Üks levinumaid elemente looduses - see on ränist või räni.See lai levik näitab tähtsus ja tähendus selles küsimuses.See on väga kiiresti aru ja õppinud inimesed, kes on õppinud, kuidas kasutada räni.Selle kasutamine põhineb eriomadused, mis me räägime edasi.
Silicon - keemiline element
Kui sa annad kirjeldus selle kirje olukorra kohta perioodilise tabeli, on võimalik määrata järgmisi olulisi punkte:
- seerianumber - 14.
- periood - kolmas mees.
- Group - IV.
- alagrupp - peamine.
- struktuuri välimine elektron kest on antud 3s23p2.
- räni elemendiks on keemiline sümbol Si, mida hääldatakse "Räni".
- oksüdeerunud olekusse, mida ta eksponeerib: -4;2;4.
- valentsiga aatomi võrdne IV.
- aatommass räni on võrdne 28,086.
- Looduses on kolm stabiilset isotoopi elemendi massiarvud 28, 29 ja 30.
Seega räni aatom keemilisest vaatepunktist - lihtsalt uuritud kirjeldatud elemente erinevaid omadusi.
ajalugu avastus
Kuna olemuselt populaarne ja mass sisu on erinev ühendid element, iidsetest aegadest on inimesed harjunud teadma omadused ja nimed paljud neist.Pure räni kaua püsinud piiridest inimese teadmised keemias.
populaarsemaid ühendid, mida kasutati igapäevases elus ja tööstuses inimesed iidsed kultuurid (egiptlased, roomlased, Hiina, Vana-venelased, pärslased ja teised) olid vääris- ja poolvääriskivid põhineb ränioksiidist.Nende hulka kuuluvad:
- opaal;
- rhinestone;
- topaas
- chrysoprase;
- onyx;
- kaltsedoniga ja teised.
Samuti kasutas vana Kvarts ja kvartsliiv ehituses.Kuid elementaarse räni jäi lahendamata, kuni XIX sajandi kuigi paljud teadlased üritanud eristada seda erinevate ühendite abil ja katalüsaatorid ja kõrgetel temperatuuridel, ja isegi elektrit.Need on heledad mõtetes:
- Carl Scheele;
- Gay-Lussac;
- Tenar;
- Humphry Davy;
- Antoine Lavoisier.
edukalt täita saada räni puhtal kujul õnnestus Jens Jacobs Berzelius 1823.Selleks on ta teostanud katseid kvartsklaas ja fluoriidi auru kaaliummetalli.Selle tulemusena amorfse modifikatsiooni element.Sama teadlane kutsuti avada ladina keeles aatomi.
Veel hiljem, 1855. aastal, teine teadlane - Sainte-Claire Deville - õnnestus sünteesida erinevaid allotropes - kristalne räni.Kuna teadmised selle elemendi ja tema omadused on muutunud väga kiiresti täiendada.Inimesed on aru saanud, et see on unikaalne omadus, mis võib väga hästi kasutada oma vajaduste rahuldamiseks.Seega, täna üks populaarsemaid elemendid elektroonika ja tehnoloogia - on räni.Rakendades seda ainult laiendab oma piire igal aastal.
aatomi andis nime Vene teadlane Hess 1831.Ongi jäänud tänaseni.
Sisu
looduses nii loomulik räni on teine ainult hapniku.Selle protsendipunkti võrreldes teiste aatomite koosseisu kooriku - 29,5%.Lisaks süsiniku ja räni - kahte erilist elementi võimeline konfigureerima circuit, mis ühendavad omavahel.See on põhjus, miks viimasel on rohkem kui 400 erinevat mineraali, mille raames ta leida litosfääri, hüdrosfääri ja biomass.
Kus täpselt on räni?
- sügavamale pinnasesse kihid.
- kivid, reservuaarid ja massiivid.
- allosas veekogud, eriti ookeanide ja merede.
