Mange moderne teknologisk udstyr og hjælpemidler er blevet skabt på grund af de unikke egenskaber af stoffer, der findes i naturen.Menneskeheden ved eksperimenter og omhyggelig undersøgelse af elementerne omkring os hele tiden at modernisere egen opfindelse - denne proces kaldes teknologiske fremskridt.Den er baseret på enkle og tilgængelige for alle, de ting, der omgiver os i hverdagen.For eksempel sand, hvad det kan være overraskende og usædvanlige?Forskere var i stand til at isolere fra en silicium - et grundstof, uden hvilken der ikke ville være nogen computerudstyr.Anvendelsesområdet er mangfoldigt og er konstant voksende.Dette opnås gennem unikke egenskaber siliciumatomet i sin struktur og tilslutningsmuligheder med andre simple stoffer.
Feature
i det periodiske system, som er udviklet af Mendeleev, silicium (grundstof) er repræsenteret ved Si.Den henviser til de ikke-metaller, ligger i de vigtigste den fjerde gruppe af tredje periode, har atomnummer 14. Dens nærhed til kulstof er ikke tilfældig: deres egenskaber er stort set sammenlignelige.Ikke findes i naturen i ren form, som en aktiv bestanddel og har en tilstrækkelig stærk binding med oxygen.Basismateriale - silica, som er et oxid og silicater (sand).Når denne silicium (dets naturlige forbindelse) er en af de mest almindelige grundstoffer i verden.Ifølge massefordelingen af indholdet er det kun overgået oxygen (over 28%).Den øverste skorpe lag omfatter siliciumdioxid i form (dette kvarts), forskellige typer af ler og sand.Den anden mest almindelige gruppe udgøres af sine silikater.I en dybde på ca. 35 km fra overfladelagene er arrangeret granit og basalt indskud, som omfatter siliciumforbindelser.Den procentvise indhold af Jordens kerne har endnu ikke regnet ud, men kommer til overfladen lag af kappen (900 km) indeholder silikater.Ved sammensætningen af koncentrationen havvand silicium er 3 mg / l, månestøv består af 40% af dets forbindelser.De store vidder af plads, menneskeheden hidtil har undersøgt, indeholder dette grundstof i store mængder.For eksempel spektralanalyse meteoritter, som nærmer sig jorden i en afstand, der er til rådighed for forskere, har vist, at de består af 20% af silicium.Der er mulighed for dannelse af liv på grundlag af dette element i vores galakse.
forskningsprocessen
historie opdagelsen af grundstoffet silicium har flere etaper.Mange stoffer, systematiseret Mendelejev er blevet brugt af menneskeheden i århundreder.Elementerne i en naturlig form, dvs.forbindelser, der ikke blev udsat for kemisk behandling, og alle deres egenskaber ikke været kendt af mennesker.I processen med at studere alle funktionerne i stoffet var kommet nye anvendelsesområder.Egenskaberne af silicium til dato er ikke blevet undersøgt indtil udgangen - dette element er tilstrækkelig bred og varieret vifte af ansøgningen giver plads til nye opdagelser for fremtidige generationer af forskere.Moderne teknologi i væsentlig grad vil fremskynde denne proces.I det XIX århundrede, har mange berømte kemikere forsøgt at få silicium i en ren form.For første gang det blev gjort Tenaru L. og J. Gay-Lussac i 1811, men opdagelsen af elementet tilhører J. Berzelius, som var i stand til ikke blot at identificere stoffet, men at beskrive det.En kemiker fra Sverige fik silicium i 1823, for det han brugte en metal kalium og kaliumsalt.Reaktionen fandt sted på katalysatoren i form af varme.Den resulterende stof er en simpel grå-brun farve er et amorft silicium.Crystal ren element blev opnået i 1855, Sainte-Claire Deville.Kompleksiteten af fordelingen direkte relateret til den høje styrke af atomare obligationer.I begge tilfælde er den kemiske reaktion rettet mod en fremgangsmåde til oprensning fra urenheder, hvor de amorfe og krystallinske modeller har forskellige egenskaber.
