Silicij (kemijski element) lastnosti značilen formule. Silicon odpiranje zgodba

Veliko sodobnih tehnoloških naprav in aparatov so bili ustvarjeni zaradi edinstvene lastnosti snovi najdemo v naravi. Človeštvo z eksperimentiranjem in natančno študijo elementov, ki nas obdajajo nenehno nadgrajuje svoj izum - ta proces se imenuje tehnološki napredek. Temelji na preprost, dostopen vsakomur stvari, ki nas obdajajo v vsakdanjem življenju. Na primer, pesek, kar je lahko presenetljivo in nenavadno? Znanstveniki so mogli ločiti od silicija - kemijski element, brez katerega ne bi bilo računalniška oprema. Njeno področje uporabe je raznolika in se nenehno širi. To se doseže z edinstvenimi lastnostmi silicijev atom, njegova struktura in možnostjo enostavne spojine z drugimi snovmi.

funkcija

V periodnega sistema, razvil DI Mendeleevym, silicij (kemijski element) s simbolom Si navedeno. To se nanaša na nekovin, ki se nahaja v glavnem v četrti skupini tretjega obdobja, ima atomsko število 14. Njegova bližina ogljika ni naključna: v veliko njihovih lastnosti primerljivi. Ni bilo mogoče najti v naravi v čisti obliki, kot aktivni element in ima dovolj močno vez s kisikom. Osnovni material - silicijev dioksid, ki je oksid in silikati (pesek). Ko je ta silicij (njegova naravna spojina) eden izmed najpogostejših kemijskih elementov na svetu. Masa vsebnost frakcija tega je samo še kisik (več kot 28%). Zgornji skorja sloj vsebuje silicijev dioksid v obliki (to kremena), različne vrste gline in peska. Druga najpogostejša skupina je sestavljena iz njenih silikatov. Na globini okoli 35 km iz površinske plasti razporejena granit in bazalt depozitov, ki vključujejo silicijeve spojine. Vsebnost Odstotek zemeljske jedro ni ugotovil še, ampak je najbližje površinski plasti plašča (do 900 km) obsegajo silikate. Sestavek koncentracije morsko silicijevega je 3 mg / l, lunin tla 40% sestoji iz spojin. Cosmos, ki je človeštvo doslej pregledanih vsebujejo to kemijski element v velikih količinah. Na primer, spektralna analiza meteoritov, ki pristopov tla na razdalji, ki je na voljo raziskovalcem, so pokazale, da so sestavljeni iz 20% silicija. Obstaja možnost za nastanek življenja na podlagi tega elementa v naši galaksiji.

raziskovalni proces

Zgodovina odkritja silicija kemijskega elementa ima več stopenj. Mnoge snovi, sistematizirati Mendelejev, ki jih je človeštvo, ki se uporabljajo že stoletja. Poleg tega elementi so v naravni obliki, i .e. V spojine so, da ni bil kemično obdelan, in vse njihove lastnosti ni bilo znano, da ljudje. V procesu študija vse lastnosti snovi, ki se je pojavil nove uporabe. Lastnosti silicija do danes še niso bila raziskana do konca - ta element je dovolj širok in raznolik spekter uporabe pušča prostor za nova odkritja za prihodnje generacije znanstvenikov. Moderna tehnologija bo bistveno pospešila ta proces. V XIX stoletja, mnogi znani kemiki so poskušali dobiti čisti silicij. Za prvič je bilo mogoče, da bi Tenaru L. in J. Gay-Lussac leta 1811, vendar pa odkritje elementa pripada J. Berzelius, ki je sposoben, ne samo identifikacijo snovi, ampak tudi, da ga opisati. Kemik iz Švedske dobil silicija leta 1823, to je uporabil kovinski kalij in kalijeve soli. Reakcija je potekala na katalizatorja v obliki toplote. Nastalo preprost snov sivo-rjave barve je amorfni silicijev. Kristalno čista element smo dobili leta 1855, Sainte-Kler Devilem. Zapletenost je neposredno povezana z dodelitvijo a visoke trdnosti atomskih vezi. V obeh primerih se kemična reakcija nanaša na postopek čiščenja nečistoč se amorfne in kristalinične modeli imajo drugačne lastnosti.

