Mange moderne teknologiske enheter og hjelpemidler har blitt opprettet på grunn av de unike egenskapene til stoffer som finnes i naturen.Menneskeheten ved eksperimentering og nøye studie av elementene rundt oss er i stadig modernisere egen oppfinnelse - denne prosessen kalles teknologiske fremskritt.Den er basert på enkle, tilgjengelig for alle de tingene som omgir oss i hverdagen.For eksempel sand, hva det kan være overraskende og uvanlig?Forskere var i stand til å isolere fra en silisium - et grunnstoff, uten noe som det ikke ville være noe datautstyr.Bruksområdet er mangfoldig, og er i stadig vekst.Dette oppnås gjennom de unike egenskapene til silisiumatomet i sin struktur og tilkobling med andre enkle stoffer.
Feature
i det periodiske system, utviklet av Mendelejev, silisium (grunnstoff) er representert med Si.Det refererer til de ikke-metaller, ligger i hoved den fjerde gruppen av tredje periode, har atomnummer 14. Nærheten til karbon er ikke tilfeldig: deres egenskaper er i stor grad sammenlignes.Ikke finnes i naturen i ren form, som en aktiv komponent, og har en tilstrekkelig sterk binding med oksygen.Grunnmateriale - silisiumdioksyd, som er et oksyd, og silikater (sand).Når dette silisium (sin naturlige forbindelse) er en av de mest vanlige kjemiske elementer i verden.I henhold til massefraksjonen av innholdet er det andre bare oksygen (over 28%).Den øverste skorpelag omfatter silisiumdioksid i form (dette kvarts), ulike typer leire og sand.Den nest vanligste gruppen består av dets silikater.I en dybde på omtrent 35 km fra overflatelagene er anordnet granitt og basalt avleiringer, som inkluderer silisiumforbindelser.Den prosentvise innholdet av Jordens kjerne har ennå ikke funnet ut, men kommer til overflaten lag av mantelen (900 km) inkluderer silikater.I blandingen av sjøvann silisium konsentrasjonen er 3 mg / l, består lunar jord på 40% av dets forbindelser.Vidstrakte plass som menneskeheten har så langt undersøkt, inneholder dette grunnstoff i store mengder.For eksempel, spektralanalyse meteoritter, som nærmer seg bakken i en avstand som er tilgjengelig for forskere har vist at de består av 20% av silisium.Det er en mulighet for dannelse av livet på grunnlag av dette elementet i vår galakse.
forskningsprosessen
historien om oppdagelsen av grunnstoff silisium har flere etapper.Mange stoffer, systematisert Mendelejev har blitt brukt av menneskeheten i århundrer.Elementene i en naturlig form, d.v.s..forbindelser som ikke har vært utsatt for kjemisk behandling, og alle deres egenskaper har ikke vært kjent for folk.I prosessen med å studere alle funksjonene i stoffet hadde dukket opp nye bruksområder.Egenskapene til silisium til dags dato har ikke blitt undersøkt før slutt - dette elementet er tilstrekkelig bredt og variert utvalg av søknaden gir rom for nye funn for fremtidige generasjoner av forskere.Moderne teknologi vil betydelig akselerere denne prosessen.I det nittende århundre, har mange kjente kjemikere prøvd å få silikon i en ren form.For første gang ble det gjort Tenaru L. og J. Gay-Lussac i 1811, men oppdagelsen av elementet tilhører J. Berzelius, som var i stand til ikke bare å identifisere stoffet, men å beskrive det.En kjemiker fra Sverige fikk silisium i 1823, for han brukte en metall kalium og kalium salt.Reaksjonen fant sted på katalysatoren i form av varme.Den resulterende substans er en enkel grå-brun farge av en amorf silisium.Krystallren element ble oppnådd i 1855, Sainte-Claire Deville.Kompleksiteten av tildelingen direkte relatert til den høye styrken av atombindinger.I begge tilfeller er den kjemiske reaksjonen rettet mot en prosess for rensing av urenheter, karakterisert ved at de amorfe og krystallinske modeller har forskjellige egenskaper.
