Veel moderne technologie of hulpmiddelen zijn gemaakt vanwege de unieke eigenschappen van stoffen in de natuur.De mensheid door experimenteren en zorgvuldige studie van de elementen om ons heen is voortdurend moderniseren eigen uitvinding - dit proces wordt de technologische vooruitgang genoemd.Het is gebaseerd op eenvoudig, toegankelijk voor iedereen de dingen die ons omringen in het dagelijks leven.Bijvoorbeeld, het zand, wat het kan verrassend en ongewoon?Wetenschappers in staat waren om te isoleren uit een silicium - een chemisch element, zonder welke er geen computer-apparatuur zou zijn.Het toepassingsgebied is divers en wordt voortdurend uitgebreid.Dit wordt bereikt door de unieke eigenschappen van het siliciumatoom in de structuur en de verbinding met andere eenvoudige stoffen.
Kenmerk
in het periodiek systeem, ontwikkeld door Mendeleev, silicium (chemisch element) wordt weergegeven door Si.Het verwijst naar de niet-metalen, is gevestigd in de belangrijkste de vierde groep van de derde periode, heeft het atoomnummer 14. De nabijheid van koolstof is niet toevallig: de eigenschappen zijn grotendeels vergelijkbaar.Niet in de natuur in zuivere vorm, als een actief bestanddeel en een voldoende sterke binding met zuurstof.Basismateriaal - silica, dat een oxide, en silicaten (zand).Wanneer deze silicium (de natuurlijke verbinding) is een van de meest voorkomende chemische elementen ter wereld.Volgens de massafractie van de inhoud is het tweede alleen zuurstof (meer dan 28%).De bovenste korst laag omvat siliciumdioxide in de vorm (dit kwarts), verschillende soorten klei en zand.De tweede meest voorkomende groep is samengesteld uit de silicaten.Op een diepte van ongeveer 35 km van de oppervlaktelagen wordt aangebracht graniet en basalt afzettingen die siliciumverbindingen bevatten.Is het gehalte van de kern van de aarde is nog niet bedacht, maar die naar de oppervlakte lagen van de mantel (900 km) behoren silicaten.In de samenstelling van zeewater silicium concentratie 3 mg / l, maangrond bestaat uit 40% kwikverbindingen.De uitgestrekte ruimte die de mensheid tot dusver heeft onderzocht, bevat dit chemisch element in grote hoeveelheden.Zo spectraalanalyse meteorieten, waarvan de bodem benaderingen op een afstand die beschikbaar is voor onderzoekers is aangetoond dat ze bestaan uit 20% silicium.Er is een mogelijkheid van de vorming van het leven op basis van dit element in ons stelsel.
onderzoeksproces
geschiedenis van de ontdekking van de chemische element silicium heeft verschillende stadia.Veel stoffen, gesystematiseerd Mendelejev zijn gebruikt door de mensheid al eeuwen.De elementen in een natuurlijke vorm, met name het werkland.verbindingen die niet werden onderworpen aan een chemische behandeling en al hun eigenschappen niet bekend bij mensen.In het proces van het bestuderen van alle eigenschappen van de stof had nieuwe toepassingsgebieden verscheen.De eigenschappen van silicium tot op heden niet onderzocht tot het einde - dit element is voldoende breed en gevarieerd aanbod van toepassing laat ruimte voor nieuwe ontdekkingen voor toekomstige generaties van wetenschappers.Moderne technologie zal aanzienlijk te versnellen dit proces.In de XIXe eeuw, hebben vele beroemde chemici geprobeerd om silicium te verkrijgen in een zuivere vorm.Voor het eerst werd gedaan Tenaru L. en J. Gay-Lussac in 1811, maar de ontdekking van het element behoort J. Berzelius, die niet alleen in staat om de inhoud te identificeren, maar om te beschrijven was.Een chemicus uit Zweden kreeg silicium in 1823, voor deze gebruikte hij een metalen kalium en kaliumzout.De reactie vond plaats in de katalysator in de vorm van warmte.De verkregen stof is een eenvoudig grijs-bruine kleur is een amorf silicium.Kristal zuiver element werd verkregen in 1855, Sainte-Claire Deville.De complexiteit van de allocatie direct gerelateerd aan de hoge weerstand van atomaire bindingen.In beide gevallen wordt de chemische reactie betrekking op een werkwijze van reiniging van onzuiverheden, waarbij de amorfe en kristallijne modellen hebben verschillende eigenschappen.