Silicon: element izgovor kemična

Prvo ime, ki izhaja v prahu - Kizel - je predlagal Berzelius. V Združenem kraljestvu in Združenih državah Amerike je silicij in danes besedilu silicij (silicij) ali silikona (Silicon). Izraz izhaja iz latinske besede "kremen" (ali "kamen"), in v večini primerov je to povezano s pojmom "zemlje", zaradi širokega razpona v naravi. Ruski izgovor kemikalije je drugačen, je vse odvisno od vira. On je bil imenovan silicijev dioksid (Zakharov uporabil izraz v 1810), Sicilija (1824, Dvigubsky, Solovjov), silicij (1825, strah), in šele leta 1834, ruski kemik nemški Ivanovič GESS uvaja ime, ki do sedaj uporablja večina virov - silicij. Periodičnih Mendeleyev sistem je imenovan simbol Si. Kako brati element silicij kemično? Mnogi učenjaki angleško govorečih državah izgovoriti njegovo ime kot "B" ali uporabljajo besedo "silikonski". Zato je svetovno znana imena doline, ki je za raziskave in proizvodnjo računalniške strojne platforme. Rusko govorečega prebivalstva se nanaša na silicija element (iz grške besede "skala Mountain").

Biti v naravi: polja

Celotna gorski sistemi sestavljen iz silicijevih spojin, ki se ne pojavljajo v čisti obliki, saj so vsi znani minerali dioksidov ali silikati (aluminosilikati). Neverjetno lepoto kamnov, ki jih ljudje uporabljajo kot okrasno materiala - to Opals, amethysts, tip kremen, Jasper, kalcedona, ahata, rock kristali, karneol in mnoge druge. Oblikujejo zaradi pojava različnih spojin silicija, ki določi gostoto, strukturo, barvo in smer uporabe. Pregled anorgansko svet je lahko povezano z istim kemijskega elementa, pri kateri okolja tvori močne vezi z kovine ali kovin (cink, magnezij, kalcij, mangan, titana in tako naprej. D.). V primerjavi z drugimi snovmi, silicij dokaj lahko dostopna za ekstrakcijo v industrijskem merilu: to je mogoče najti v večini vrst rude in mineralov. Zato se aktivno kopljejo depoziti vezana na najbolj dostopnih virov energije, kot da teritorialnih skupin snovi. Quartzites in kremenčev pesek so na voljo v vseh državah. Večina večjih proizvajalcev in dobaviteljev silicija so: Kitajska, Francija, Norveška, Združene države Amerike (Zahodna Virginia, Ohio, Alabama, New York), Avstralija, Južna Afrika, Kanada, Brazilija. Vsi proizvajalci uporabljajo različne načine, ki so odvisni od vrste izdelka (tehnične, polprevodnikov, high-silicij). Kemijsko elementa obogatenega dodatno ali alternativno očistili od vseh vrst nečistot poka posameznih lastnosti, ki je odvisna od njegove nadaljnje uporabe. To velja tudi za snov. Silicon struktura opredeljuje njeno področje uporabe.

Zgodovina uporabe

Zelo pogosto, zaradi podobnosti imen ljudi zmesti silicija in drobnim, vendar so ti pojmi niso enaki. Mi smo jasno. Kot smo že omenili, v naravi, silicijev ne najdemo v čisti obliki, ni mogoče trditi o njegovih povezavah (enako steklo). Glavni minerali in kamnine tvorjen dioksid razmišljamo snov - je pesek (voda in silicijev dioksid), kremen in kvarcit, glinenec in kremen. Slednji je slišal, mora imeti vse, ker je glede na velik pomen v zgodovini človeštva. S tem tie kamnita orodja, ki jih ljudje v času kamene dobe. Njegovi ostri robovi, ki izhajajo iz sekanje v živi skali, močno olajša delo starih gospodinje, in možnost ostrenje - lovci in ribiči. Flint ni bilo moč kovinskih izdelkov, vendar neuspešno instrumenti bi se lahko enostavno zamenja. Njegova uporaba kot kremen trajala več stoletij - vse do iznajdbe alternativnih virov.

Glede na današnje stvarnosti, lastnosti silicija bi bilo mogoče izkoristiti material za dekoracijo ali oblikovanje keramične posode, s, poleg lep estetski videz, ima številne odlične funkcionalne lastnosti. Ločena smer njegovo uporabo zaradi izumu stekla pred približno 3000 leti. Ta dogodek je bila priložnost za ustvarjanje ogledala, jedi, vitraž mozaik spojin, ki vsebujejo silicij. Formula začetne snovi dopolnijo potrebne komponente, omogočiti produktu, da smo dobili želeno barvo in vpliva na trdnost stekla. Neverjetno kozmetični in raznolikost umetniških bile narejene z moškim iz mineralov in kamenje, ki vsebujejo silicij. Zdravilne lastnosti tega elementa so opisali znanstveniki antike in se uporablja v celotni zgodovini človeštva. So določenimi vrtin za pitno shranjevanje vode za izdelke, ki se uporabljajo v vsakdanjem življenju in v medicini. Prašek pridobljen z mletjem bila uporabljena za rane. Posebna pozornost je bila v vodo v kateri je zahteva v lonec iz spojin, ki vsebujejo silicij. Sestavek kemijski element v interakciji z njim, tako da je število uničenje patogenih bakterij in mikroorganizmov. In to še ni vse sektorje, kjer smo glede na snov, ki je zelo, zelo v povpraševanju. silicij struktura povzroča svoje multifunkcionalnosti.

