egyik leggyakoribb elemek a természetben - ez szilícium, vagy szilícium.Ez a széles körű terjesztése jelzi a fontossága és jelentősége ebben az ügyben.Mert gyorsan megértette és megtanulta, akik megtanulták, hogyan kell kihasználni a szilícium.Használatát alapul speciális tulajdonsága, amely fogunk beszélni tovább.
Szilícium - egy kémiai elem
Ha adsz egy leírást ezt az elemet a helyzet a periódusos rendszer, akkor elképzelhető, hogy a következő fontos pontokat:
- sorszám - 14.
- időszakban - a harmadik fickó.
- Group - IV.
- alcsoport - a fő.
- szerkezet a külső Elektronhéj adja 3s23p2.
- szilícium elem egy vegyjele Si, amit "Szilícium".
- oxidációs állapota, amelyben mutat: -4;2;4.
- vegyértékű atom egyenlő IV.
- atomtömeggel szilícium egyenlő 28,086.
- A természetben van három stabil izotópok az elem a tömeges számok 28., 29. és 30.
Tehát egy szilícium atom olyan kémiai szempontból - csak tanulmányozta a leírt elemek számos különböző tulajdonságokkal.
története felfedezés
Mivel természeténél fogva a népszerű és tömeges tartalom különböző vegyületek az elem, ősidők óta, az emberek tudni a tulajdonságok és a nevét sokan.Tiszta szilícium hosszú maradt túl a humán ismeretek a kémia.
legnépszerűbb vegyületeket, amelyeket használják a mindennapi életben és az iparban az emberek az ősi kultúrák (egyiptomiak, rómaiak, kínai, ősi oroszok, perzsák és mások) volt drága, és féldrágakő alapján szilícium-oxid.Ezek a következők:
- opál;
- strasszos;
- topáz;
- Chrysoprase;
- ónix;
- kalcedon és mások.
is felhasználta a régi Kvarc és kvarchomok az építőiparban.Ugyanakkor az elemi szilícium megoldatlan maradt, amíg a XIX században, bár sok tudós hiába próbálkozott, hogy megkülönböztessék a különböző vegyületek segítségével, katalizátorok, és a magas hőmérséklet, és még a villamos energia.Ezek a fényes elmék, mint:
- Carl Scheele;
- Gay-Lussac;
- Tenar;
- Humphrey Davy;
- Antoine Lavoisier.
elvégzésére sikerült a szilícium tiszta formában sikerült Jens Jacobs Berzelius 1823-ban.Erre ő végzett kísérleteket olvasztott szilícium és fluorid gőz kálium-fém.Ennek eredményeként, egy amorf módosítását az elem.Ugyanez tudós kapott meghívást, hogy megnyitja a latin neve az atom.
Még később, 1855-ben, egy másik tudós - Sainte-Claire Deville - sikerült szintetizálni a különböző allotropes - kristályos szilícium.Mivel ennek ismeretében elem és ingatlan váltak nagyon gyorsan pótolni.Az emberek felismerték, hogy olyan egyedülálló tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek nagyon jól lehet használni, hogy megfeleljen a saját igényeit.Ezért ma az egyik legnépszerűbb eleme az elektronika és a technológia - szilícium.Ennek alkalmazása csak bővíti határait évente.
atom adta a nevét az orosz tudós Hess 1831-ben.Ennyi ragadt a mai napig.
tartalom
jellegű szempontjából természetes szilícium a második csak oxigén.A százalékos összehasonlítva más atomok az összetétele a kéreg - 29,5%.Ezen túlmenően, a szén és a szilícium - két specifikus elemek képesek konfigurálásával áramkör, összekötő egymással.Ezért az utolsó több mint 400 különböző természetes ásványi anyagok, mint amelyek egy része talált a litoszférában, hidroszféra és a biomassza.
Pontosan hol van tartalmaz szilíciumot?
- a mélyebb rétegekben.
- a sziklák, víztározók és tömbök.
- alján víztestek, különösen az óceánok és tengerek.
