Silicio: taikymas, cheminės ir fizikinės savybės

Vienas iš labiausiai paplitusių elementų gamtoje - tai silicio arba silicio.Toks platus pasiskirstymas rodo, kokią svarbą ir reikšmę šiuo klausimu.Jis greitai suprato ir išmoko žmones, kurie išmoko, kaip išnaudoti silicį.Jo naudojimas yra grindžiamas specialių savybių, kurios mes kalbame toliau.

Silicio - cheminis elementas

Jei jūs duodate šio punkto dėl padėties periodinėje lentelėje padėties aprašymą, tai yra įmanoma, paskirti šiuos svarbius dalykus:

1. serijos numeris - 14.
2. laikotarpis - trečiasis vaikinas.
3. grupė - IV.
4. pogrupis - pagrindinis.
5. struktūra išorinio elektronų apvalkalo yra pateiktas 3s23p2.
6. silicio elementas yra cheminis simbolis Si, kuri tariama "silicio".
7. oksidacijos narės, kuri ją eksponuoja: -4;2;4.
8. valentingumas atomo yra lygus IV.
9. atominė masė silicio yra lygus 28.086.
10. Gamtoje egzistuoja trys stabiliųjų izotopų elemento su masinių skaičių 28, 29 ir 30.

Taigi, silicio atomas cheminės požiūriu - tiesiog studijavo elementai aprašyta įvairių savybių įvairovė.

istorija atradimas

Nuo prigimties populiariosios ir masinės turinys yra skirtingi junginiai elemento, nuo seniausių laikų žmonės naudojo žinoti apie savybes ir daugelis iš jų pavadinimų.Grynas silicis ilgai išliko už žmogaus žinių chemijos ribų.

populiariausi junginiai, kurie buvo naudojami kasdieniame gyvenime ir pramonės žmonėms senovės kultūrų (egiptiečiai, romėnai, kinų, senieji rusai, persai ir kiti) buvo brangakmenių ir pusbrangių akmenų remiantis silicio oksido.Tai apima:

• opalas;
• Kalnų krištolas;
• topazo
• Chrysoprase;
• oniksas;
• agatas ir kiti.

pat pasinaudojo senas Kvarcas ir kvarco smėlio statybų versle.Tačiau elementinio silicio liko neišspręsta, kol XIX amžiuje, nors daugelis mokslininkų bandė veltui atskirti jį nuo įvairių junginių, naudojant ir katalizatoriai ir aukštos temperatūros, ir net elektros energiją.Tai yra šviesus protas kaip:

• Carl Scheele;
• Gėjų-Lussac;
• Tenar;
• Humphrey Davy;
• Antoine Lavoisier.

atlikti sėkmingai gauti silicio grynu pavidalu pavyko Jens Jacobs Bercelijaus 1823.Už tai jis atliko eksperimentus su lydytų silicio dioksidų ir fluorido garų kalio metalo.Kaip rezultatas, amorfinio modifikacijos elemento.Tas pats mokslininkas buvo pakviestas atidaryti lotynų pavadinimą atomo.

Dar vėliau, 1855, kitas mokslininkas - Sainte-Claire Deville - pavyko susintetinti įvairių allotropes įvairovė - kristalinio silicio.Kadangi žinios apie šio elemento ir jo savybių tapo labai greitai papildyti.Žmonės suprato, kad ji turi unikalių savybių, kad labai gerai gali būti naudojamas siekiant patenkinti savo poreikius.Todėl šiandien yra viena iš populiariausių elementų elektronikos ir technologijų - tai silicio.Taikant ją tik plečia savo sienas kasmet.

atomas davė Rusijos mokslininkas Hess vardą 1831 m.Štai jis įstrigo iki šios dienos.

turinys

pobūdžio, kalbant apie gamtos silicio yra antras tik deguonies.Jo procentas, lyginant su kitomis atomų plutos kompozicijos - 29,5%.Be to, anglies ir silicio - du specifiniai elementai, galintys konfigūruoti grandinę, jungiantis viena su kita.Štai kodėl paskutinė yra daugiau nei 400 įvairių natūralių mineralų, dalis iš kurių jis rastas litosferos, hidrosferos ir biomasės.

Kur tiksliai yra pateiktas silicio?

