量少时为混綠色，若玻璃长期保持高温，則逐漸結晶，而变成不透明，这称为反玻璃化作用。

二、鍺分族元素的氫化物

本族元素的氫化物連同它們的相应的碳烷和硅烷見表14-11。以表内

表14-11 碳族元素的氢化物性质
化合物类型和性质	C	Si	Ge	Sn	Pb
（1）MH₄ 熔点，°C 沸点，°C 液体密度，克/立方厘米分解温度，°C	CH₄ -182.7 -161.3 0.415 800	SiH₄ -185.0 -111.9 0.68 450	GeH₄ -165 -88.1 — 285	SnH₄ -150 -52 — 150	PbH₄ 约—13 — 0
（2）M₂H₆ 熔点，°C 沸点，°C 液体密度，克/立方厘米	C₂H₆ -172 -88.7 0.546	Si₂H₆ -132.5 -14.5 0.686	Ge₂H₆ -109 29 —		—
（3）M₃H₈ 熔点，°C 沸点，°C 液体密度，克/立方厘米	C₃H₈ -189.9 -44.5 0.585	Si₃H₈ -117.4 52.9 0.743	Ge₃H₈ -105.6 110.5 —	—	—

数据可看出，它們的四价氫化物的稳定性是依Ge-Sn-Pb 的次序迅速降低。不仅分解溫度依次递降，而且化合物的种类减少。它們皆为氧所氧化而形成二氧化物和水，这种氧化作用的容易程度也是随着上列次序而递增，但不象硅烷那样容易燃燒。也不象硅烷，它們不与水反应，也不受碱的作用。

在用酸分解鎂与鍺或鉛的合金时，产生少量的鍺或鉛的氯化物混在氢中。用液体空气来冷却，可从这混合气体中将它們与氣分开。鳍的不同氫化物則用分餾法分离，与分离硅烷的方法相同。錫的氩化物只有最简单的一种SnH₄,表示元素自己的原子之間的跳到錫即不稳定。鉛的氫化物PbH₄的制备比錫更难。鉛与鎂的合金溶于酸时只产生微量的氧化物。原子氧与鉿反应只形成少許不能凝結的揮发物。因此，四氫化鉿仅能证明其存在，还未能得到純的制品。

本分族元素的氩化物的结构与碳及硅的氫化物一样，皆相应于以金属原子为中心的四面体。

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