En av de mest eftertraktade inom teknik och industriella element är kisel.Denna man är skyldig sina ovanliga egenskaper.Idag finns en mängd olika föreningar i denna del, som spelar en viktig roll i syntesen och skapandet av tekniska produkter, glas, glas, hårdvara, byggmaterial, smycken och andra industrier.
Allmänna egenskaper hos kisel
Om vi anser position kisel i det periodiska systemet, då kan vi säga så här:
- ligger i grupp IV huvudgruppen.
- Antal 14.
- atommassa av 28,086.
- kemiska beteckningen Si.
- namn - kisel, eller på latin - kisel.
- elektronkonfiguration i det yttre skiktet 4e: 2e: 8e.
Kristallint kisel liknar diamant-gittret.Noderna av atomerna ligger skriver det - ett ansikte kubiska.Men på grund av den större längden av förhållandet mellan fysikaliska egenskaper hos kisel är mycket olika från egenskaperna hos den allotropisk modifikation av kol.
Fysikaliska och kemiska egenskaper
Det finns två allotropa modifieringar av denna punkt: amorf och kristallin.De är mycket lika.Men, som i fallet med andra ämnen, den största skillnaden mellan dem - det kristallgitter av kisel.
Således båda versionerna - en annan färg pulver.
1. kristallint kisel är en glänsande mörkgrått pulver som liknar metall.Dess struktur motsvarar diamant, men egenskaperna är olika.Den har:
- bräcklighet;
- låg hårdhet;
- halvledar egenskaper;
- smältning 14150S;
- densitet av 2,33 g / cm3;
- kokpunkt 27000S.
Dess reaktivitet är låg jämfört med andra allotrop form.
2. Amorft kisel - den bruna-brunt pulver, har en struktur silnorazuporyadochennogo diamant.Den kemiska aktivitet är tillräckligt hög.
I allmänhet bör det noteras att reagera kisel ogillar.För att göra honom lyhörd, inte är mindre än 400-5000S nödvändiga temperaturen.Under dessa betingelser bildandet av olika kemiska föreningar av kisel.Såsom:
- oxider;
- halogenider;
- självmord;
- nitrider;
- borider;
- karbider.
möjlig interaktion av kisel med salpetersyra eller alkali, vilket är namnet på etsningsprocessen.Omfattande silikoner, som idag blir allt vanligare.
Att vara i naturen
Kisel i naturen ingår i en mängd som är tillräcklig tyngd.Det är på andra plats efter syre prevalens.Dess massfraktion är ca 30%.Havsvatten innehåller också ett aktivt element i en koncentration av 3 mg / LDärför kan vi inte säga att kisel i naturen - det är en sällsynt objekt.
Tvärtom, det finns en hel del olika bergarter och mineraler, som en del av vilken den hittas och från vilken den kan producera.De vanligaste naturliga föreningar av kisel följande:
- Silica.Den kemiska formeln för SiO2.Det finns ganska många olika mineraler och stenar på sin bas: sand, flinta, fältspat, kvarts, bergkristall, ametist, kalcedon, karneol, opal, jaspis och andra.
- silikater och aluminiumsilikater.Kaolin, fältspat, glimmer, kiselsyrasalter, talk, asbest.
sprids därmed allmänt i form av kisel och dess föreningar är populära och efterfrågas av människor för att användas i tekniska ändamål.
Silicon och dess föreningar
Sedan inslag av ren form inte kan existera, så viktigt är dess olika föreningar.Ur kemisk synpunkt kan det vara tre grader av oxidering: 2, 4, -4.Av denna anledning, och på grund av sin tröghet, men framför allt på strukturen hos kristallgittret, skapar följande huvudtyper av ämnen:
- binära föreningar med icke-metaller (silan, karbid, nitrid, fosfid, och så vidare,
- oxider,
- kisel. syra,
- metallsilikater
Låt oss fundera över hur viktig kisel och dess föreningar, är de vanligaste och mest populära för människor
kiseloxid
Det finns två typer av ämnen som uttrycks av formeln:
- SiO..
- SiO2
Men den mest använda är kiseldioxid Det finns i naturen i form av en mycket vacker halvädelstenar.
- agat,
- kalcedon,
- opal,
- karneol,
- jaspis;
- ametist;
- rhinestone.
Användningen av kisel i en form funnit sin tillämpning vid tillverkning av smycken.Otroligt vackra guld och silver smycken gjorda med dessa halvädelstenar och ädelstenar.
några fler varianter av kiseldioxid:
- kvarts;
- floden och kvartssand;
- flinta;
- fältspat.