1. į gilesnius dirvožemio sluoksnius.
2. uolų, rezervuarų ir matricos.
3. Tuo vandens telkinių, ypač vandenynų ir jūrų dugne.
4. augaluose ir jūrų gyvenimo gyvūnų karalystėje.
5. žmonių ir sausumos gyvūnų.

gali paskirti kai kurie iš labiausiai paplitusių mineralų ir akmenų, iš kurių dalis būna daug silicio.Chemijos jiems yra toks, kad medžiagos kiekis gryno elemento jame pasiekia 75%.Vis dėlto, specifinis skaičius priklauso nuo medžiagos rūšies.Taigi, uolienos ir mineralai, kurių sudėtyje yra silicio:

• Lauko špatas;
• žėručio;
• Amfibol;
• gėda;
• agatas;
• silikatai;
• smiltainis;
• aliuminio silikatai;
• molio ir kt.

kaupiasi kriauklių ir egzoskeletus jūrų gyvūnų, silicis sudaro stiprus su terminuotųjų indėlių silicio dėl tvenkinių dugną.Tai yra vienas iš natūralių šaltinių, šio elemento.

Be to, buvo nustatyta, kad Silicium gali egzistuoti gryno vietinių forma - kristalų formos.Tačiau tokie indėliai yra labai reti.

fizinės savybės silicio

Jei jūs suteikiate iš fizinių ir cheminių savybių rinkinio elementas apibūdinimą, pirmiausia būtina paskirti fizinius parametrus.Čia yra keletas pagrindinių:

1. egzistuoja dviejose allotropic modifikacijų - amorfinis ir kristalų, kurie skiriasi visų savybių.
2. Kristalinis labai panašios į deimantas, nes anglies ir silicio šiuo atžvilgiu, yra iš esmės tapačios.Tačiau skirtumas tarp skirtingų atomų atstumas (iš silicio daugiau), todėl, deimantas yra daug sunkiau ir patvarus.Tipas grotelių - veido orientuotą kubinių.
3. medžiaga yra labai trapi, esant aukštai temperatūrai tampa lanksti.
4. lydymosi temperatūra yra 1415˚S.
5. Virimo taškas - 3250˚S.
6. nesvarbu tankis - 2,33 g / cm3.
7. spalvų junginiai - sidabro pilka, išreiškė būdingą metalinio blizgesio.
8. turi gerą puslaidininkinės savybės, kurios gali būti keičiami, išskyrus tam tikras agentų to.
9. netirpsta vandenyje, organinių tirpiklių ir rūgščių.
10. Tiksliau tirpus šarmų.

atstovavimas fizikines savybes silicio kad žmonės galėtų valdyti ir naudojama siekiant sukurti įvairių produktų.Pavyzdžiui, remiantis savybes semiconductivity naudoti elektronikoje silicio.

Cheminės savybės Cheminės savybės silicis yra labai priklausoma nuo reakcijos sąlygų.Jeigu mes kalbame apie gryna medžiaga ne standartinius nustatymus, jums reikia paskirti labai mažą aktyvumą.Tiek kristalinės ir amorfinės silicio yra labai inertiška.Negalima bendrauti su bet stipriomis oksiduojančiomis medžiagomis (išskyrus fluoro) arba su stipriais reduktorių.

Tai yra dėl to, kad medžiagos paviršiaus karto suformuotas oksido plėvele SiO2, kuris trukdo tolesnį bendradarbiavimą.Tai gali būti suformuota pagal vandens, oro ir garų poveikio.

Jei pakeisite standartines sąlygas ir padaryti šildant į aukščiau 400S temperatūros silicio, jo reaktyvumas yra stipriai išaugo.Šiuo atveju, ji bus reaguoti su:

• deguonis;
• visi halogeniniai rūšių;
• vandenilis.

Tuo aukštesnei temperatūrai, produktų susidarymą, reakcija su boro, azoto ir anglies.Ypač svarbu yra silicio karbidas - SiC, nes jis yra geras abrazyvu.

cheminės savybės silicis taip pat aiškiai matyti reakcijas su metalais.Pagal juos ji yra oksidatorius, todėl produktai yra vadinami silicide.Jis yra žinomas dėl tokių junginių:

• šarminės;
• šarminė;
• pereinamieji metalai.

Neįprastos savybės yra junginys, gaunamas legiravimo geležies ir silicio.Jis rodo ferrosilicon keramikos vardą ir sėkmingai taikomas pramonėje.

Su sudėtingų medžiagų reaguoja silicio neateina, todėl visi jų rūšių yra pajėgi ištirpinant tik:

• Karaļūdens (A azoto ir druskos rūgščių mišinys);
• kaustinės šarmai.

