Silicone: aplicação, químicas e propriedades físicas

Um dos elementos mais comuns na natureza - é silício ou silício.Esta ampla distribuição indica a importância eo significado desta questão.É rapidamente compreendido e aprendido as pessoas que aprenderam a explorar o silício.A sua utilização é baseado nas propriedades especiais de que falaremos mais adiante.

Silício - um elemento químico

Se você der uma descrição desse ponto sobre a situação na tabela periódica, é possível designar os seguintes pontos importantes:

1. número de série - 14. período
2. - o terceiro indivíduo.
3. Grupo - IV.
4. subgrupo - a principal.Estrutura
5. da camada eletrônica externa é dada por 3s23p2.Elemento silício
6. é um símbolo químico Si, que é pronunciado "Silicium".
7. estado de oxidação que exibe: -4;2;4.
8. de valência de um átomo é igual a IV.
9. massa atômica de silício é igual a 28,086.
10. Na natureza existem três isótopos estáveis ​​do elemento com números de massa 28, 29 e 30.

Assim, um átomo de silício a partir de um ponto de vista químico - apenas estudou os elementos descritos uma variedade de propriedades diferentes.

História da descoberta

Desde a própria natureza do conteúdo popular e de massa é diferentes compostos do elemento, desde os tempos antigos, as pessoas usavam para saber sobre as propriedades e os nomes de muitos deles.Silício puro é muito tempo permaneceu além dos limites do conhecimento humano em química.

compostos mais populares que foram usados ​​na vida e indústria pessoas comuns das culturas antigas (egípcios, romanos, chineses, russos, antigos persas e outros) eram preciosas e pedras semi-preciosas base de óxido de silício.Estes incluem:

• opala;
• strass;
• topázio;
• chrysoprase;
• ônix;
• calcedônia e outros.

também fez uso de quartzo velho e areia de quartzo no ramo da construção.No entanto, o silício elementar permaneceu sem solução até o século XIX, embora muitos cientistas têm tentado em vão distingui-lo a partir de compostos diferentes, usando e catalisadores, e altas temperaturas, e até mesmo eletricidade.Estas são as mentes brilhantes como:

• Carl Scheele;
• Gay-Lussac;
• Tenar;
• Humphry Davy;
• Antoine Lavoisier.

realizar com sucesso obter silício em forma pura conseguiu Jens Jacobs Berzelius em 1823.Para isso, ele conduziu experimentos sobre sílica fundida e fluoreto de potássio metálico vapor.Como resultado, uma modificação do elemento amorfo.O mesmo cientista foi convidado para abrir o nome latino para o átomo.

Ainda mais tarde, em 1855, outro cientista - Sainte-Claire Deville - conseguiu sintetizar uma variedade de diferentes alótropos - silício cristalino.Uma vez que o conhecimento deste elemento e as suas propriedades tornaram-se muito rapidamente reabastecido.As pessoas já perceberam que ele tem características únicas que poderiam muito bem ser utilizados para atender suas próprias necessidades.Portanto, hoje um dos elementos mais populares em eletrônica e tecnologia - é o silício.Aplicando-a somente expande suas fronteiras a cada ano.

átomo deu o nome do cientista russo Hess em 1831.É isso aí preso até hoje.

conteúdo na natureza em termos de silício natural é apenas a segunda oxigênio.A sua percentagem em comparação com outros átomos na composição da crosta - 29,5%.Além disso, o carbono e o silício - dois elementos específicos capazes de configuração do circuito, que liga uma com a outra.É por isso que para o último são mais de 400 diferentes minerais naturais, como parte do que ele encontrou na litosfera, hidrosfera e biomassa.

Onde exatamente está contido silício?

1. em camadas mais profundas do solo.
2. em rochas, reservatórios e matrizes.
3. Na parte inferior dos corpos de água, especialmente os oceanos e mares.
4. em plantas e vida marinha no reino animal.
5. Nos seres humanos e animais terrestres.

pode designar alguns dos minerais e rochas mais comuns, uma parte do qual está presente num grande número de silício.Química eles é tal que o teor ponderai de elemento puro nele atinge 75%.No entanto, o número específico depende do tipo de material.Então, rochas e minerais que contêm silício: feldspatos

• ;
• mica;
• anfibólio;
• desgraça;
• calcedônia;Silicatos
• ;Arenitos
• ;Silicatos de alumínio
• ;
• argila e outros.

Acumulando em conchas e exoesqueletos de animais marinhos, silício constitui um potente com depósitos a prazo de sílica no fundo das lagoas.Esta é uma das fontes naturais deste elemento.