- taimedes ja mereelu loomariigis.
- Inimestel ja maa loomad.
saab määrata mõningaid levinumaid mineraalid ja kivimid, millest osa on olemas suur hulk räni.Chemistry neist on selline, et kaalu sisu puhas element seal jõuab 75%.Kuid konkreetset numbrit sõltub materjali liigist.Nii, kivimid ja mineraalid, mis sisaldavad räni:
- feldspars;
- Vilgu;
- amfiboolist;
- häbi;
- kaltsedoon
- silikaadid;
- liivakivid;
- alumiiniumsilikaate;
- savi ja teised.
kogunemist kestad ja exoskeletons mereloomad, räni moodustab tugev koos tähtajaliste hoiuste ränidioksiidi põhjas tiigid.See on üks looduslikest allikatest käesoleva element.
Lisaks leiti, et Silicium võivad eksisteerida puhaste native kujul - kujul kristallid.Aga need hoiused on väga haruldased.
füüsikalised omadused räni
Kui sa annad iseloomustus element komplektist füüsikaliste ja keemiliste omaduste, esiteks on vaja määrata füüsikalised parameetrid.Siin on mõned põhilised:
- olemas kaks allotropic muudatused - amorfne ja kristalliline, mis erinevad kõik omadused.
- Kristalliline väga sarnane teemant, sest süsiniku ja räni sellega seoses on peaaegu identsed.Kaugust siiski aatomite vahel erinevad (ränist rohkem), nii et teemant on palju raskem ja vastupidav.Tüüp võre - tahktsentreeritud kuupmeetri.
- Aine on väga haprad kõrgetel temperatuuridel muutub elastseks.
- sulamistemperatuur on 1415˚S.
- Keemistemperatuur - 3250˚S.
- asi tihedus - 2,33 g / cm3.
- värvi ühendid - hõbehalli, väljendatud iseloomuliku metallilise läike.
- on head pooljuhtmaterjali omadused, mis on võimelised varieerida, lisades teatud ainetega.
- ei lahustu vees, orgaanilisi lahusteid ja happed.
- Täpsemalt lahustuvad leelised.
esindatus füüsikalised omadused räni inimesed saaksid hallata ja kasutada, et luua erinevaid tooteid.Näiteks omaduste põhjal semiconductivity elektroonikas kasutatavad räni.
Keemilised omadused Keemilised omadused räni on väga sõltuv reaktsiooni tingimused.Kui me räägime puhast ainet standard seaded, peate määrama väga madala aktiivsusega.Mõlemad kristallilise ja amorfse räni on väga inertne.Ärge suhelda tahes tugevate oksüdeerijate (va fluori) või tugevad redutseerijad.
See on tingitud asjaolust, et materjali pind moodustub kohe oksiidikihi SiO2, mis takistab edasist koostööd.On võimalik moodustada mõjul vee, õhu ja aurud.
Kui muudad tüüptingimused ja teha soojendamiseks räni kõrgema temperatuuriga kui 400s, tema reaktsioonivõime on tugevalt tõusnud.Sel juhul reageerib:
- hapnik;
- igasuguseid halogeen;
- vesinikku.
Kõrgematel temperatuuridel, moodustamise toodete reaktsioonis boor, lämmastiku ja süsiniku.Eriti oluline on ränikarbiid - SiC, sest see on hea abrasiivsed.
keemilised omadused räni ka selgelt näha reaktsioonid metallidega.Nende sõnul on oksüdeerijana, et tooted on kutsutud silicide.Ta on tuntud sellised ühendid:
- leeliseline;
- leeliseline;
- siirdemetallid.
