Viens no visbiežāk elementiem dabā - tas ir silīcija, vai silīcija.Šī plašā izplatība liecina nozīmi un nozīmi šajā jautājumā.Tas ir ātri saprot un uzzināja cilvēkus, kas iemācījās izmantot silīciju.Tās izmantošana ir balstīta uz īpašajām īpašībām, ko mēs runāsim tālāk.
Silicon - ķīmiskais elements
Ja jums aprakstīt šo posteni par situāciju periodiskā tabula, tas ir iespējams, lai apzīmētu šādus svarīgus punktus:
- sērijas numurs - 14.
- periods - trešais puisis.
- Group - IV.
- apakšgrupa - galvenais.
- struktūra ārējā elektronu čaulā ir devusi 3s23p2.
- silīcijs elements ir ķīmiskais simbols Si, kas tiek izrunāts kā "silīcija".
- oksidācijas valsts, ko tā uzrāda: -4;2;4.
- valence no atoma ir vienāds ar IV.
- atomu masa silīcija ir vienāda ar 28.086.
- Dabā ir trīs stabili izotopi elementa ar masu numuriem 28, 29 un 30.
Tādējādi silīcija atoms no ķīmiskā viedokļa - tikai studējis elementi aprakstīja dažādas īpašības.
vēsture atklāšanas
Kopš būtības tautas un masas saturs ir dažādi savienojumi elementa, kopš seniem laikiem, cilvēki izmanto, lai uzzināt par īpašībām un vārdus daudzi no viņiem.Pure silīcijs ir sen palika ārpus tās robežas cilvēka zināšanas ķīmijā.
populārākie savienojumi, kas tika izmantoti sadzīvē un rūpniecības cilvēkiem seno kultūru (ēģiptieši, romieši, Ķīnas, senās krievu, persieši un citi) bija dārgakmeņi un pusdārgakmeņi, pamatojoties uz silīcija oksīda.Tie ir šādi:
- opāls;
- rhinestone;
- topāzs;
- chrysoprase;
- Onyx;
- halkedons un citi.
arī izmantoja veco Kvarcs un kvarca smiltis celtniecības biznesā.Tomēr silīcijs palika neatrisināts līdz XIX gadsimtā, lai gan daudzi zinātnieki ir mēģinājuši veltīgi, lai atšķirtu to no dažādiem savienojumiem, izmantojot un katalizatorus, un augstām temperatūrām, un pat elektrības.Tie ir spilgti prāti kā:
- Carl Scheele;
- Gay-Lussac;
- Tenar;
- Humphry Davy;
- Antuāns Lavuazjē.
veikt sekmīgi iegūt silīciju tīrā veidā izdevās Jens Jacobs Berzelius 1823.Lai to izdarītu, viņš veica eksperimentus par kvarca un fluorīda tvaiki kālija metāla.Kā rezultātā, amorfu izmaiņām elementa.Tas pats zinātnieks tika aicināti atvērt latīņu nosaukumu atomam.
Still vēlāk, 1855. gadā, vēl viens zinātnieks - Sainte-Claire Deville - izdevās sintezēt dažādas allotropes - kristālisko silīcija.Tā kā zināšanas par šo elementu un tās īpašības ir kļuvuši ļoti ātri atjaunojams.Cilvēki ir sapratuši, ka tas ir unikālas iezīmes, kas varētu ļoti labi izmantot, lai apmierinātu savas vajadzības.Tāpēc šodien ir viens no populārākajiem elementiem elektronikas un tehnoloģiju - ir silīcijs.Piemērojot to tikai paplašina savas robežas katru gadu.
atoms deva nosaukumu krievu zinātnieka Hess 1831. gadā.Tas ir tas iestrēdzis līdz pat šai dienai.
saturs
rakstura ziņā dabīgā silīcija ir otrais tikai uz skābekli.To īpatsvars salīdzinājumā ar citiem atomiem garozas sastāvu - 29.5%.Bez tam, oglekļa un silīcijs - divi īpaši elementi, kas var konfigurēšanu ķēdes, kas savieno savā starpā.Tieši tāpēc, lai pēdējais, ir vairāk nekā 400 dažādas dabiskās minerālvielas, kuras ietvaros viņš atrodams litosfēras, hidrosfēras un biomasu.
Kur tieši ir ietverts silīciju?
- dziļākos augsnes slāņos.
- akmeņiem, rezervuāru un masīvi.
- Apakšā ūdenstilpēs, īpaši okeāniem un jūrām.