lastnosti

Za več podrobnosti o značilnostih materiala je potrebno upoštevati, ob upoštevanju vseh možnih lastnosti. Načrt element silicij kemijske lastnosti vključujejo fizikalne lastnosti, električnimi parametri študija spojine in reakcijske pogoje, in tako njunim prehodom. G. Silicij v kristalinični obliki ima temno sivo barvo s kovinskim sijajem. Face-centered kubični rešetke spominja ogljika (diamant), vendar je zaradi večje dolžine povezave ni tako močna. Plastični počne toploto do 800 ^{° C,} v drugih primerih pa je še vedno krhka. Fizikalne lastnosti silicija, da to resnično edinstveno snov: je transparenten za infrardeče sevanje. Tališče - 1410 ⁰ ° C in vreliščem - 2600 ⁰ C gostota pri normalnih pogojih - 2330 kg / ^m3. Toplotna prevodnost ni konstantna za različne vzorce je prejela v približni vrednosti 25 ⁰ C. Lastnosti atomom silicija omogoči njihovo uporabo kot polprevodnika. Takšne aplikacije so največje povpraševanje v današnjem svetu. Obseg prevodnost vpliva na sestavo silicija in elemente, so v povezavi z njimi. Torej, za izboljšano elektronsko prevodnostjo se uporablja antimon, arzen, fosfor, za perforirane - aluminija, galija, bora, indija. Pri ustvarjanju naprave s silicijevim uporabimo kot površinsko obdelavo vodilno s sredstvom, ki vpliva na delovanje aparata.

Lastnosti silicija kot odličnega dirigenta uporabljajo precej obširno v sodobnem instrumenta. Še posebej pomembna je njegova uporaba v proizvodnji sodobne opreme (npr sodobne računalniške naprave, računalniki).

Silicij: značilni kemijski element

V večini primerov je silicij tetravalentni, obstajajo tudi sporočilo, v katerem ga je mogoče nastaviti na dve. Pod normalnimi pogoji to slabo aktiven, ima močne spojine pri sobni temperaturi, lahko reagira samo s fluorom v plinastem agregatnem stanju. Razlog za to je zaporni učinek dioksida površinski prevleki, ki je ugotovljena v interakciji s kisikom sobni ali vodo. Za stimulacijo reakcije potrebne za uporabo katalizatorja: povečanje temperature je idealna za snov, na primer silicij. Kemijski element reagira s kisikom pri 400-500 ⁰ ° C, nastalo dioksidom filmske poveča, proces oksidacije. Ko se temperatura dvigne na 50 ⁰ ° C reakcijo z bromom, klorom, jodom, pri čemer tvori hlapne tetrakloridi. Z kislin silicijev ne reagira, z izjemo zmesi fluorovodikove in dušikove kisline, medtem kateremkoli alkalije v segretem stanju topilo. Silani proizvajajo samo razkrojem silicidov v reakciji z vodikovim ne vnesti. Najvišje trdnosti in kemične spojine, se razlikujejo pasivnost z borom in ogljika. Visoka odpornost proti alkalijam in kisline, s spojino s dušika, ki se pojavi pri temperaturah nad 1000 ⁰ C. silicidi se pridobiva z reakcijo s kovinami, in v tem primeru odvisna od valenco dopolnilni element, ki kaže silicij. Formula snov, ki nastane s sodelovanjem prehodne kovine je odporen na kisline. Struktura silicijevim atomom, neposredno vpliva na njene lastnosti in sposobnost, da komunicirajo z drugimi elementi. Proces tvorbe vezi v naravi in kadar je izpostavljen snovi (v laboratoriju, industrijsko okolje) bistveno razlikuje. Silikonska sestava prevzame svojo kemijsko aktivnost.