Silicon: grundstof udtale
første navn på den resulterende pulver - Kizel - blev foreslået af Berzelius.I Det Forenede Kongerige og USA silicium og i dag blev omtalt som silicium (Silicium) eller silikone (silicium).Udtrykket stammer fra det latinske "flint" (eller "sten"), og i de fleste tilfælde er det bundet til begrebet "jord" på grund af den store spredning i naturen.Russisk udtale af kemikaliet kan være anderledes, det hele afhænger af kilden.Han blev kaldt silica (Zakharov anvendt udtrykket i 1810), Sicilien (1824 Dvigubsky, Solovyov), silica (1825 frygt), og kun i 1834, den russiske kemiker Germain Henri Hess kommer ind i navnet, som indtil nu er brugti de fleste kilder - silicium.I det periodiske system er repræsenteret af Si.Sådan læses et grundstof silicium?Mange forskere engelsktalende lande ytre sit navn som "B" eller bruge ordet "silicium".Derfor verdensberømte navn af dalen, som er en forskning og produktion område af computerteknologi.De russisktalende folk kalder det element silicium (fra det græske ord "klippe Mountain").
At være i naturen: felt
Hele bjergkæder er sammensat af silicium forbindelser, der i sin rene form ikke vises, fordi alle de kendte mineraler er silica og silikater (aluminosilicater).Fantastiske skønhed af stenene bruges af folk som en prydplante materiale - er opal, ametyst, kvarts, forskellige typer, jaspis, chalcedony, agat, bjergkrystal, karneol og mange andre.De blev dannet på grund af forekomsten af silicium af forskellige stoffer, som har defineret tæthed, tekstur, farve og retning brug.Alle de uorganiske verden kan være forbundet med disse kemikalier, i det naturlige miljø danner stærke bindinger med metaller og metaller (zink, magnesium, calcium, mangan, titan og så videre. D.).Ved sammenligning med andre stoffer, silicium forholdsvis let tilgængelige for ekstraktion i industriel skala: det er fundet i de fleste typer af malm og mineraler.Derfor er aktivt minerede indlån bundet mere til de tilgængelige energikilder, end at de territoriale klynger af sagen.Kvartsit og kvartssand er tilgængelige i alle lande.De største producenter og leverandører af silicium er: Kina, Frankrig, Norge, USA (West Virginia, Ohio, Alabama, New York), Australien, Sydafrika, Canada, Brasilien.Alle producenter anvender forskellige metoder, som afhænger af, hvilken type produkt (hvidt, en halvleder, high-silicium).Grundstof beriget yderligere eller alternativt, oprenset fra alle typer af urenheder har unikke egenskaber, som er afhængige af deres efterfølgende anvendelse.Dette gælder også for et stof.Strukturen af silicium bestemmer dens anvendelsesområde.
historie
bruger meget ofte på grund af ligheden mellem navne på mennesker forveksler silicium og flint, men disse begreber er ikke identiske.For at være klar.Som allerede nævnt, har karakter af silicium i ren form ikke forekomme, hvilket ikke er forbindelserne (den samme silica).De vigtigste mineraler og bjergarter dannet kuldioxid stof under overvejelse - en sand (vand og silica), kvarts og kvartsit, feldspat og flint.Sidstnævnte hørt skal være alt, fordi det er givet stor betydning i menneskehedens historie.Med dette link de første stenredskaber, skabt af folk i stenalderen.Dens skarpe kanter dannet under kælvning fra de vigtigste race, i høj grad letter arbejdet med gamle husmødre og muligheden for Skærpning - jægere og fiskere.Flint havde ikke styrken af metalprodukter, men de mislykkede instrumenter kunne let udskiftes.Dets anvendelse som en flint varede mange århundreder - indtil opfindelsen af alternative kilder.