Silicon: grunnstoff uttale
første navnet på den resulterende pulver - Kizel - ble foreslått av Berzelius.I Storbritannia og USA silisium og i dag ble omtalt som silisium (Silikon) eller silikon (Silicon).Begrepet kommer fra det latinske "flint" (eller "stein"), og i de fleste tilfeller er det knyttet til begrepet "land" på grunn av den store spredningen i naturen.Russiske uttalen av den kjemiske kan være forskjellig, alt avhengig av kilden.Han ble kalt silica (Zakharov brukt begrepet i 1810), Sicilia (1824, Dvigubsky, Solovjov), silika (1825, frykt), og bare i 1834, den russiske kjemikeren Germain Henri Hess kommer inn navnet, som til nå brukti de fleste kilder - silisium.I det periodiske system er det som representeres ved Si.Hvordan lese et grunnstoff silisium?Mange forskere engelsktalende land uttale navnet hans som "B" eller bruke ordet "silisium".Derav den verdensberømte navnet på dalen, som er et forsknings- og produksjonsareal på datateknologi.Den russisk-talende folk kaller grunnstoffet silisium (fra det greske ordet "klippe Mountain").
Å være i naturen: -feltet
Hele fjellkjeder er sammensatt av silisiumforbindelser, som i sin rene form ikke vises, fordi alle kjente mineraler er silika og silikater (aluminosilikater).Utrolig vakre steiner som brukes av folk som pryd materiale - er opal, ametyst, kvarts, forskjellige typer, jaspis, kalsedon, agat, bergkrystall, karneol og mange andre.De ble dannet på grunn av forekomsten av silikon av forskjellige stoffer, som har definerte tetthet, struktur, farge og retning av bruk.All den uorganiske verden kan være forbundet med disse kjemikalier som i det naturlige miljø danner sterke bindinger med metaller og metaller (sink, magnesium, kalsium, mangan, titan, og så videre. D.).Ved sammenligning med andre stoffer, silisium forholdsvis lett tilgjengelig for utvinning ved industriell skala: det er funnet i de fleste typer av malmer og mineraler.Derfor er aktivt minelagt innskudd knyttet mer til de tilgjengelige energikilder enn til de territorielle klynger av saken.Kvartsitt og kvartssand er tilgjengelige i alle land.De største produsenter og leverandører av silisium er: Kina, Frankrike, Norge, USA (West Virginia, Ohio, Alabama, New York), Australia, Sør-Afrika, Canada, Brasil.Alle produsenter bruker forskjellige metoder, som avhenger av den type produkt (hvitt, en halvleder, høy-silisium).Grunnstoff anriket i tillegg eller alternativt, renset fra alle typer urenheter har unike egenskaper som avhenger av deres etterfølgende bruk.Dette gjelder også for et stoff.Strukturen av silikon bestemmer dens omfang.
historie
bruker veldig ofte på grunn av likheten med navn på folk forvirre silisium og flint, men disse begrepene er ikke identiske.For å være klar.Som allerede nevnt, arten av silisium i ren form ikke forekomme, noe som ikke er forbindelsene (det samme silika).De viktigste mineraler og bergarter dannet karbondioksid stoffet under vurdering - en sand (vann og silika), kvarts og kvartsitt, feltspat og flint.Sistnevnte har hørt skal være tatt, fordi det er gitt stor betydning i menneskehetens historie.Med denne linken de første steinredskaper, skapt av folk i steinalderen.Sine skarpe kanter dannet under kalving fra hoved rasen, i stor grad forenkler arbeidet med gamle husmødre og muligheten for oppskarping - jegere og fiskere.Flint hadde ikke styrken av metallprodukter, men de mislykkede instrumenter kan lett bli erstattet.Dens bruk som en flint varte mange århundrer - før oppfinnelsen av alternative kilder.