- a növényekben és a tengeri élet az állatvilágban.
- Az emberek és a szárazföldi állatok.
megjelölheti néhány a leggyakoribb ásványok és kőzetek, egy részét, amely jelen van számos szilícium.Kémia őket olyan, hogy a tömeg-tartalma tiszta elem abban eléri a 75%.Ugyanakkor a konkrét szám függ a fajta anyag.Szóval, kőzetek és ásványok tartalmazó szilícium:
- földpátok;
- csillám;
- amfibol;
- szégyen;
- kalcedon;
- szilikátok;
- homokkő;
- alumínium-szilikátok;
- agyag és mások.
felhalmozódó kagyló és exoskeletons tengeri állatok, szilícium képez hatásos a lekötött betétek szilika alján tavak.Ez az egyik a természetes forrásból ennek az elemnek.
Továbbá, azt találtuk, hogy Szilícium létezhetnek tiszta natív formájában - a kristályok formájában.De az ilyen betétek nagyon ritka.
fizikai tulajdonságainak szilikon
Ha adsz egy jellemzése eleme a sor fizikai és kémiai tulajdonságai, először is meg kell jelölni a fizikai paraméterek.Íme néhány alapvető:
- létezik két allotropic módosítások - amorf és kristályos, amelyek különböznek az összes tulajdonságait.
- Kristályos nagyon hasonló a gyémánt, mert a szén és a szilícium e tekintetben gyakorlatilag azonos.Azonban, a távolság a atomok különböző (szilícium több), így a gyémánt sokkal nehezebb és tartósabb.Típusú rács - lapcentrált köbméter.
- anyag nagyon törékeny, magas hőmérsékleten válik hajlékony.
- Az olvadáspont 1415˚S.
- Forráspont - 3250˚S.
- anyag sűrűség - 2,33 g / cm3.
- színes vegyületek - ezüstszürke, kifejezve a jellegzetes fémes csillogású.
- jó félvezető tulajdonságokkal, amelyek képesek változtatható azzal a kiegészítéssel, bizonyos szerek.
- nem oldódik vízben, szerves oldószerek és savak.
- Különösen oldódik lúgok.
képviseletét fizikai tulajdonságainak szilikon lehetővé teszik az emberek kezelni azt, és a létrehozásához használt különféle termékeket.Például tulajdonságok alapján semiconductivity elektronikai célokra minőségű szilícium.
kémiai tulajdonságai kémiai tulajdonságai szilícium nagyon függ a reakció körülményei között.Ha beszélünk a tiszta anyag standard beállításokat, meg kell jelölnie egy nagyon alacsony aktivitás.Mindkét kristályos és amorf szilícium nagyon közömbös.Nem lépnek kölcsönhatásba bármilyen erős oxidálószerek (eltérő fluor-) vagy erős redukáló szerekkel.
Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a felület az anyag azonnal képződött oxid filmet SiO 2, ami hátráltatja a további együttműködést.Ez képes lehet alakult hatása alatt a víz, a levegő és a gőzök.
Ha megváltoztatja a standard feltételek, és fűtés a szilícium feletti hőmérsékletre 400S, reakcióképessége erősen megnövekszik.Ebben az esetben, ez reagál:
- oxigén;
- mindenféle halogén;
- hidrogén.
Magasabb hőmérsékleten, amikor megalakult a termékek reakcióval bór, nitrogén és szén.Különösen fontos a szilícium-karbid - SiC, mivel ez egy jó koptató.
kémiai tulajdonságok a szilícium is világosan látható reakciók fémek.Szerintük ez egy oxidálószer, így a termékek hívják szilicidet.Jól ismert az ilyen vegyületek:
- lúgos;
- lúgos;
- átmeneti fémek.
Szokatlan tulajdonságokkal rendelkezik egy olyan termékkel ötvözve a vas és a szilícium.Ez a nevét viseli Ferroszilícium kerámiák és sikeresen alkalmazzák az iparban.
összetett anyagok reakcióba szilícium nem jön, így minden fajuk képes feloldani csak:
- aqua regia (keveréke a nitrogén és a sósavat);
- maró lúgok.