- augos un jūras dzīvi dzīvnieku valstībā.
- Cilvēkam un sauszemes dzīvniekiem.
var izraudzīties kādu no visbiežāk minerāliem un akmeņiem, daļa no kuriem ir klāt daudzās silīciju.Ķīmiju viņiem ir tāds, ka svara saturs no tīra elementa tajā sasniedz 75%.Tomēr specifisko skaits ir atkarīgs no veida materiāla.Tātad, klintis un minerālvielas, kas satur silīcija:
- feldspars;
- vizlas;
- amphibole;
- negods;
- halkedons;
- silikāti;
- smilšakmens;
- alumīnija silikāti;
- māla un citi.
uzkrājas čaumalas un ekzoskeletoniem jūras dzīvnieki, silīcijs veido spēcīgs ar termiņnoguldījumu silīcija apakšā dīķos.Tas ir viens no dabiskiem avotiem šī elementa.
Turklāt, tika konstatēts, ka silīcija var pastāvēt tīrā native veidā - kristālu formā.Taču šādi noguldījumi ir ļoti reti.
fizikālās īpašības silīcija
Ja jūs sniedzat raksturojumu kopuma fizikālo un ķīmisko īpašību elements, pirmkārt, ir nepieciešams, lai apzīmētu fiziskos parametrus.Šeit ir daži pamata:
- pastāv divās allotropic modifikācijas - amorfs un kristāliska, kas atšķiras visās īpašībām.
- kristāliskais ļoti līdzīga tai, dimants, jo oglekļa un silīcija šajā ziņā ir gandrīz identiski.Tomēr attālums starp atomiem atšķiras (no silīcija vairāk), tāpēc dimantu ir daudz grūtāk un izturīgāku.Tips režģis - sejas-centrēta kubikmetru.
- viela ir ļoti trausls augstā temperatūrā kļūst lokāmu.
- kušanas temperatūra ir 1415˚S.
- Vārīšanās punkts - 3250˚S.
- jautājums blīvums - 2,33 g / cm3.
- krāsu savienojumi - sudraba pelēks, pauda raksturīgo metālisku spīdumu.
- ir labas pusvadītāja īpašības, kas spēj būt dažāds, pievienojot dažu aģentu.
- nešķīst ūdenī, organisko šķīdinātāju un skābēm.
- Konkrēti šķīst sārmu.
pārstāvību fizisko īpašību silīcija ļauj cilvēkiem, lai pārvaldītu to, un ko izmanto, lai izveidotu dažādus produktus.Piemēram, pamatojoties uz īpašībām semiconductivity izmanto elektronikā pakāpes silīcija.
Ķīmiskās īpašības Ķīmiskās īpašības silīcija ir ļoti atkarīga no reakcijas apstākļiem.Ja mēs runājam par tīru vielas standarta iestatījumiem, jums ir nepieciešams, lai apzīmētu ļoti zema aktivitāte.Gan kristāliskā un amorfā silīcija ir ļoti inerti.Nav mijiedarbojas ar jebkuru spēcīgiem oksidantiem (izņemot fluors) vai ar spēcīgu reducētāju.
Tas ir saistīts ar to, ka materiāla virsma nekavējoties veido oksīds filmu SiO2, kas kavē turpmāku sadarbību.Tas spēj veidoties reibumā ūdens, gaisa un tvaiki.
Ja maināt standarta noteikumus un nosacījumus un veikt apkures silīciju līdz temperatūrai virs 400S, tās reaktivitāte ir stipri pieaudzis.Šajā gadījumā, tas reaģēs ar:
- skābekli;
- visi halogēna veidu;
- ūdeņradis.
Pie augstākām temperatūrām, veidojot produktu Reaģējot ar boru, slāpekļa un oglekļa.Īpaši svarīgi ir silīcija karbīda - SiC, jo tas ir labs abrazīvs.
ķīmiskās īpašības silīcija ir arī skaidri redzams reakcijas ar metāliem.Pēc viņu domām tā ir oksidētājs, tāpēc produkti tiek saukti silicide.Tā ir pazīstama ar šādiem savienojumiem:
- sārmu;
- sārmains;
- pārejas metāliem.
Neparasti īpašības ir savienojums, ko iegūst kausējamo dzelzs un silīcija.Tas dots nosaukums ferosilīcija keramikas un veiksmīgi piemēroti šajā nozarē.
Ar sarežģītas vielas, kas reaģē ar silīcija nenāk, lai visi to sugu spēj izšķīdinot tikai:
- karaļūdens (maisījums slāpekļskābes un sālsskābes skābes);
- kodīgus sārmus.