Med hensyn til moderne realiteter, egenskapene til silisium gjør det mulig å utnytte materialet for dekorasjon eller for å lage keramiske ware, med, i tillegg til en vakker estetisk utseende, den har en rekke gode funksjonelle kvaliteter.Et separat område av dens anvendelse på grunn av den foreliggende oppfinnelse av glass omtrent 3000 år siden.Denne hendelsen gitt en mulighet til å skape et speil, retter, farget glass mosaikk av forbindelser som inneholder silisium.Formula supplert innledende stoffer nødvendige komponenter som tillater deg å feste produktet ønsket farge og effekt på styrken av glasset.Fantastisk skjønnhet og variasjon av kunstverk ble gjort av en mann fra mineraler og steiner som inneholder silisium.Den helbredende egenskaper av dette elementet har blitt beskrevet av forskere fra antikken og blitt brukt i hele menneskehetens historie.De lagt ut brønnene for drikkevann lagringsplass for produkter som brukes i hverdagen og i medisin.Det oppnådde ved sliping pulver ble påført på sårene.Spesiell oppmerksomhet ble betalt til vannet, som insisterte i en gryte laget av forbindelser som inneholder silisium.Grunnstoff samhandlet med hennes ansatte, som gjør det mulig å ødelegge en rekke patogene bakterier og mikroorganismer.Og det er ikke alle bransjer hvor vi vurderer stoffet er veldig, veldig hevdet.Strukturen av silisium forårsaker dens allsidighet.
Properties
Hvis du vil vite mer om egenskapene til stoffet må vurderes, tar hensyn til alle mulige egenskaper.Planer grunnstoff silisium inkluderer fysiske egenskaper, elektriske egenskaper, studie forbindelser og reaksjonsbetingelser for sin passasje, og så videre. D. Silicon i krystallinsk form har en mørk grå farge med en metallisk glans.Flatesentrert kubisk gitter av et likhet med karbon (diamant), men på grunn av den større lengde av forbindelsene ikke er så robust.Plastisitet som gjør det varmes opp til 800 ° C, i andre tilfeller, er det fortsatt skjøre.De fysikalske egenskapene av silikon, gjør det helt unikt stoff: det er transparent for infrarød stråling.Smeltepunkt - 1 410 0-C, koke - 2600 0 C, tettheten under normale forhold - 2330 kg / m3.Den termiske ledningsevnen ikke er konstant for forskjellige prøver er det akseptert i tilnærmet verdi på 25 0 ° C.Egenskapene til silisiumatomet tillate dens bruk som en halvleder.Slike programmer er mest etterspurt i dagens verden.Størrelsen av den elektriske ledningsevnen av sammensetningen er berørt og silisium elementer som er i forbindelse med dem.Således, for forbedret elektronledningsevne anvendes antimon, arsen, fosfor, for holey - aluminium, gallium, bor og indium.Ved opprettelse av enheter med silisium brukes som en ledeflate behandling med midlet, noe som påvirker driften av apparatet.
egenskaper av silisium som en utmerket leder mye brukt i moderne instrumentering.Dette er spesielt viktig ved fremstilling av bruken av avansert teknologi (for eksempel avanserte beregningsinnretninger, datamaskiner).
Silicon: karakteristisk grunnstoff
fleste av fireverdig silisium, også funnet kommunikasjon der det kan settes til to.Under normale forhold er det maloaktiven har sterke bånd ved romtemperatur kan bare reagere med fluor i gass samlede tilstand.Dette er på grunn av den blokkerende effekt Dioxide overflatefilm, som er observert i samspillet med omgivende oksygen eller vann.For å stimulere reaksjonene som er nødvendige for å bruke en katalysator og temperaturstigningen er ideell for en substans slik som silisium.Kjemisk element reagerer med oksygen ved 400 til 500 0 C, noe som resulterer Dioxide film øker, vil oksidasjonsprosessen.Når temperaturen heves til 50 0C observerte reaksjon med brom, klor, jod, for derved å danne flyktige tetrahalogenider.Ettersom silisium ikke interagerer syrer, eliminering av en blanding av flussyre og salpetersyre, karakterisert ved at en hvilken som helst alkali i en oppvarmet tilstand er et løsningsmiddel.Silaner som produseres bare ved dekomponering av silisid til å reagere med hydrogen, vil det ikke gå inn.Den største styrke og kjemisk passivitet av forskjellige forbindelser med bor og karbon.Høy motstand mot alkalier og syrer har nitrogenforbindelse, noe som skjer ved temperaturer over 1000 0C.Silicider oppnås ved reaksjon med metaller, i hvilket tilfelle en ytterligere element uavhengig fra valens som viser silisium.Formel substans dannet med deltakelse av overgangsmetallet, er motstandsdyktig mot syrer.Strukturen til silisiumatomet direkte påvirke dets egenskaper og evnen til å kommunisere med andre elementer.Dannelsen av forbindelser i naturen, og når de utsettes for substansen (i laboratoriet, industrielt miljø) varierer sterkt.Silicon struktur inntar sin reaktivitet.