Além disso, verificou-se que Silício podem existir na forma nativa puro - sob a forma de cristais.Mas esses depósitos são muito raros.

propriedades físicas do silício

Se você der uma caracterização do elemento do conjunto de propriedades físicas e químicas, em primeiro lugar, é necessário designar os parâmetros físicos.Aqui estão algumas básica:

1. existe em duas modificações alotrópicas - amorfo e cristalino, que diferem em todas as propriedades.
2. cristalina muito semelhante à do diamante, porque o carbono e o silício, a este respeito são virtualmente idênticas.No entanto, a distância entre os átomos de diferente (mais de silício), de modo que o diamante é muito mais difícil e mais durável.Tipo de rede - cúbica de face centrada.
3. substância é muito quebradiço a temperaturas elevadas se torna maleável.
4. O ponto de fusão é 1415˚S.Ponto de ebulição
5. - 3250˚S.
6. densidade de matéria - 2,33 g / cm3.Compostos cor
7. - cinza prata, expressou o brilho metálico característico.
8. tem boas propriedades semicondutoras, que são capazes de ser variado, com a adição de certos agentes.
9. não solúvel em água, solventes orgânicos e ácidos.
10. Especificamente solúvel em álcalis.Representação

de propriedades físicas de silício para permitir que as pessoas administrá-lo, e utilizado para criar uma variedade de produtos.Por exemplo, com base na utilização das propriedades semiconductivity em silício de grau eletrônico.Propriedades

Químicas Propriedades químicas de silício são muito dependentes das condições da reacção.Se estamos a falar da substância pura em configurações padrão, você precisa designar uma atividade muito baixa.Ambos cristalina e amorfa de silicone são muito inerte.Não interaja com quaisquer agentes oxidantes fortes (exceto flúor) ou com agentes redutores fortes.

Isto é devido ao facto de que a superfície do material imediatamente formada película de óxido de SiO2, o que dificulta ainda mais a cooperação.Ele é capaz de ser formada sob a influência de água, ar e os vapores.

Se você alterar os termos e condições padrão e faz o aquecimento do silício a uma temperatura acima de 400s, sua reatividade é fortemente aumentado.Neste caso, irá reagir com:

• oxigénio;
• todos os tipos de halogénio;
• hidrogênio.

A temperaturas mais elevadas, a formação de produtos, por reacção com boro, carbono e azoto.De particular importância é o carboneto de silício - SiC, uma vez que é um bom abrasivo.Propriedades químicas

de silício são também claramente visto nas reacções com metais.De acordo com eles, é um oxidante, assim que os produtos são chamados silicide.É conhecido para tais compostos:

• alcalinas;
• alcalina;Metais de transição
• .

propriedades incomuns tem um composto obtido de liga de ferro e de silício.Tem o nome de cerâmica ferrosilicon e aplicado com sucesso na indústria.

Com substâncias complexas reagir silício não vem, então tudo de sua espécie é capaz de dissolver apenas:

• água régia (uma mistura de ácidos nítrico e clorídrico);
• álcalis cáusticos.

A temperatura da solução não deve ser inferior a 60 ° C.Tudo isso confirma uma base física da substância - diamond-estábulo cristal estrutura, dando-lhe força e inércia.

para a produção de

de silício na sua forma mais pura - o processo é custo bastante caro.Além disso, em virtude das suas propriedades quer método fornece apenas 90-99% produto puro como uma impureza na forma de metal de carbono e ainda permanecem.Então, só para obter material suficiente.Deve também qualitativamente clara de elementos estranhos.

Em geral, a produção de silício é realizada de duas formas principais:

1. de areia branca, que é uma sílica SiO2 pura.Após aquecimento com metais activos (geralmente magnésio) é formado como um elemento livre no modificação amorfo.A pureza deste método é elevado, o produto é obtido com um rendimento de 99,9 por cento.
2. método mais comum em escala industrial - uma sinterização derreter areia com coque em fornos térmicos especializados.Este método foi desenvolvido por cientistas russos NN Beketov

A continuação do tratamento é a exposição a métodos de produtos de limpeza.Para este propósito, os ácidos ou halogéneos (cloro, flúor).

silício amorfo

silício recurso seria incompleto se você não considerar separadamente cada uma das suas modificações alotrópicas.O primeiro deles - é amorfo.Neste estado, estamos examinando a substância for um pó castanho-marrom, muito bem.É altamente higroscópico, que apresenta uma reactividade suficientemente alta após aquecimento.Em condições normais, é capaz de se comunicar apenas com agentes oxidantes fortes - flúor.

chamá-lo um tipo de cristal de silício amorfo não é inteiramente correcto.A sua grelha indica que a substância - é apenas uma forma de silício fina existente sob a forma de cristais.Portanto, como tal, estas modificações - o mesmo composto.

No entanto, suas propriedades variam, por assim dizer sobre allotropy.Por si só, o silício amorfo tem uma alta capacidade svetopoglotitelnoy.Além disso, em determinadas circunstâncias, este indicador é muito mais rápida do que a partir de uma forma cristalina semelhante.Portanto, é usado para fins técnicos.Nesta forma (pó) composto é facilmente aplicado a qualquer superfície, se se trata de plástico ou de vidro.Portanto, é conveniente usar-se o silício amorfo.O pedido baseia-se no fabrico de baterias solares de vários tamanhos.