Šķīduma temperatūra nedrīkst būt zemāka par 60 ° C.Tas viss apliecina fizisko bāzi vielas - dimanta stabils kristāla režģa, piešķirot tam spēku un inerci.
metodes, kas ražo
silīcija tā tīrākajā formā - šis process ir diezgan dārgs izmaksas.Turklāt, ņemot vērā tās īpašības nu metode dod tikai 90-99% tīrs produkts kā piemaisījums veidā metāla un oglekļa paliek joprojām.Tik vienkārši, lai iegūtu pietiekami daudz materiālu.Tas būtu kvalitatīvi skaidrs ārvalstu elementu arī.
Kopumā silīcija ražošanas tiek veikta divos galvenajos veidos:
- balto smilšu, kas ir tīrs silīcija dioksīda SiO2.Pēc tam, kad karsējot to ar aktīvo metālu (parasti magnija) ir izveidots kā brīva elementu amorfās modifikācijas.Šīs metodes tīrība ir augsts, produkts tiek iegūts ar rezultativitāti 99,9 procentiem.
- biežāk metode rūpnieciskā mērogā - aglomerācijas izkausētu smiltis ar koksu specializētajos termiskās krāsnīs.Šī metode tika izstrādāta ar Krievijas zinātniekiem NN Beketov
tālākas attīrīšanas ir saskare ar produktu tīrīšanas metodēm.Šim nolūkam, skābju vai halogēns (hlors, fluora).
amorfā silīcija
Feature silīcijs būtu nepilnīga, ja jūs neuzskatu atsevišķi katram no tās allotropic modifikācijas.Pirmais no tiem - ir amorfa.Šajā stāvoklī mēs izskata viela ir pulveris, brūna brūna, naudas sodu.Vai ļoti higroskopisks, tas piemīt pietiekami augstu reaģētspēju uz karsēšanu.Standarta apstākļos, spēj sazināties tikai ar spēcīgiem oksidētājiem - fluora.
Call to veida amorfā silīcija kristāla nav pilnīgi pareizs.Tās režģis norāda, ka viela - tas ir tikai forma smalkas silīcija pastāv kristālu formā.Tāpēc, kā šādas šīm izmaiņām - to pašu savienojumu.
Tomēr, to īpašības atšķiras, tā teikt par alotropija.Pats par sevi, tad amorfā silīcija ir augsta spēja svetopoglotitelnoy.Turklāt noteiktos apstākļos, šis rādītājs ir daudz ātrāk nekā no līdzīga kristāliskā formā.Tāpēc, ka tas tiek izmantots tehniskiem nolūkiem.Tādā veidā (pulveris) savienojums ir viegli piemērot jebkuras virsmas, vai tas ir plastmasas vai stikla.Tādēļ, tas ir ērts lietošanā amorfā silīcija.Pieteikums ir balstīts uz ražošanā saules bateriju dažādu izmēru.
Kaut arī šī tipa baterijas valkāt diezgan ātri, sakarā ar nobrāzumiem no plānas plēves materiāla, bet lietošana un pieprasījums tikai pieaug.Pat īsu mūžu saules baterijas, kuru pamatā ir amorfā silīcija spēj nodrošināt enerģiju visam uzņēmumam.Bez ražošanai šāda materiāla bez atkritumiem, kas padara to ļoti ekonomiska.
šādas izmaiņas, ko iegūst, reducējot savienojumu ar aktīvo metālu, piem, nātrija vai magnija.
kristālisko silīcija
sudrabaini pelēks izcili modifikācija elementa.Tā ir šī forma ir visizplatītākais un populārākais.Tas ir saistīts ar virkni augstas kvalitātes īpašības, kas ir pēc būtības.
Feature silīcija kristāla režģa ietver klasifikāciju to sugu, jo vairāki no tiem:
- elektronisko kvalitāti - vistīrākā un visvairāk augstu kvalitāti.Tas ir, ko izmanto elektronikā, lai veidotu ļoti jutīgas instrumentus.
- saules pakāpē.Nosaukums pats par sevi definē izmantošanas jomā.Tas arī ir diezgan augstas tīrības silīcijs, kuru izmantošana ir nepieciešama, lai izveidotu augstas kvalitātes un ilgtermiņa darbojas saules paneļi.Fotoelektriskie pārveidotāji, kas ir balstīti uz precīzi kristālisko struktūru, labāku un nodiluma izturīgas, nekā tie, kas veikti, izmantojot amorfo modifikāciju izsmidzinot uz dažāda veida substrāta.