Med hensyn til moderne realiteter, egenskaberne af silicium gør det muligt at udnytte materialet til dekoration eller til at skabe keramik, med, foruden en smuk æstetisk udseende, det har en række fremragende brugsegenskaber.En separat område for dens anvendelse på grund af opfindelsen af glas omkring 3000 år siden.Denne begivenhed gav mulighed for at skabe et spejl, skåle, farvet glas mosaik af forbindelser, der indeholder silicium.Formel suppleret indledende stoffer nødvendige komponenter, der tillader dig at fastgøre produktet den ønskede farve og effekt på styrken af glasset.Fantastiske skønhed og variation af kunstværker blev foretaget af en mand Fra mineraler og sten indeholdende silicium.Den helbredende egenskaber af dette element er blevet beskrevet af forskere fra antikken og er blevet brugt i hele menneskehedens historie.De lagde ud brøndene til drikkevand opbevaring af produkter, der anvendes i hverdagen og i medicin.Pulveret opnået ved formaling blev påført sårene.Særlig opmærksomhed blev udbetalt til vandet, som insisterede i en pot lavet af forbindelser, der indeholder silicium.Grundstof interageret med hendes personale, som gør det muligt at ødelægge en række sygdomsfremkaldende bakterier og mikroorganismer.Og det er ikke alle brancher, hvor vi overvejer stoffet meget, meget hævdet.Strukturen af silicium forårsager dens alsidighed.
Properties
vil vide mere om egenskaberne af stoffet skal overvejes, under hensyntagen til alle de mulige egenskaber.Planer grundstof silicium omfatter fysiske egenskaber, elektrisk ydeevne, undersøgelsens forbindelser og reaktionsbetingelser til deres passage, og så videre. D. Silicon i krystallinsk form har en mørk grå farve med en metallisk glans.Fladecentreret kubisk gitter af en lighed med carbon (diamant), men på grund af større længde af forbindelserne er ikke så robust.Plasticitet gør det varme op til 800 ° C, i andre tilfælde, er det stadig skrøbeligt.De fysiske egenskaber af silicium gør det helt unikt stof: det er transparent for infrarød stråling.Smeltepunkt - 1 410 0 C, kogepunkt - 2600 0 C, densiteten under normale forhold - 2330 kg / m3.Den termiske ledningsevne er ikke konstant for forskellige prøver er det accepteret i den omtrentlige værdi af 25 0C.Egenskaberne af siliciumatomet tillader dets anvendelse som en halvleder.Sådanne anvendelser er mest efterspurgt i dagens verden.Størrelsen af den elektriske ledningsevne af sammensætningen påvirkes, og silicium elementer, der sammen med dem.Således for forbedret elektronkonduktivitet anvendt antimon, arsen, fosfor, for holey - aluminium, gallium, bor og indium.Når indretninger med silicium anvendes som en guide behandlingsflade med midlet, som påvirker driften af apparatet.
egenskaber af silicium som en fremragende dirigent meget udbredt i moderne instrumentering.Dette har specielt betydning i produktionen af sin brug af avanceret teknologi (såsom avancerede computerenheder, computere).
Silicon: karakteristisk grundstof
fleste tetravalent silicium, også fundet meddelelse, hvori den kan indstilles til to.Under normale forhold er det maloaktiven har stærke bindinger ved stuetemperatur kan kun reagere med fluor i gasform samlede tilstand.Dette skyldes den blokerende effekt Dioxide overfladefilm, som er observeret i samspillet med omgivende oxygen eller vand.At stimulere reaktioner er nødvendige for at anvende en katalysator: temperaturstigningen er ideel til et stof, såsom silicium.Grundstof reagerer med oxygen ved 400-500 0 C, hvilket resulterer dioxid film stiger, processen med oxidation.Når temperaturen hæves til 50 0C observerede reaktion med brom, chlor, iod, hvorved der dannes flygtige tetrahalides.Da silicium ikke interagerer syrer, eliminering af en blanding af flussyre og salpetersyre, hvor ethvert alkali i en opvarmet tilstand er et opløsningsmiddel.Silaner fremstillet kun ved nedbrydning af silicidbelægning at reagere med hydrogen, betyder det ikke ind.Den største styrke og kemisk passivitet forskellige forbindelser med bor og kulstof.Høj modstandsdygtighed over for baser og syrer har kvælstof sammensatte, hvilket sker ved temperaturer over 1000 0C.Silicider opnås ved reaktion med metaller, i hvilket tilfælde et yderligere element uafhængigt af valensen som viser silicium.Formel stof dannet med deltagelse af overgangsmetallet, er resistent over for syrer.Strukturen af siliciumatomet direkte påvirker dets egenskaber og evnen til at interagere med andre elementer.Dannelsen af relationer i naturen, og når de udsættes for stoffet (i laboratoriet, industrimiljø) adskiller sig væsentligt.Silicon struktur antager sin reaktivitet.