Silicon: uitspraak chemisch element
voornaam van de verkregen poeder - Kizel - werd voorgesteld door Berzelius.In het Verenigd Koninkrijk en de Verenigde Staten silicium en vandaag werd bekend als silicium (Silicium) of siliconen (siliconen).De term komt van het Latijnse "flint" (of "steen"), en in de meeste gevallen is gebonden aan het begrip "land" door de grote spreiding in de natuur.Russische uitspraak van de chemische stof kan anders zijn, het hangt allemaal af van de bron.Hij werd silica (Zakharov toegepast de term in 1810), Sicilië (1824, Dvigubsky, Solovyov), silica (1825, angst) genoemd, en alleen in 1834, de Russische chemicus Germain Henri Hess komt in de naam, die tot nu toe gebruiktIn de meeste bronnen - silicium.In het periodiek systeem is weergegeven door Si.Hoe maak je een chemisch element silicium lezen?Veel wetenschappers Engels-sprekende landen spreken zijn naam als "B" of gebruik het woord "silicium".Vandaar dat de wereldberoemde naam van de vallei, dat is een onderzoek en productie gebied van computertechnologie.De Russisch sprekende mensen noemen het element silicium (van het Griekse woord "cliff Mountain").
Omdat in de natuur: gebied
Gehele bergketens zijn samengesteld uit silicium verbindingen, die in zijn zuivere vorm niet verschijnt, omdat alle bekende mineralen zijn silica en silicaten (aluminosilicaten).Verbazingwekkende schoonheid van de stenen gebruikt door mensen als sierplant materiaal - is opaal, amethist, kwarts, verschillende types, jaspis, chalcedoon, agaat, bergkristal, carneool en vele anderen.Ze werden gevormd als gevolg van het optreden van het silicium van verschillende stoffen, waarvan de dichtheid, textuur, kleur en de gebruiksomstandigheden zijn gedefinieerd.Alle anorganische wereld kan worden geassocieerd met deze stoffen die in de natuur vormt sterke banden met metalen en metalen (zink, magnesium, calcium, mangaan, titaan, enz. D.).In vergelijking met andere stoffen, silicium vrij gemakkelijk toegankelijk voor winning op industriële schaal: het is in de meeste soorten ertsen en mineralen.Daarom zijn actief ontgonnen afzettingen meer om de beschikbare energiebronnen dan de territoriale clusters van materie gebonden.Kwartsiet en kwartszand zijn beschikbaar in alle landen.De grootste fabrikanten en leveranciers van silicium zijn: China, Frankrijk, Noorwegen, Verenigde Staten (West Virginia, Ohio, Alabama, New York), Australië, Zuid-Afrika, Canada, Brazilië.Alle fabrikanten gebruiken verschillende methoden, die afhankelijk van het type product (wit, een halfgeleider, high-silicium).Chemisch element additioneel of alternatief verrijkt, gezuiverd van alle soorten onzuiverheden heeft unieke eigenschappen die afhankelijk zijn van het latere gebruik.Dit geldt ook voor een substantie.De structuur van het silicium bepalend voor het toepassingsgebied.
geschiedenis
gebruiken heel vaak als gevolg van de gelijkenis van de namen van de mensen verwarren silicium en vuursteen, maar deze begrippen zijn niet identiek.Om duidelijk te zijn.Zoals reeds vermeld, de aard van silicium in zuivere vorm niet voordoen, die niet de verbindingen (dezelfde silica).De belangrijkste mineralen en gesteenten gevormd dioxide stof in kwestie - een zand (water en silica), kwarts en kwartsiet, veldspaat en vuursteen.Laatstgenoemde gehoord moet geschieden, omdat het gegeven groot belang in de geschiedenis van de mensheid.Met deze koppeling de eerste stenen werktuigen, gemaakt door mensen die in het stenen tijdperk.Zijn scherpe randen gevormd tijdens het afkalven van het belangrijkste ras, vergemakkelijkt het werk van de oude huisvrouwen en de mogelijkheid tot verscherping - jagers en vissers.Flint had niet de kracht van metalen producten, maar de mislukte instrumenten kunnen gemakkelijk worden vervangen.Het gebruik ervan als een vuursteen duurde eeuwen - tot de uitvinding van alternatieve bronnen.
