אחד המרכיבים הנפוצים ביותר בטבע - זה סיליקון, או סיליקון.הפצה רחבה זה מצביעה על החשיבות ומשמעות של עניין זה.הוא הבין במהירות ובלמד אנשים שלמדו איך לנצל את סיליקון.השימוש בו מבוסס על מאפיינים המיוחדים שלו נדבר עוד.
הסיליקון - יסוד כימי
אם אתה נותן תיאור של פריט זה במצב בטבלה המחזורית, ניתן לייעד את הנקודות החשובות הבאות: מספר סידורי
- - 14. התקופה
- - הבחור השלישי.קבוצת
- - IV.תת-הקבוצה
- - הראשי.מבנה
- של קליפת אלקטרונים החיצונית ניתן על ידי 3s23p2.אלמנט סיליקון
- הוא Si סמל כימי, שהכריז "סיליקון".
- מצב חמצון שבו מציג: -4;2;4.הערכיות
- של אטום שווה לIV.מסה אטומית
- של סיליקון היא שווה 28.086.
- בטבע יש שלושה איזוטופים יציבים של האלמנט עם מספרי מסה 28, 29 ו30.
כך, אטום סיליקון מנקודת המבט כימי - רק למד האלמנטים תיארו מגוון רחב של מאפיינים שונים.
של גילוי
מאז טבעו של תוכן הפופולרי והמוני היא תרכובות שונות של האלמנט, מאז ימי קדם, אנשים השתמשו לדעת על התכונות והשמות של רבים מהם.סיליקון הטהור נשאר זמן רב מעבר לגבולות של ידע אנושי בכימיה.התרכובות הפופולריות ביותר
ששמשו באנשי חיים ותעשייה יומיומיים של תרבויות עתיקות (מצרים, רומאים, סיני, רוסים עתיקים, פרסים ועוד) היו יקרות ואבנים יקרות למחצה, המבוססות על תחמוצת סיליקון.אלה כוללים: אופל
- ;
- יהלומים מלאכותיים;טופז
- ;
- chrysoprase;שוהם
- ;כדכוד
- ואחרים.
גם עשה שימוש בקוורץ הישן וחול קוורץ בעסקי הבנייה.עם זאת, סיליקון היסודות נותר בלתי פתור עד המאה ה XIX, למרות שמדענים רבים ניסו לשווא כדי להבדיל אותה מתרכובות שונות, תוך שימוש בזרזים, וטמפרטורות גבוהות, ואפילו חשמל.אלו הם המוחות המבריקים כמו:
- קרל Scheele;
- גיי-Lussac;
- Tenar;
- האמפרי דייווי;
- אנטואן לבואזיה.
לבצע בהצלחה להשיג סיליקון בצורה טהורה הצליח Jens ג'ייקובס רצליוס בשנת 1823.לשם כך, הוא ערך ניסויים בסיליקה התמזגה ופלואוריד מתכת אשלגן אדים.כתוצאה מכך, שינוי אמורפי של האלמנט.אותו המדען הוזמן לפתוח את השם הלטיני של האטום.
עדיין מאוחר יותר, בשנת 1855, מדען אחר - Sainte-קלייר דוויל - הצליח לסנתז מגוון allotropes שונה - סיליקון גבישים.מאז ידע של מרכיב זה ואת המאפיינים שלו הפך מתחדש במהירות רבה.אנשים הבינו שיש לו תכונות ייחודיות שיכול מאוד להיות בשימוש כדי לענות על הצרכים שלהם.לכן, היום אחד המרכיבים הפופולריים ביותר בתחום אלקטרוניקה וטכנולוגיה - הוא סיליקון.יישום זה רק מרחיב את גבולותיה בכל שנה.אטום
נתן את שמו של המדען הרוסי הס בשנת 1831.זהו זה תקוע עד היום.
תוכן
בטבע במונחים של סיליקון הטבעי הוא שני רק לחמצן.אחוזה בהשוואה לאטומים האחרים בהרכב של הקרום - 29.5%.בנוסף, פחמן וסיליקון - שני אלמנטים ספציפיים מסוגלים הגדרת מעגל, חיבור אחד עם השני.זו הסיבה שלעברה יותר מ -400 מינרלים טבעיים שונים, במסגרתה הוא נמצא בהליתוספרה, ההידרוספרה וביומסה.איפה בדיוק הוא הכיל סיליקון?
- בשכבות קרקע עמוקות יותר.
- בסלעים, מאגרים ומערכים.
- בתחתית גופי מים, במיוחד האוקיינוסים והימים.