Structure Diagram af strukturen af siliciumatomet har sine egne karakteristika.Ladningen af kernen 14, hvilket svarer til nummeret i det periodiske system.Antallet af ladede partikler: protoner - 14;elektroner - 14;neutroner - 14. Kredsløbet struktur siliciumatomet er som følger: Si +14) 2) 8) 4. På sidstnævnte (ekstern) niveau er der 4 elektroner, der bestemmer graden af oxidation med et "+" eller "-".Siliciumoxid har formlen SiO2 (valens på 4+), flygtige hydrogenforbindelse - SiH4 (valens på -4).En stor mængde siliciumatomer kan i visse forbindelser har en koordinering antal 6, for eksempel, når det kombineres med fluor.Molarmasse - 28, radius af et atom - 132 pm, konfigurationen af elektron shell: 1S22S22P63S23P2.
Ansøgning
overfladen eller helt doteret silicium bruges som en halvleder i skabelsen af mange, herunder høj præcision, enheder (såsom solceller, transistorer, ensrettere, og så videre. D.).Ultrarent silicium bruges til at oprette solceller (energi).Monokrystallinske art, der anvendes til fremstilling af spejle og en gas laser.Blandt forbindelserne af silicium af glasset, fliser, keramik, porcelæn og keramik.De mange forskellige typer af varer produceret er svært at beskrive, deres udnyttelse sker i hverdagen, i kunst og videnskab, på arbejdspladsen.Den resulterende cement er råmaterialet for at skabe blandinger og mursten efterbehandling materialer.Påsmøringsolier kan smøremidler baseret på siliconeforbindelser reducere friktion i de bevægelige dele af mange mekanismer.Silicider på grund af de unikke egenskaber i bekæmpelsen af aggressive medier (syrer, temperaturer) er meget udbredt i industrien.Deres elektriske, nukleare og kemiske parametre at tage hensyn til eksperter på komplekse produktioner, spiller nogen lille rolle og struktur siliciumatomet.
Vi har listet de mest højteknologiske og avancerede til dato ansøgning.Den mest almindelige, som produceres i store mængder Teknisk silicium anvendes på flere måder:
- som råmateriale til fremstilling af et rent stof.
- til legering i stålindustrien: tilstedeværelsen af silicium øger ildfasthed, forbedrer korrosionsbestandighed og mekanisk styrke (over dette element, kan legeringen blive for skørt).
- Som deoxidationsmiddel til fjernelse af overskydende oxygen fra metallet.
- Rå materialer til fremstilling af silan (silicium forbindelser med organiske stoffer).
- Til produktion af brint fra silicium-jern-legering.
- Manufacturing solpaneler.
Betydningen af stoffet for normal funktion af det menneskelige legeme.Silicon struktur, dets egenskaber defineres i dette tilfælde.Denne overudbud af, eller mangel på det fører til en alvorlig sygdom.
i mennesker
medicin i lang tid ved hjælp af silicium som et bakteriedræbende og antiseptisk.Men med alle fordelene ved udendørs brug dette element skal løbende fornyes i den menneskelige krop.Det normale niveau af dens indhold vil forbedre livet i almindelighed.I tilfælde af manglende mere end 70 sporstoffer og vitaminer, de er ikke fordøjes af kroppen, hvilket er væsentligt lavere resistens over for en række sygdomme.Observeres den højeste procentdel af silicium i de knogler, hud, sener.