Wat de hedendaagse realiteit, de eigenschappen van silicium is het mogelijk om het materiaal te benutten voor decoratie of aardewerk maken met, naast een mooi esthetisch uiterlijk, heeft een aantal uitstekende functionele eigenschappen.Een apart gebied van de toepassing ervan als gevolg van de uitvinding van glas ongeveer 3000 jaar geleden.Dit evenement bood de gelegenheid om een spiegel, borden, glas in lood mozaïek van verbindingen die silicium te maken.Formule aangevuld initiële stoffen noodzakelijke componenten die u in staat om het product de gewenste kleur en het effect op de sterkte van het glas hechten.Verbazingwekkende schoonheid en de verscheidenheid van kunstwerken werden gemaakt door een man uit mineralen en stenen die silicium bevatten.De helende eigenschappen van dit element zijn beschreven door wetenschappers van de oudheid en werd gebruikt in de geschiedenis van de mensheid.Zij legden de bronnen voor drinkwater opslag van producten die worden gebruikt in het dagelijks leven en in de geneeskunde.De door malen poeder werd aangebracht op de wonden.Bijzondere aandacht werd besteed aan het water, dat drong in een pot gemaakt van verbindingen die silicium.Chemisch element wisselwerking met haar personeel, waardoor een aantal pathogene bacteriën en micro-organismen te vernietigen.En dat is niet alles industrieën waar we overwegen de stof is zeer, zeer beweerd.De structuur van het silicium veroorzaakt zijn veelzijdigheid.
Properties
Voor meer informatie over de eigenschappen van de stof moet worden beschouwd leren, rekening houdend met alle mogelijke eigenschappen.Plannen chemische element silicium omvat fysische eigenschappen, elektrische eigenschappen, de studie verbindingen en reactieomstandigheden voor hun passage, enz. D. silicium in kristallijne vorm een donkergrijze kleur met een metaalglans.Face-centered cubic rooster van een gelijkenis met koolstof (diamant), maar vanwege de grotere lengte van de verbindingen niet zo robuust.Plasticiteit laat opwarmen tot 800 ° C, in andere gevallen onzeker blijft.De fysische eigenschappen van silicium maakt het uniek bestanddeel: het is transparant voor infraroodstraling.Smeltpunt - 1 410 0 C, het kookpunt - 2600 0 C, de dichtheid onder normale omstandigheden - 2330 kg / m3.De thermische geleidbaarheid is niet constant voor verschillende monsters wordt de waarde van ongeveer 25 0C aanvaard.De eigenschappen van het siliciumatoom laat het gebruik als halfgeleiders.Dergelijke toepassingen zijn het meest van de vraag in de wereld van vandaag.De grootte van de elektrische geleidbaarheid van de samenstelling optreedt en het silicium elementen die in samenhang met deze.Zo verbeterde elektronengeleidbaarheid gebruikt antimoon, arseen, fosfor, voor holey - aluminium, gallium, indium en boor.Bij het maken van inrichtingen met silicium wordt gebruikt als pervlaktegeleider behandeling met het middel, dat de werking van de inrichting beïnvloedt.
eigenschappen van silicium als een uitstekende geleider schaal gebruikt in de moderne instrumentatie.Dit is vooral belangrijk bij de productie van het gebruik van geavanceerde technologie (zoals geavanceerde computerapparatuur, computers).
Silicon: kenmerkende chemische element
meeste vierwaardig silicium, ook gevonden communicatie waarin het kan worden ingesteld op twee.Onder normale omstandigheden heeft maloaktiven sterke banden bij kamertemperatuur kan alleen reageren met fluor in gasvormige aggregatietoestand.Dit komt door het blokkerende effect Dioxide oppervlaktelaag, die wordt waargenomen bij de interactie met ambient zuurstof of water.Om de reacties die nodig zijn om een katalysator te gebruiken stimuleert de temperatuurstijging is ideaal voor een stof zoals silicium.Chemisch element reageert met zuurstof bij 400-500 0 C, resulterend Dioxide film toeneemt, het oxidatieproces.Wanneer de temperatuur wordt verhoogd tot 50 0C waargenomen reactie met broom, chloor, jood, onder vorming van vluchtige tetrahalides.Daar silicium niet zuren, eliminatie van een mengsel van waterstoffluoride en salpeterzuur, waarbij elk alkali in een verhitte toestand een oplosmiddel interageren.Silanen uitsluitend door ontleding van silicide reageren met waterstof, is deze niet.De grootste kracht en chemische passiviteit van verschillende verbindingen met boor en koolstof.Hoge weerstand tegen basen en zuren stikstofverbinding die optreedt bij temperaturen boven 1000 0C.Siliciden worden verkregen door reactie met metalen, waarbij een aanvullend element onafhankelijk van de valentie siliciumhoudend blijkt.Formule stof gevormd met de deelname van het overgangsmetaal, is bestand tegen zuren.De structuur van het siliciumatoom rechtstreeks invloed op de eigenschappen en het vermogen om met andere elementen.Relatievormings- in de natuur, en bij blootstelling aan de stof (in het laboratorium, industriële omgeving) verschilt aanzienlijk.Siliciumstructuur neemt de reactiviteit.