Tirpalo temperatūra turi būti ne mažesnė kaip 60 ° C temperatūrojeVisa tai patvirtina fizinį pagrindą medžiagos - deimanto stabilus kristalinėje gardelėje, suteikiant jai stiprybės ir inercijos.

metodai gaminti

silicio savo gryniausia forma - šis procesas yra gana brangus kaina.Be to, dėl savo savybių arba metodas suteikia tik 90-99% gryno produkto, kaip į metalo ir anglies forma priemaišos lieka dar.Taigi tiesiog gauti pakankamai medžiagą.Ji taip pat turėtų kokybiškai aišku užsienio elementais.

Apskritai, silicio gamyba vykdoma dviem pagrindiniais būdais:

1. baltojo smėlio, kuris yra grynas silicio dioksidas, SiO2.Po to, kai šildymo jį su aktyvių metalų (paprastai magnio) yra suformuotas kaip laisvas elementas amorfinio modifikacijos.Šio metodo grynumas yra didelis, kad produktas yra gaunamas su 99,9 procentų išeigos.
2. daugiau paplitęs metodas pramoniniu mastu - sukepinimo išlydyti smėlio su koksu specializuotose šiluminių krosnyse.Šis metodas buvo sukurtas Rusijos mokslininkų N. Beketov

tolesnis gydymas poveikis produktai valymo metodų.Šiam tikslui, rūgštys arba halogenai (chloras, fluoras).

amorfinio silicio

Žanras silicio būtų nepilna, jei nelaiko atskirai kiekvienam savo allotropic modifikacijų.Pirmasis iš jų - yra amorfinis.Šioje būsenoje, mes nagrinėjant bylą iš esmės yra milteliai ruda-ruda, gerai.Yra labai higroskopiniai, ji eksponuoja pakankamai aukštą reaktyvumą šildant.Standartinėmis sąlygomis, gali bendrauti tik su stipriomis oksiduojančiomis medžiagomis - fluorą.

vadina jį amorfinio silicio kristalo natūra nėra visiškai teisinga.Jo grotelės rodo, kad medžiaga, - jis yra tik iš smulkių silicio esamas kristalų pavidalu forma.Todėl, kaip tokių šiems pakeitimams - tas pats junginys.

Tačiau jų savybės skiriasi, todėl pasakyti apie alotropija.Pati amorfinis silicis turi aukštą gebėjimą svetopoglotitelnoy.Be to, esant tam tikroms aplinkybėms, šis rodiklis yra daug greičiau nei iš panašios kristalinėje formoje.Todėl, ji yra naudojama techniniams tikslams.(Formą ir milteliai) junginys yra lengvai taikomas bet paviršiaus, ar jis yra plastiko ar stiklo.Todėl yra patogu naudoti amorfinio silicio.Ši paraiška remiasi ant saulės baterijų įvairių dydžių, gamybai.

Nors šis akumuliatoriaus tipas dėvėti gana greitai, dėl to, kad plonasluoksnės medžiagos dilimui, bet ir poreikio naudojimas yra tik auga.Net per trumpą gyvavimo laiką saulės elementų, remiantis amorfinio silicio gali suteikti energijos, kad visos įmonės.Be to, kad tokios medžiagos gamybos be atliekų, todėl labai ekonomiškas.

pavyzdžiui modifikacija gaunamas sumažinimo junginių aktyvių metalų, pavyzdžiui, natrio ar magnio.

Kristalinis silicio

sidabro pilka puikus modifikacija elemento.Būtent ši forma yra labiausiai paplitusi ir labiausiai populiarus.Tai yra dėl to, kad aukštos kokybės savybių, kurios turi medžiagą rinkinį.

Žanras silicio kristalų gardelės yra jos rūšių klasifikaciją, kaip kai kurie iš jų:

1. elektroninės kokybę - gryniausia ir labiausiai aukštos kokybės.Tai jie naudojami elektronikos statyti labai jautrios priemones.
2. saulės laipsnio.Pati pavadinimas apibrėžia naudojimo plotą.Jis taip pat yra gana didelio grynumo silicis, kurio naudojimas yra būtina sukurti aukštos kokybės ir užsitęsusį saulės kolektorių.Perimetro keitikliai, kurie grindžiami būtent kristalinės struktūros, geriau ir nusidėvėjimui atsparus nei tie, kurie pagaminti naudojant amorfinio keisti purškiant ant įvairių tipų pagrindo.
3. silicio.Šiai medžiagų rūšies įtraukti šiuos pavyzdžius, kurių sudėtyje yra apie 98% gryno elementą.Likusi eina į įvairių tipų Priemaišos:

• boru;
• aliuminio;
• chloro;
• anglis;
• fosforo ir kt.