- silīcija.Šāda veida vielu iekļauts šos paraugus, kas satur apmēram 98% tīras elements.Pārējais iet uz dažāda veida piemaisījumi:
- bora;
- alumīnijs;
- hlora;
- oglekļa;
- fosfors un citi.
Pēdējā dažādas attiecīgās vielas tiek izmantotas, lai ražotu polikristālisks silīcijs.Lai veiktu procesu rekristalizācijas.Tā rezultātā, tīrību šādu produktu iegūst, kas var pieder grupai saules un elektronisko kvalitāti.
Ar dabas polisilikona - ir starpprodukts starp amorfu un kristālisku modifikācijas.Ar šī iespēja ir vieglāk strādāt, tas ir labāk, lai ir pārstrādājami un tīrīšanas fluors un hlors.
produktus, kuru rezultātā var klasificēt kā:
- multisilicon;
- monokristālu;
- formas kristāli;
- silīcija lūžņi;
- tehniskā silīcijs;
- atkritumi veidā fragmentu un lūžņi materiālu.
Katrs no tiem tiek izmantots rūpniecībā un lieto persona pilnīgi.Tādēļ ražošanas procesus, kas saistīti ar silīcija, tiek uzskatīts, ka ir nulle atkritumi.Tas būtiski samazina savu ekonomiskās izmaksas, kaut arī tas neietekmē kvalitāti.
izmantošana tīra silīcija
silīcija ražošanas nozarē ir labi izveidota, un tās apmēri ir diezgan apjomīgi.Tas ir saistīts ar faktu, ka šis elements ir tīrs, un tādā veidā, dažādu savienojumu, ir plaši izplatīta, un pieprasījums dažādās zinātnes un tehnoloģijas.
Kur ir izmantojot kristāliskajā un amorfa silīcija tā tīrākajā formā?
- In metalurģija kā sakausēšanas Turklāt, spēja mainīt īpašības metālu un to sakausējumu.Tādējādi, tas tiek izmantots kausēšanā tērauda un čuguna.
- Dažāda veida sīkumi iet uz ražošanas tīrāku iespēju - polisilikona.
- savienojumi silīcija ar organiskām vielām - ir ķīmiskā rūpniecība, kas bija īpaši populārs šodien.Organosilicon materiālu izmanto medicīnā, ražošanā trauki, instrumentu un vairāk.
- ražošana dažādu saules baterijas.Šis enerģijas ražošanas metode ir viens no daudzsološākajiem nākotnē.Videi draudzīgs, rentablu un Izturīgā - galvenās priekšrocības šāda elektroenerģijas.
- Silīcija šķiltavām, ko izmanto uz ilgu laiku.Pat senos laikos cilvēki izmantoja krama dzirksteles par aizdegšanās uguns.Šis princips ir pamats, lai ražotu dažāda veida šķiltavām.Šodien ir sugas, kurās krams aizstāj ar sakausējuma konkrētu sastāvu, dodot vēl straujāks rezultāti (dzirksteļošanu).
- Elektronika un saules enerģiju.
- Manufacturing zerkalets jo gāze lāzera ierīcēm.
Tādējādi, tīra silīcija ir daudz izdevīgu un īpašas iezīmes, kas ļauj to izmantot, lai radītu nozīmīgus un atbilstošus produktus.
Par silīcija izmantošana savienojumi
pievienojot vienkāršu vielas lieto un dažādi savienojumi silīcija, un ļoti plaši.Ir vesela nozare, ko sauc silikāta.Tā ir balstīta uz izmantošanu dažādu vielu, kas ietver šo awesome posteni.To, kas ir savienojums, un ka tiek ražoti?
- kvarca vai upes smiltis - SiO2.Izmanto, lai iegūtu šādu dekoratīvo un celtniecības materiālus, piemēram, cementa un stikla.Kur ir šie materiāli ir labi zināms.Nē būvniecība nav pilnīga bez šīm sastāvdaļām, kas apliecina, cik svarīgi ir silīcija savienojumu.
- Silikāta keramika, kas ietver tādus materiālus kā māla, porcelāna, ķieģeļu un produktus, pamatojoties uz tiem.Šie komponenti tiek izmantoti medicīnā, ražošanā trauki, rotājumi, mājsaimniecības priekšmetus, būvniecības un citās dzīvojamās zonās cilvēka darbības.
- Silikons - silikoni, silīcija dioksīds, silikona eļļa.