- בצמחים ובעלי חיים ימיים בממלכת החי.
- בבני אדם ובעלי חיים יבשתיים.
יכול לייעד חלק מהמינרלים הנפוצים ביותר והסלעים, שחלקם נמצאים במספר גדול של סיליקון.הכימיה היא כזה שהתוכן במשקל של מרכיב טהור בי מגיע ל 75%.עם זאת, מספר המסוים תלוי בסוג של חומר.אז, סלעים ומינרלים המכילים סיליקון: feldspars
- ;נציץ
- ;amphibole
- ;חרפת
- ;כדכוד
- ;סיליקטים
- ;אבני חול
- ;סיליקטים אלומיניום
- ;חימר
- ואחרים.
צבירת בפגזים ושלד החיצוני של בעלי חיים ימיים, סיליקון יוצר חזק עם פיקדונות לזמן קצוב של סיליקה בחלק התחתון של בריכות.זהו אחד מהמקורות הטבעיים של מרכיב זה.
יתר על כן, נמצא כי סיליקון יכול להתקיים בצורה מקורית טהורה - בצורה של גבישים.אבל פיקדונות כאלה הם נדירים מאוד.תכונות פיסיקליות
של
סיליקון אם אתה נותן אפיון של האלמנט של הסט של תכונות פיסיקליות וכימיות, קודם כל יש צורך לייעד פרמטרים הפיזיים.הנה כמה בסיסי:
- קיים בשני שינויים allotropic - אמורפי וגבישים, אשר נבדלים בכל המאפיינים.
- הקריסטל דומה מאוד לזה של יהלום, כי פחמן וסיליקון בהקשר זה הם כמעט זהים.עם זאת, המרחק בין האטומים של שונה (מסיליקון יותר), כך היהלום הוא הרבה יותר ועמיד יותר.סוג של סריג - מעוקב במרכז פנים.חומר
- מאוד שביר בטמפרטורות גבוהות הופך גמיש.
- נקודת ההתכה היא 1415˚S.נקודת
- רתיחה - 3250˚S.צפיפות
- עניין - 2.33 g / cm3.תרכובות צבע
- - אפור כסף, הביעו ברק המתכתי האופייניים.יש
- תכונות מוליכים למחצה טובות, שיכולות להיות מגוונים בתוספת של סוכנים מסוימים.
- אינו מסיס במים, ממסים וחומצות אורגניים.
- ספציפי מסיס בבסיסים.ייצוג
של תכונות פיסיקליות של סיליקון מאפשר לאנשים לנהל אותו, ומשמש ליצירת מגוון רחב של מוצרים.לדוגמא, המבוסס על שימוש מוליכות למחצה הנכסים בסיליקון הכיתה אלקטרוניקה.מאפייני
כימיים תכונות כימיות של סיליקון הם מאוד תלויים בתנאי התגובה.אם אנחנו מדברים על החומר הטהור בהגדרות סטנדרטית, אתה צריך לייעד פעילות נמוכה מאוד.שני גבישים וסיליקון אמורפי מאוד אדישים.אל אינטראקציה עם כל סוכני חמצון חזקים (למעט פלואור) או עם סוכני הפחתה חזקים.
זאת בשל העובדה כי פני השטח של החומר שנוצרו מייד סרט תחמוצת SiO2, אשר מעכב שיתוף פעולה נוסף.הוא מסוגל להיווצר בהשפעת מים, אוויר ואדים.
אם תשנה את התנאים סטנדרטיים ולהפוך את חימום סיליקון לטמפרטורה מעל 400s, תגובתיות שלה גדלה מאוד.במקרה זה, זה יהיה להגיב עם: חמצן
- ;
- כל מיני הלוגן;מימן
- .
בטמפרטורות גבוהות יותר, ההיווצרות של מוצרים על ידי תגובה עם בורון, חנקן ופחמן.חשיבות מיוחדת הוא סיליקון קרביד - SiC, שכן הוא טוב שוחק.תכונות כימיות
של סיליקון גם לראות בבירור בתגובות עם מתכות.לדבריהם זה הוא מחמצן, ולכן המוצרים נקראים silicide.זה ידוע לתרכובות כגון: אלקליין
- ;אלקליין
- ;מתכות מעבר
- .יש
מאפיינים חריגים מתחם מתקבל על ידי נתוך של ברזל וסיליקון.הוא נושא את שמו של הקרמיקה ferrosilicon ויושם בהצלחה בתעשייה.