Embora este tipo de bateria desgaste muito rápido, devido à abrasão do material de película fina, mas o uso de e demanda só faz crescer.Mesmo num curto espaço de tempo de vida de células solares de silício amorfo com base em são capazes de fornecer energia a toda a empresa.Além disso a produção de tais materiais, sem resíduos, o que torna muito económica.

tal modificação obtidos por redução de compostos de metais activos, por exemplo, de sódio ou de magnésio.

silício cristalino

cinza-prata brilhante modificação do elemento.É esta forma é a mais comum e mais popular.Isto é devido a um conjunto de propriedades de elevada qualidade que têm a substância.

estrutura de cristal de silício Característica inclui a classificação de suas espécies, como vários deles: qualidade eletrônico

1. - a mais pura e mais alta qualidade.Este é o tipo usado em eletrônica para construir instrumentos altamente sensíveis.
2. grau solar.O próprio nome define a área de utilização.É também bastante elevada pureza de silício, a utilização do que é necessário para criar uma elevada qualidade de execução demorada e painéis solares.Conversores ópticos que são baseados em precisamente a estrutura cristalina, melhor e mais resistente ao desgaste do que os fabricados utilizando a modificação amorfa por pulverização em vários tipos de substrato.
3. de silício.Nesse tipo de substâncias incluídas aquelas amostras, que contêm cerca de 98% puro elemento.O resto vai para vários tipos de impurezas:

• boro;
• alumínio;
• cloro;
• de carbono;
• fósforo e outros.

Última variedade da substância em causa seja utilizada para a produção de silício policristalino.Para realizar o processo de recristalização.Como resultado, a pureza dos referidos produtos são obtidos, que podem pertencer ao grupo de qualidade solar e electrónica.

por natureza polissilício - é um intermediário entre a modificação amorfo e cristalino.Com esta opção é mais fácil de trabalhar, é melhor ser reciclável e limpeza flúor e cloro.Produtos

que resultam podem ser categorizados como:

• multisilicon;
• único cristal;
• cristais em forma;
• sucata de silício;
• silício técnica;
• resíduos sob a forma de fragmentos e restos de material.

Cada um deles é utilizado na indústria e é utilizado por uma pessoa completamente.Portanto, os processos de produção relacionados com o silício, são considerados como sendo zero resíduos.Isto reduz significativamente o seu custo económico, ao mesmo tempo que não afecta a qualidade.

uso de puro

de silício na indústria está bem estabelecida, e sua escala é bastante volumosa.Isto é devido ao fato de que este elemento é limpo, e na forma de compostos diferentes, é generalizada e demanda nos vários campos da ciência e da tecnologia.

Onde está usando cristalino e silício amorfo, em sua forma mais pura?

1. Em metalurgia como uma adição de liga, a capacidade de alterar as propriedades dos metais e suas ligas.Assim, é utilizada na fundição de aço e ferro fundido.
2. Diferentes tipos de coisas vai na fabricação opção mais limpa - polissilício.
3. compostos de silício com substâncias orgânicas - é uma indústria química, que era particularmente popular hoje.Organosilicio materiais são usados ​​na medicina, na fabricação de utensílios, instrumentos e muito mais.
4. Produção de várias células solares.Este método de produção de energia é uma das mais promissoras no futuro.Eco-friendly, rentável e resistente - as principais vantagens de tal electricidade.Isqueiros
5. silício utilizado por um longo tempo.Mesmo nos tempos antigos, as pessoas usavam a faísca pederneira para a ignição de fogo.Este princípio é a base para a produção de vários tipos de isqueiros.Hoje, existem espécies em que a pedra é substituído por uma liga de composição definitiva, dando resultados ainda mais rápidos (contagem dos arcos).
6. Eletrônica e energia solar.
7. Manufacturing zerkalets em dispositivos a laser de gás.

Assim, o silício puro tem um monte de características vantajosas e especiais que permitem usá-lo para criar produtos importantes e relevantes.

O uso de compostos de silício

adição de uma substância simples é usado e diversos compostos de silício, e muito amplamente.Há toda uma indústria, chamado de silicato.Ele baseia-se na utilização de várias substâncias, que incluem este artigo impressionante.Qual é a conexão, e que são produzidos?

1. quartzo ou areia de rio - SiO2.Usado para fazer tais materiais decorativos e de construção, como cimento e vidro.Onde estão estes materiais é bem conhecida.Nenhuma construção não é completa sem estes componentes, o que confirma a importância de compostos de silício.
2. silicato de cerâmica, que inclui materiais como cerâmica, porcelana, tijolo e produtos com base nelas.Esses componentes são usados ​​na medicina, na fabricação de utensílios de mesa, decorações, artigos para o lar, construção e outras áreas residenciais da atividade humana.
3. Silicones - silicones, sílica, óleo de silicone.