Paskutinis įvairovė nagrinėjamos medžiagos yra naudojamos gaminti polikristalinio silicio.Atlikti su rekristalizacijos procesą.Kaip rezultatas, tokių produktų grynumas yra gaunami, kuris gali priklausyti saulės ir elektroninės kokybės grupę.

Iki gamtos polikristalinio - yra tarp amorfinio ir kristalinės modifikacijos tarpinė.Su šis variantas yra lengviau dirbti, tai geriau būti perdirbamos ir valymo fluoro ir chloro.

produktai, rezultatas gali būti skirstomi taip:

• multisilicon;
• monokristalų;
• formos kristalai;
• silicio laužas;
• techninis silicis;
• atliekos fragmentus ir iškarpos iš medžiagos forma.

Kiekviena iš jų yra naudojami pramonėje ir yra naudojama asmens visiškai.Todėl, gamybos procesai, susiję su silicio, yra laikomi nulis atliekų.Tai gerokai sumažina jo ekonomines sąnaudas, o ne įtakos kokybę.

naudojimas gryno silicio

silicio gamybos pramonėje yra nusistovėjusi ir jo mastas yra gana nepatogūs.Tai yra dėl to, kad šis elementas yra švarus, ir dėl skirtingų junginių formos, yra plačiai paplitusi ir poreikis įvairių sričių mokslo ir technologijų.

Kur yra naudojant kristalinį silicio ir amorfinių savo gryniausia forma?

1. Metalurgijoje kaip legiravimo to, galimybė keisti metalų ir jų lydinių savybes.Taigi, ji yra naudojama plieno ir ketaus lydymo.
2. Įvairūs stuff eina į gamybos švaresnis variantas - polikristalinio silicio.
3. junginiai silicio organinėmis medžiagomis - tai chemijos pramonė, kuri buvo ypač populiarus šiandien.Organiniai medžiagos yra naudojamos medicinoje, atsižvelgiant į indai, instrumentų ir daugiau gaminti.
4. gamybos įvairių saulės elementų.Šis energijos gamybos būdas yra vienas iš perspektyviausių ateityje.Ekologiškos, ekonomiškas ir atspari - pagrindiniai privalumai tokio elektros energijos.
5. Silicio naudojami žiebtuvėliai ilgą laiką.Net senovėje žmonės naudojo titnago kibirkštis dėl užsidegimo.Šis principas yra už įvairių rūšių žiebtuvėliai, gamybos pagrindą.Šiandien yra rūšys, kurių titnago yra pakeičiamas galutinius sudėties lydinio, suteikia dar daugiau greitų rezultatų (kibirkščiavimas).
6. Elektronika ir saulės energija.
7. gamyba zerkalets į dujų lazerinių prietaisų.

Taigi, grynas silicio turi palankiomis ir specialių funkcijų, kurios leidžia naudoti ją sukurti svarbus ir aktualus daug produktų.

silicio junginiai naudojimas

papildymas paprasta medžiaga yra naudojama ir įvairių junginiai silicio, ir labai plačiai.Yra visa pramonė, vadinamas silikatas.Jis yra pagrįstas įvairių medžiagų, kurios apima šį awesome elementą naudojimui.Kas yra ryšys, ir kad yra gaminami?

1. kvarco ar upių smėlio - SiO2.Panaudota tokius dekoratyvinius ir statybinių medžiagų, pavyzdžiui, cemento ir stiklo.Tais atvejais, kai yra šios medžiagos yra gerai žinomi.Nėra statyba nėra išsamus, be šių komponentų, kurie patvirtina, kad silicio junginių svarbą.
2. Silikatinės keramikos, kuri apima medžiagų, tokių kaip keramikos, porceliano, plytų ir produktus, pagamintus iš jų.Šie komponentai yra naudojami medicinoje, atsižvelgiant į indai, papuošalų, namų apyvokos daiktų, statybos ir kitų gyvenamųjų vietovių žmogaus veiklos gamybai.
3. Silikonai - silikonai, silicio dioksidas, silikoninė alyva.