A hőmérséklet a megoldás nem lehet kevesebb, mint 60 ° CMindez megerősíti a fizikai alapja anyag - gyémánt stabil kristályrács, így ez erőt és a tehetetlenség.
előállítására szolgáló módszerek
szilícium a legtisztább formában - a folyamat meglehetősen drága költség.Továbbá fogva tulajdonságok bármelyik módszer ad csak 90-99% -os tisztaságú terméket szennyeződésként formájában fém és a szén marad még.Szóval csak azért, hogy elegendő anyag.Azt is meg minőségileg egyértelmű idegen elemek.
Általánosságban, a termelés a szilícium hajtjuk végre két fő módja:
- fehér homok, amely egy tiszta szilícium-dioxid SiO2.Melegítés után azt az aktív fémek (általában magnézium) van kialakítva, mint egy szabad eleme az amorf módosítás.A tisztasága ez a módszer magas, a kapott termék, a hozam 99,9 százalék.
- több közös módszer ipari méretekben - egy szinterezési olvad homokot koksz specializált termikus kemencékben.Ezt a módszert fejlesztette ki orosz tudósok NN Beketov
további kezelés hatására termékek tisztítási módszerek.Erre a célra, savak vagy halogének (klór, fluor).
Amorf szilícium
Feature szilícium lenne teljes, ha nem tartják külön minden egyes allotropic módosításokat.Az első közülük - amorf.Ebben az állapotban, megvizsgáljuk az anyag por, barna-barna, finom.Erősen higroszkópos, hogy mutat kellően magas reaktivitás melegítés hatására.Standard körülmények között, képes kommunikálni csak erős oxidáló szerekkel - fluort.
ez egy fajta amorf szilícium kristály nem teljesen helyes.A rács azt jelzi, hogy az anyag - ez csak egy formája finom szilícium létező kristályok formájában.Ezért, mint például ezek a módosítások - ugyanaz a vegyület.
azonban tulajdonságaik lehetnek, ezért mondani allotrópia.Önmagában az amorf szilícium magas képesség svetopoglotitelnoy.Ezen kívül, bizonyos körülmények között, ez a mutató sokkal gyorsabb, mint egy hasonló kristályos formában.Ezért a műszaki célra használt.Ebben a formában (por) vegyület könnyen alkalmazható bármilyen felületre, függetlenül attól, hogy műanyag vagy üveg.Ezért kényelmes a használata amorf szilícium.A kérelem alapja gyártásához napelemek különböző méretű.
Bár az ilyen típusú akkumulátort viselni elég gyors, mivel a kopás következtében a vékony filmanyagok, de a használata és a kereslet csak növekszik.Még egy rövid élettartama napelemek alapuló amorf szilícium képes energiával ellátni az egész vállalkozás.Emellett a termelés az ilyen anyag nélkül hulladék, ami nagyon gazdaságos.
ilyen módosítás redukciójával kapott vegyületek aktív fémek, például nátrium- vagy magnézium.
kristályos szilícium
ezüstszürke zseniális elem módosítását.Ez az a forma a leggyakoribb és legnépszerűbb.Ez annak köszönhető, hogy egy sor kiváló minőségű tulajdonságokat, amelyek az anyag.
Feature szilícium kristály rács tartalmazza a besorolás a fajokat, több közülük:
- elektronikus minősége - a legtisztább és a legtöbb kiváló minőségű.Ez az a fajta használják az elektronika építeni rendkívül érzékeny eszközök.
- napenergia fokozat.A név maga határozza meg a felhasználási területet.Az is elég nagy tisztaságú szilícium, amelyek használata szükséges, hogy hozzon létre egy magas minőségű és hosszan futó napelemek.Fotoelektromos átalakítók, amelyek alapján pontosan a kristályszerkezet, a jobb és kopásálló, mint azok felhasználásával készült amorf módosítás permetezéssel, a különböző típusú szubsztrátum.