Användningen av kisel i sådana typer genomfört byggnadsverk, teknik, elektronik, kemisk industri, metallurgi.Tillsammans listade oxider är enskilda ämnen - kiseldioxid.
kiselkarbid och dess tillämpning
Silicon och dess föreningar - ett material för framtiden och nuet.Ett sådant material är kiselkarbid eller karbid av elementet.Den kemiska formeln SiC.Den förekommer i naturen som mineralet Moissanite.
Ren förening av kol och kisel - en vackra klara kristaller, diamantliknande struktur.Men för industriella ändamål används målade i grönt och svart färgmaterial.
viktigaste egenskaperna för ämnet kan användas i metallurgi, maskiner, kemisk industri, följande:
- halvledare bredbands;
- mycket hög hållfasthet (7 på Mohs skala);
- resistenta mot höga temperaturer;
- utmärkt elektroustoychivost och värmeledningsförmåga.
Detta möjliggör användning av kiselkarbid som det slipande materialet inom metallurgi och kemisk syntes.Och på grundval av detta att göra ett brett spektrum lysdioder, delar till glasugnar, munstycken, facklor, smycken (cubic zirconia moissanite värderas ovan).
styrka och dess värde
väteföreningar av kisel kallas silan och kan inte erhållas genom direkt syntes av utgångsmaterialen.För att erhålla de olika metall silicider används, vilka behandlas med syror.Som ett resultat, är silangasen frigörs och bildar ett metallsalt.
Intressant nog har föreliggande förening aldrig producerats enbart.Alltid genom omsättning av en blandning av mono-, di- och trisilana, i vilka kiselatomer är förbundna med varandra i en kedja.
Egenskaperna hos dessa föreningar - Starkt reduktionsmedel.Sami därmed lätt oxideras av syre, ibland med explosionen.Med halogener Häftig reaktion alltid med en stor explosion av energi.
Applications silaner följande:
- organiska syntesreaktioner, vilket resulterar i bildning av viktiga silikoner - silikon, gummi, tätningsmedel, smörjmedel och andra emulsioner.
- Microelectronics (LCD-skärmar, integrerad krets teknik, etc.).
- högren polykisel.
- tandprotetik.
Således är värdet av silaner i den moderna världen hög.
Kiseldioxiden och silikater
hydroxid av elementet - de är olika kiseldioxider.Tilldela:
- meta;
- orto;
- polykisel och andra syror.
Allt de har gemensamma egenskaper - den extrema obalansen i fritt tillstånd.De är lätt sönderdelas genom värme.Under normala förhållanden, det är korta, svarvning först till solen, och sedan en gel.Efter torkning kiseldioxidgeler är sådana strukturer kallas.De används som adsorptionsmedel i filtret.
viktigt ur synvinkel av industrin, är salter av kiselsyror - silikater.De är grunden för framställningen av sådana substanser som:
- glas;
- betong;
- cement;
- zeolit;
- kaolin;
- porslin;
- fajans;
- crystal;
- keramer.
alkalimetallsilikater - lösliga, resten - nej.Därför, natriumsilikat och kalium kallas flytande glas.Normal kontors lim - detta är natriumsaltet av kiselsyra.
Men de mest intressanta föreningar är fortfarande glas.Det finns alla varianter av ämnet eller idé!Idag, med tanke på färgade, optiska, matt alternativ.Glas imponerar med sin prakt och mångfald.När du lägger till viss metall och nonmetal oxider till blandningen kan få en mängd olika typer av glas.Ibland även samma sammansättning, men olika procentsatser av komponenterna leder till en skillnad i egenskaperna hos substansen.Exempel är porslin och lergods, denna formel SiO2 * Al2O3 * K2O.
Kvartsglas - är en form av högrent produkt, vars sammansättning beskrivs som kiseldioxid.
upptäckter inom kiselföreningar
Under de senaste åren, har studier visat att kisel och dess föreningar - de viktigaste deltagarna i det normala tillståndet för levande organismer.Med brist på eller överskott av element associerade sjukdomar såsom:
- cancer;
- tuberkulos;
- artrit;
- katarakter;
- lepra;
- dysenteri;
- reumatism;
- hepatit och andra.
själva åldringsprocesser är också förknippade med kvantitativa innehåll av kisel.Många försök på däggdjur visat att bristen elementet med hjärtinfarkt, stroke, cancer och hepatit A-virus är aktiverad.