struktura

Struktura vezje atomom silicija ima svoje značilnosti. Jedro naboj 14, ki ustreza zaporedno številko v periodnega sistema. Število nabitih delcev: protonov - 14; elektronov - 14; nevtronov - 14. Struktura vezje silicijevih atomov, je naslednja: Si 14) 2) 8) 4. Na zadnji (zunanje) ravni elektronov so 4, ki določa stopnjo oksidacije z znakom "+" ali "-". Silicijev oksid ima formulo SiO ₂ (valenca 4+), hlapna vodika Spojina - SiH ₄ (valenca -4). Velika količina silicijevimi atomi v nekaterih spojin imajo številne koordinacijske 6, kot je spojina s fluorom. Molska masa - 28 atomski polmer - 132 ps, konfiguracija lupina elektronov: 1S 2S ^{2 2} 3S ^{2 6} 2P 3P ^2.

aplikacija

Površinsko ali popolnoma dopirani silicij se uporablja kot polprevodnik ob ustvarjanju mnogih, vključno z natančnostjo, napravami (npr sončne celice, tranzistorji, usmernika t. D.). Ultrapure silicij se uporablja za izdelavo sončne celice (energija). Vrsta Monokristal se uporablja za izdelavo zrcal in laserskega plina. Silicijeve spojine, pridobljen iz stekla, keramike ploščice, keramika, porcelan in fajansa. Različnih vrst blaga, proizvedenega, je težko opisati, njihovo izkoriščanje pojavlja v vsakdanjem življenju, v umetnosti in znanosti, na delovnem mestu. Nastala cement je surovina za ustvarjanje mešanice in zaključna opeke materialov. Porazdelitev olja, lahko maziva na osnovi silikona spojin znatno zmanjša trenje v gibljivih delov številni mehanizmi. Silicidi zaradi edinstvene lastnosti v agresivnih medijih števec (kisline, temperatura) se pogosto uporabljajo v industriji. Njihovi električni, jedrski in kemični kazalci upoštevajo strokovnjaki na kompleksne produkcije, ne igra nobene majhno vlogo in strukturo atoma silicija.

Navedli smo najbolj high-tech in naprednih na datum uporabe. Najpogostejši, ki se proizvajajo v velikih količinah tehnični silicij se uporablja na več načinov:

1. Kot surovina za proizvodnjo čiste snovi.
2. Za legiranje metalurgiji: prisotnost silicija povečuje neodzivnost, izboljša korozijsko odpornost in mehansko trdnost (s prebitkom tega elementa, lahko zlitina preveč krhki).
3. Kot redukcijskega sredstva za odstranjevanje odvečnega kisika iz kovine.
4. Surovine za proizvodnjo silanov (SI spojine z organskimi snovmi).
5. Za proizvodnjo vodika silicijevega železa zlitine.
6. Proizvodnja sončnih kolektorjev.

Velika vrednost snovi in za normalno delovanje človeškega organizma. Silicon struktura, njegove lastnosti so v tem primeru odločilen. V tem primeru, presežek ali pomanjkanje nje vodi do resnih bolezni.

Človeško telo

Medicina že dolgo časa uporablja silicij kot baktericidno in antiseptično. Toda vse prednosti zunanjo uporabo, je treba ta element se neprestano obnavlja v človeškem telesu. Normalna raven njegove vsebine bodo izboljšali življenje na splošno. V primeru pomanjkanja več kot 70 elementov v sledovih in vitaminov, ki jih presnavlja v telesu, ki je bistveno nižja odpornost na različne bolezni. Najvišji odstotek silicija je opaziti v kosti, kože, kit. On igra vlogo sestavnega dela, ki podpira moč in daje elastičnost. Vse skeletne trdo tkivo nastala na račun njegove spojine. Zaradi nedavnih raziskav je pokazala vsebnost silicija ledvic, trebušne slinavke in vezivnega tkiva. Vloga teh organov v delovanje telesa, je precej velik, tako da zmanjšuje njeno vsebino, je škodljivo vpliva na številnih ključnih kazalnikih preživetje. Dan s hrano in vodo telesa morajo dobiti 1 gram silicija - to bo pomagalo izognili morebitnim bolezni, kot so vnetja kože, mehčanje kosti, nastanek kamnov v jetrih, ledvicah, zamegljen vid, las in pogoje za nohte, ateroskleroza. Ko zadostna stopnja vsebine tega poveča element imunitete, normalizira metabolizem, izboljšuje absorpcijo številnih elementov, potrebnih za zdravje ljudi. Največja količina silicijevega dioksida - v žit, redkev, ajde. Bo prinesla pomembne koristi silicijevega vodo. Za določitev števila in pogostosti njene uporabe, je najbolje posvetovati s strokovnjakom.