עם חומרים מורכבים מגיב סיליקון לא בא, ולכן כל מיניהם הוא מסוגלת ההמסה רק: Regia אקווה
- (תערובת של חנקן וחומצות הידרוכלורית);בסיסים קאוסטית
- .
הטמפרטורה של הפתרון לא צריכה להיות פחות מ -60 מעלות צלסיוסכל זה מאשר בסיס פיזי של חומר - סריג גביש יהלום-יציב, זה נותן כוח ואינרציה.
שיטותלייצור
של סיליקון בצורתו הטהורה ביותר - התהליך הוא עלות יקרה למדי.יתר על כן, מכוח התכונות או השיטה שלה נותן רק 90-99% מוצר טהור טומאה בצורה של מתכת ופחמן יישאר עדיין.אז רק כדי לקבל מספיק חומר.גם זה צריך איכותי ברור של גורמים זרים.
באופן כללי, הייצור של סיליקון מתבצע בשתי דרכים עיקריות:
- של חול לבן, שהוא SiO2 סיליקה טהור.לאחר החימום אותו עם מתכות פעילים (בדרך כלל מגנזיום) נוצר כאלמנט חופשי בשינוי אמורפי.טוהר של שיטה זו הוא גבוה, המוצר מתקבל עם תשואה של 99.9 אחוזים.שיטת
- נפוצה יותר בקנה מידה תעשייתית - sintering להמס חול עם קוק בכבשנים תרמיים מיוחדים.שיטה זו פותחה על ידי טיפול בהמשך NN Beketov
מדענים הרוסים הוא חשיפה לשיטות ניקוי מוצרים.לצורך כך, חומצות או הלוגנים (כלורו, fluoro).סיליקון תכונת
סיליקון אמורפי
יהיה שלם אם אתה לא מחשיב בנפרד כל אחד משינויי allotropic.הראשון שבם - הוא אמורפי.במצב זה, אנו בודקים את החומר הוא בצבע חום-חום אבקה, בסדר.האם hygroscopic מאוד, זה מציג תגובתיות גבוהה מספיק על חימום.בתנאים סטנדרטיים, הוא מסוגל לתקשר רק עם סוכני חמצון חזקים - פלואור.
קורא לזה סוג של גביש סיליקון אמורפי אינו נכון לחלוטין.סורגו, מציין כי חומר - זה רק צורה של סיליקון הקנס הקיים בצורה של גבישים.לכן, כפי ששינויים אלה כאמור - באותו המתחם.
עם זאת, המאפיינים שלהם להשתנות, כך לומר על אלוטרופיה.על ידי עצמו, יש לו את סיליקון אמורפי svetopoglotitelnoy יכולת גבוהה.בנוסף, בנסיבות מסוימות, מדד זה הוא הרבה יותר מהר מאשר מצורה גבישית דומה.לכן, הוא משמש למטרות טכניות.בצורה זו מורכבת (אבקה) מיושם בקלות לכל משטח, בין אם מדובר בפלסטיק או זכוכית.לכן, זה נוח לשימוש סיליקון אמורפי.היישום מבוסס על הייצור של סוללות שמש בגדלים שונים.
למרות שסוג זה של סוללה ללבוש די מהר, בשל שחיקה של חומר סרט הדק, אך השימוש והביקוש רק הולך וגדל.גם בחיים קצרים של תאים סולאריים המבוססים על סיליקון אמורפי מסוגלים לספק אנרגיה לארגון כולו.מלבד הייצור של חומר כזה בלי פסולת, מה שהופך את זה מאוד חסכוני.שינוי כזה
מתקבל על ידי הפחתה של תרכובות של מתכות פעילים, למשל, נתרן או מגנזיום.
הקריסטל סיליקון
אפור כסוף מבריק שינוי של האלמנט.זה טופס זה הוא נפוץ ביותר ופופולרי ביותר.זאת בשל סט של תכונות באיכות גבוהה שיש חומר.סריג הגבישי סיליקון תכונת
כולל סיווג של מיניו, כפי שכמה מהם: איכות אלקטרונית
- - האיכות הטהורה ביותר וגבוהה ביותר.זה מהסוג המשמש בתחום אלקטרוניקה לבנות מכשירים רגישים מאוד.
- כיתה שמש.השם עצמו מגדיר את השטח של שימוש.זה גם סיליקון טוהר גבוה למדי, שהשימוש בם הוא צורך ליצור פנלים סולאריים באיכות גבוהה ומתמשכת.ממירים הפוטואלקטרי, המבוססים על בדיוק את המבנה הגבישי, טוב יותר ויותר ללבוש עמיד יותר מאלו שנעשו באמצעות שינוי אמורפי על ידי ריסוס בסוגים שונים של מצע.