Ebatavaline omadused on saadud ühendi legeerimine raua ja räni.See kannab nime ferrosiliitsiumi keraamika ja edukalt tööstuses.
keeruliste ainete reageerimisel räni ei tulnud, nii et kõik nende liikide võimelised lahustama ainult:
- aqua regia (segu lämmastik- ja vesinikkloriidhape);
- sööbivad leelised.
temperatuur lahendus ei tohiks olla alla 60 ° C.Kõik see kinnitab füüsilise põhjal aine - teemant-stabiilne kristallivõre, andes jõudu ja inerts.
tootmise meetodid
räni kõige ehedamal kujul - protsess on üsna kallis hind.Lisaks tänu tema omadused kas meetod annab ainult 90-99% puhast produkti lisandina metalli ja süsiniku jäävad endiselt.Nii lihtsalt, et saada piisavalt materjali.Samuti peaks kvalitatiivselt selge välismaa elemente.
Üldiselt räni tootmiseks toimub peamiselt kahel viisil:
- valge liiva, mis on puhas räni SiO2.Pärast soojendamist koos aktiivse metall (tavaliselt magneesium) on moodustatud vaba element amorfne modifikatsioon.Puhtus see meetod on suur, Produkt saadakse saagisega 99,9 protsenti.
- rohkem levinud meetod tööstuslikus mahus - Paagutusaeg sulatada liiva koksi spetsialiseeritud soojusenergia ahjude.See meetod on välja töötatud Vene teadlased NN Beketov
Edasine ravi on kokkupuude tooteid puhastusmeetodeid.Selleks hapete või halogeeniga (kloro-, fluoro-).
Amorfne räni
Feature räni oleks täielik, kui sa ei pea eraldi iga oma allotropic muudatusi.Esimene neist - on amorfne.Selles olekus, vaatleme aine on pulber pruun-pruun, fine.Kas väga hügroskoopne, omab ta piisavalt kõrge reaktsioonivõimega kuumutamisel.Standardsetes tingimustes, on võimalik suhelda ainult tugevate oksüdeerivate ainetega - fluori.
Call see mingi amorfne räni kristall ei ole päris õige.Selle iluvõre näitab, et aine - see on ainult vorm trahvi räni olemasolevate kristallid.Seega, nagu näiteks neid modifikatsioone - sama ühendit.
Kuid nende omadused erinevad, nii öelda Allotroopia.Iseenesest amorfne räni on suur võime svetopoglotitelnoy.Lisaks teatud tingimustel on see näitaja palju kiiremini kui samalaadse kristalne vorm.Seetõttu kasutatakse tehnilisel otstarbel.Sellisel kujul (pulber) ühend kergesti kohaldada igale pinnale, kas see on plastist või klaasist.Seetõttu on mugav kasutada amorfne räni.Taotlus põhineb tootmine päikese patareid erinevates suurustes.
Kuigi seda tüüpi aku kanda päris kiire, kuna abrasioon õhuke materjal, kuid kasutada ja nõudlus ainult kasvab.Isegi lühike eluiga päikesepatareid põhineb amorfne räni on võimalik anda energiat kogu ettevõtte.Lisaks oleks sellise materjali ilma jäätmeid, mis muudab väga ökonoomne.
selline muutmine saadakse redutseerides aktiivse metall, näiteks naatrium- või magneesiumi.
Kristalliline räni
hõbehalli geniaalne muutmine element.See on see vorm on kõige levinum ja kõige populaarsem.See on tingitud kogum kvaliteetne omadused, mis on aine.
Feature räni kristallvõres sisaldab klassifikatsiooni nende liikide, nagu mitmed neist:
- elektroonilise kvaliteet - puhtaim ja kõige kõrgema kvaliteediga.See on selline kasutatud elektroonika ehitada väga tundlikud instrumendid.
- päikese hinne.Nimi ise määratleb kasutusala.Samuti on üsna kõrge puhtusastmega räni, mille kasutamine on vajalik, et luua kvaliteetne ja kaua kestnud päikesepaneelid.Valgus muundurid, mis põhinevad täpselt kristallstruktuuris paremini ja kulumiskindla arvatud tehtud kasutades amorfne modifikatsioon pihustades erinevat tüüpi substraati.