- szilícium.Ebben a fajta szereplő anyagok azokat a mintákat, amelyek körülbelül 98% -os tisztaságú elem.A többi megy a különféle szennyeződések:
- bór;
- alumínium;
- klórt;
- szén;
- foszfor és mások.
Utolsó különböző szóban forgó anyag előállítására használják polikristályos szilícium.Ahhoz, hogy elvégzi a folyamat az átkristályosítás.Ennek eredményeként, a tisztaság az ilyen termékeket kapunk, amelyek csoportjába tartoznak a szoláris és elektronikus minőségű.
A természet poliszilícium - egy köztes között kristályos és amorf módosítását.Ezzel az opcióval könnyebb dolgozni, akkor jobb, ha újrahasznosítható és tisztító fluort és klórt.
termékek, amelyek eredményeként lehet minősíteni:
- multisilicon;
- egykristály;
- alakú kristályok;
- szilícium törmelék;
- műszaki szilícium;
- hulladék termékek formájában fragmensek és darabka anyag.
Mindegyikük használják az iparban és a személy által használt teljesen.Ezért a termelési kapcsolódó folyamatok szilícium, minősülnek nulla hulladék.Ez jelentősen csökkenti a gazdasági költség, miközben nem érinti a minőség.
használata a tiszta szilícium
szilíciumtermelés az iparág jól megalapozott, és annak mértéke meglehetősen terjedelmes.Ez annak a ténynek köszönhető, hogy ez az elem a tiszta, és abban a formában különböző vegyületek, széles körben elterjedt és a kereslet a különböző területeken a tudomány és a technológia.
Hol van a kristályos és amorf szilícium legtisztább formájában?
- A kohászati mint ötvözése mellett, az képes megváltoztatni a tulajdonságait fémek és ötvözetek.Ily módon azt használják a beolvasztására az acél és öntöttvas.
- Különböző dolgok megy gyártási tisztább lehetőség - poliszilícium.
- szilikon vegyületek szerves anyagok - egy kémiai ipar, amely különösen népszerű volt a mai.Szilíciumorganikus anyagokat használnak a gyógyászatban, az előállítása során edények, eszközök és így tovább.
- termelés különböző napelemek.Ez a módszer az energia előállításának az egyik legígéretesebb a jövőben.Környezetbarát, költség-hatékony és tartós - a fő előnye az ilyen villamos energia.
- Szilícium öngyújtók használni hosszú ideig.Már az ókorban az emberek használják a kovakő szikra gyújtás tűz.Ez az elv az alapja a termelés különböző típusú öngyújtók.Ma vannak olyan fajok, amelyekben a kovakő helyébe ötvözetéből határozott összetételét, így még gyorsabb eredmények (ívelés).
- Elektronika és napenergia.
- Manufacturing zerkalets gáz lézeres eszközök.
Így tiszta szilíciumból van egy csomó előnyös és sajátosságai lehetővé teszik arra használni, hogy hozzon létre a fontos és a megfelelő termékeket.
A szilícium-vegyületek
hozzáadásával egy egyszerű anyag felhasználásra és a különböző szilikon vegyületek, és nagyon széles körben.Van egy egész iparág, az úgynevezett szilikát.Ez alapján a használata különböző anyagok, amelyek tartalmazzák ezt a félelmetes elemet.Mi a kapcsolat, és hogy készülnek?
- kvarc vagy folyami homok - SiO2.Használt, hogy ilyen dekoratív és építőanyagok, mint a cement és üveg.Hol vannak ezek az anyagok jól ismert.Nem konstrukció nem teljes, ha nem ezek az alkatrészek, ami megerősíti, hogy fontos a szilícium vegyületek.
- szilikát kerámia, amely magában foglalja anyagok, mint a cserép, porcelán, tégla és termékek alapul.Ezeket az alkatrészeket használják a gyógyászatban, a gyártás étkészlet, dekoráció, háztartási cikkek, építőipari és egyéb lakott területek az emberi tevékenység.
- Szilikonok - szilikonok, szilícium-dioxid, szilikon olaj.