- של סיליקון.בחומרים מסוג זה כלל את דגימות, המכילות כ 98% אלמנט טהור.שאר הולך לסוגים שונים של זיהומים: ורון
- ;אלומיניום
- ;כלור
- ;פחמן
- ;זרחן
- ואחרים.המגוון האחרון
של החומר בשאלה משמש לייצור סיליקון גבישי.כדי לבצע את התהליך של גיבוש מחדש.כתוצאה מכך, את הטוהר של מוצרים כגון מתקבל, שיכול להשתייך לקבוצת איכות שמש ואלקטרונית.
ידי פוליסיליקון טבע - הוא ביניים בין שינוי אמורפי וגבישים.עם אפשרות זו היא קלה יותר לעבוד, עדיף להיות למחזור וניקוי פלואור וכלור.מוצרי
כי התוצאה יכולה להיות מסווגת כ: multisilicon
- ;
- גביש יחיד;גבישים בצורת
- ;
- סיליקון גרוטאות;
- סיליקון הטכני;
- מוצרי פסולת בצורה של שברים ושאריות של חומר.
כל אחד מהם משמש בתעשייה ומשמשת על ידי אדם לגמרי.לכן, תהליכי הייצור הקשורים לסיליקון, נחשבים לאפס פסולת.זה מפחית באופן משמעותי העלות הכלכלית שלה, ואילו לא משפיע על האיכות.שימוש
ייצור
סיליקון טהור של סיליקון בתעשייה מבוסס היטב, וקנה המידה שלו הוא די מגושמת.זאת בשל העובדה שרכיב זה הוא נקי, ובצורה של תרכובות שונות, נפוצה וביקוש בתחומים השונים של מדע וטכנולוגיה.
איפה באמצעות גבישים וסיליקון אמורפי בצורתו הטהורה ביותר?
- במתכות כתוספת נתוך, היכולת לשנות את התכונות של מתכות וסגסוגות שלהם.כך, הוא משמש להתכה של פלדה וברזל יצוק.סוגי
- שונים של דברים הולכים על ייצור אפשרות נקיה - פוליסיליקון. תרכובות של סיליקון עם חומרים אורגניים
- - היא תעשייה כימית, שהייתה פופולרי במיוחד היום.חומרים אורגן-סיליקון המשמשים ברפואה, בייצור של כלים, מכשירים ועוד.
- ייצור של תאים סולריים שונים.שיטה זו של הפקת אנרגיה היא אחד המבטיח בעתיד.ידידותית לסביבה, חסכוני וhardwearing - היתרונות העיקריים של חשמל כזה.מציתי
- הסיליקון משמשים במשך זמן רב.אפילו בימי קדם אנשים השתמשו בניצוץ הצור להצתת אש.עיקרון זה הוא הבסיס לייצור סוגים שונים של מציתים.היום, יש מינים שבי הצור הוא הוחלף על ידי סגסוגת של הרכב מסוים, נותנים גם תוצאות מהירות יותר (קשתיות).
- אלקטרוניקה וחשמל סולארי.
- ייצור zerkalets במכשירי לייזר גז.לפיכך, סיליקון טהור יש
הרבה תכונות מועילות ומיוחדות המאפשרות להשתמש בו כדי ליצור מוצרים חשובים ורלוונטיים.
השימוש בסיליקון תרכובות בנוסף
של חומר פשוט משמש ותרכובות שונות של סיליקון, ומאוד נרחב.יש תעשייה שלמה, שנקראה סיליקט.היא מבוססת על השימוש בחומרים שונים, הכוללים פריט זה מדהים.מה הקשר, ושמיוצר?קוורץ או נהר חול
- - SiO2.משמש להכנת חומרים כגון דקורטיביים ובנייה כמו מלט וזכוכית.איפה הם חומרים אלה ידועים.אין בנייה היא לא שלמה בלי מרכיבים אלה, אשר מאשרים את החשיבות של תרכובות סיליקון.
- סיליקט קרמיקה, הכולל חומרים כגון חרס, פורצלן, לבנים ומוצרים המבוססים עליהם.רכיבים אלה משמשים ברפואה, בייצור של כלי שולחן, קישוטים, חפצי בית, בנייה ואזורי מגורים אחרים של פעילות אנושית.סיליקונים
- - סיליקונים, סיליקה, שמן סיליקון.