Structuur Schematische weergave van de structuur van het silicium atoom heeft zijn eigen kenmerken.De lading van de kern 14, dat overeenkomt met het nummer van het periodiek systeem.Het aantal geladen deeltjes: protonen - 14;elektronen - 14;neutronen - 14. De circuitstructuur van het siliciumatoom is als volgt: Si 14) 2) 8) 4. Op laatstgenoemde (extern) niveau zijn er 4 elektronen die de mate van oxidatie bepaald met een "+" of "-".Siliciumoxide heeft de formule SiO2 (waardigheid van 4+), vluchtige waterstofverbinding - SiH4 (waardigheid van -4).Een groot aantal siliciumatomen kunnen sommige verbindingen een coördinatiegetal van 6, bijvoorbeeld in combinatie met fluor.Mol massa - 28, de straal van een atoom - 132 uur, de configuratie van het elektron shell: 1S22S22P63S23P2.
Application
oppervlak of volledig gedoteerd silicium wordt gebruikt als een halfgeleider in de creatie van vele, waaronder hoge precisie, apparaten (zoals zonnecellen, transistoren, gelijkrichters, enz. D.).Ultrazuiver silicium wordt gebruikt om zonnecellen (energie) te maken.Monokristallijn soort gebruikt voor de vervaardiging van spiegels en een gaslaser.Van de verbindingen van silicium van het glas, tegels, aardewerk, porselein en aardewerk.De verscheidenheid van soorten geproduceerde goederen is moeilijk te beschrijven, de exploitatie gebeurt in het dagelijks leven, in de kunst en wetenschap, op de werkplek.De resulterende cement is de grondstof voor het maken van mixen en baksteen afwerkingsmaterialen.Het verspreiden oliën, smeermiddelen kunnen op basis van siliconen verbindingen aanzienlijke wrijving in de bewegende delen van de vele mechanismen.Siliciden vanwege de unieke eigenschappen bij de bestrijding agressieve media (zuren, temperatuur) worden veel gebruikt in de industrie.Hun elektrische, nucleaire en chemische parameters rekening worden gehouden met de deskundigen complex producties, speelt geen kleine rol en structuur van het siliciumatoom.
We hebben de meest high-tech-beursgenoteerde en geavanceerde to-date applicatie.De meest voorkomende, die wordt geproduceerd in grote hoeveelheden Technical silicium wordt op verschillende manieren:
- als grondstof voor de productie van een zuivere stof.
- voor legeren in de staalindustrie: de aanwezigheid van silicium verhoogt de ongevoeligheid, verbetert de weerstand tegen corrosie en mechanische sterkte (boven dit element, kan de legering te broos geworden).
- Als deoxidator voor het verwijderen van overmaat zuurstof uit metaal.
- Grondstoffen voor de productie van silaan (siliciumverbindingen met organische stoffen).
- Voor de productie van waterstof uit silicium-ijzer legering.
- Manufacturing zonnepanelen.
De betekenis van de stof voor het normaal functioneren van het menselijk lichaam.Siliciumstructuur, zijn de eigenschappen die in dit geval.Dit overaanbod van, of het ontbreken daarvan leidt tot een ernstige ziekte.
bij mensen
geneeskunde voor een lange tijd met behulp van silicium als een bacteriedodende en antiseptische.Maar met alle voordelen van buitengebruik moet dit element voortdurend vernieuwd in het menselijk lichaam.Het normale niveau van de inhoud ervan zal het leven in het algemeen te verbeteren.Bij gebrek aan meer dan 70 sporenelementen zijn die niet verteerd door het lichaam, wat beduidend lager weerstand tegen verschillende ziekten.Het hoogste percentage silicium wordt waargenomen in de botten, huid, pezen.