- räni.Sellises kuuluvate ainete need proovid, mis sisaldavad umbes 98% puhas element.Ülejäänud läheb eri tüüpi lisandeid:
- boor;
- alumiiniumist;
- kloori;
- süsinik;
- fosfor ja teised.
Viimati erinevaid kõnealust ainet kasutatakse toota polükristallilise räni.Teostada protsessi rekristallisatsiooniga.Selle tulemusena puhtust selliste toodete valmistamisel, mis võib kuuluda gruppi, päikese- ja elektrooniliste kvaliteeti.
Oma olemuselt polükristallränist - on vahepeale amorfne ja kristalliline muutmist.Mis see võimalus on lihtsam töötada, siis on parem olla taaskasutatav ja puhastamine fluori ja kloori.
tooteid, mille tulemuseks võib liigitada:
- multisilicon;
- monokristall;
- kujuga kristallid;
- räni jäägid;
- tehnilise räni;
- jääkproduktide fragmendid ja puru materjali.
Igaüks neist on kasutatavad tööstuses ja kasutab isik täielikult.Seetõttu tootmisprotsesside seotud räni, peetakse null jäätmed.See vähendab oluliselt selle majanduslik kulu, kuigi see ei mõjuta kvaliteeti.
puhta räni
räni tootmiseks tööstuses on kujunenud, ja selle ulatust on üsna kogukas.See on tingitud asjaolust, et see on puhas ja vormis erinevate ühendite, on laialt levinud ja nõudlus eri valdkondades teaduse ja tehnoloogia.
Kus on kasutades ja amorfses räni kõige ehedamal kujul?
- In metallurgia legeeriva Lisaks võime muuta omadusi metalle ja nende sulameid.Seega kasutatakse sulatamiseks terasest ja malmist.
- Erinevad asjad läheb tootmise puhtam variant - polükristallränist.
- ühendid räni orgaanilised ained - on keemiatööstus, mis oli eriti populaarne täna.Organosilicon materjale kasutatakse meditsiinis, tootmisel kööginõud, instrumentide ja rohkem.
- tootmise eri päikesepatareid.See meetod energia tootmine on üks kõige paljulubav tulevikus.Keskkonnasõbralik, tasuv ja vastupidavast - peamisi eeliseid, näiteks elekter.
- Silicon tulemasinad kasutatud pikka aega.Isegi muistsetel aegadel inimesed kasutasid tulekivi säde süüde tulekahju.See põhimõte on aluseks tootmise eri liiki tulemasinate.Täna on liigid, mille kõva asendatakse sulamist kindel koostis, mis annab veelgi kiireid tulemusi (kaare).
- Elektroonika ja päikeseenergia.
- Manufacturing zerkalets gaasi laser seadmed.
Seega puhas räni on palju kasulikum ja eripära, mis võimaldab seda kasutada, et luua olulisi ja asjakohaseid tooteid.
kasutamine räni ühendid
lisamine lihtne ainet kasutatakse ja erinevate ühendite räni ja väga laialdaselt.Seal on terve tööstus, nimetatakse silikaat.See põhineb kasutada erinevaid ained, mis hõlmavad käesoleva awesome eset.Milline on seos, ning mis on toodetud?
- kvarts või jõe liiva - SiO2.Valmistamiseks kasutatava dekoratiivsed ja ehitusmaterjalid nagu tsement ja klaas.Kus on need materjalid on hästi tuntud.No ehitus ei ole täielik ilma nende komponendid, mis kinnitab, et oluline on räni ühendid.
- Silikaat keraamika, mis sisaldab materjale nagu savinõud, portselan, tellistest ja tooteid, mis põhinevad neil.Neid komponente kasutatakse meditsiinis, tootmisel nõud, kaunistused, majapidamistarbeid, ehitus ja muud elamupiirkondades inimtegevuse.
- Silikoonid - silikoonid, räni, silikoonõli.