Struktur Diagram av strukturen silisiumatomet har sine egne særtrekk.Ladningen av kjernen 14, som svarer til antallet i det periodiske system.Antallet av ladde partikler: protoner - 14;elektroner - 14;nøytroner - 14. Kretsen strukturen til silisiumatomet er som følger: Si +14) 2) 8) 4. Ved den siste (ekstern) nivå er det 4 elektroner som bestemmer graden av oksidasjon med et "+" eller "-".Silisium oksid har formelen SiO2 (valens på 4+), flyktig hydrogenforbindelse - SiH4 (valens -4).En stor mengde av silisiumatomer kan i noen forbindelser har et koordinasjonstall på seks, for eksempel, når kombinert med fluor.Molar masse - 28, radien av en atom - 132 pm, konfigurasjonen av elektronskallet: 1S22S22P63S23P2.
Søknad
overflate eller helt dopet silisium brukes som en halvleder i etableringen av mange, inkludert høy presisjon, enheter (for eksempel solceller, transistorer, likerettere, og så videre. D.).Ultrarent silisium brukes til å opprette solceller (energi).Monokrystallinske slag som brukes til fremstilling av speil og en gasslaser.Blant forbindelsene med silisium på glass, fliser, keramikk, porselen og steingods.Den rekke typer varer produsert er vanskelig å beskrive, utbytting oppstår i hverdagen, i kunst og vitenskap, på arbeidsplassen.Den resulterende sement er råstoff for å lage mikser og murstein behandling materialer.Sprer oljer, kan smøremidler basert på silikonforbindelser redusere friksjonen i de bevegelige delene av mange mekanismer.Silicider grunn av de unike egenskapene i kampen mot aggressive medier (syrer, temperaturer) er mye brukt i industrien.Sine elektriske, kjernefysiske og kjemiske parametere ta hensyn til eksperter på kompliserte produksjoner, spiller ingen liten rolle og struktur av silisiumatom.
Vi har listet opp de mest high-tech og avanserte til dato søknaden.Den mest vanlige, som blir produsert i store mengder Teknisk silisium brukes på flere måter:
- som råmateriale for fremstilling av en ren substans.
- for legerings i stålindustrien: tilstedeværelsen av silisium øker ildfasthet, økt motstandsdyktighet mot korrosjon og mekanisk styrke (i overkant av dette element, kan legeringen blir for sprø).
- Som en oksygenfjerner for å fjerne overskudd av oksygen fra metallet.
- Råvarer for produksjon av silan (silisiumforbindelser med organiske stoffer).
- For produksjon av hydrogen fra silisium-jern legering.
- Manufacturing solcellepaneler.
Betydningen av stoffet for normal funksjon av menneskekroppen.Silisium struktur, er dens egenskaper definert i dette tilfellet.Dette oversupply av, eller mangel på det fører til en alvorlig sykdom.
hos mennesker
medisin i lang tid ved hjelp av silisium som en bakteriedrepende og antiseptisk.Men med alle fordelene ved utendørs bruk dette elementet må stadig fornyes i menneskekroppen.Det normale nivået av innholdet vil forbedre livet generelt.I tilfelle av en mangel på mer enn 70 sporstoffer og vitaminer de ikke fordøyes av kroppen, som er betydelig lavere motstand mot en rekke sykdommer.Den høyeste andelen av silisium er observert i bein, hud, sener.
