Många moderna tekniska apparater och hjälpmedel har skapats på grund av de unika egenskaperna hos ämnen som finns i naturen.Mänskligheten genom experiment och noggrann undersökning av elementen omkring oss ständigt modernisera egen uppfinning - denna process kallas den tekniska utvecklingen.Den bygger på enkla, tillgängliga för alla de saker som omger oss i vardagen.Exempelvis sanden, vad det kan vara överraskande och ovanligt?Forskarna kunde isolera från en kisel - ett grundämne, utan vilken det skulle finnas någon datorutrustning.Tillämpningsområdet är skiftande och utvidgar constantly.Detta uppnås genom de unika egenskaperna hos kiselatomen i sin struktur och anslutningsmöjligheter med andra enkla ämnen.
Feature
i det periodiska systemet, som utvecklats av Mendeleev, kisel (grundämne) representeras av Si.Den hänvisar till de icke-metaller, ligger i huvudsak den fjärde gruppen av den tredje perioden, har atomnummer 14. Dess närhet till kol är ingen tillfällighet: deras egenskaper är i stort sett jämförbara.Inte finns i naturen i ren form, som en aktiv komponent och har en tillräckligt stark bindning med syre.Basmaterial - kiseldioxid, som är en oxid, och silikater (sand).När denna kisel (dess naturliga förening) är en av de vanligaste grundämnen i världen.Enligt massfraktionen av innehållet är näst efter syre (över 28%).Det övre skorpa skiktet innefattar kiseldioxid i form (denna kvarts), olika typer av lera och sand.Den näst vanligaste gruppen består av dess silikater.På ett djup av ca 35 km från ytskikten arrangeras granit och basalt inlåning, som inkluderar kiselföreningar.Procentandelen av jordens kärna har ännu inte listat ut, men kommer till ytskikten hos manteln (900 km) innefattar silikater.I sammansättningen av havsvatten kiselkoncentrationen är 3 mg / l, består lunar jord på 40% av dess föreningar.De vidsträckta utrymme som mänskligheten hittills undersökts, innehåller detta grundämne i stora mängder.Till exempel, spektralanalys av meteoriter, som närmar sig marken på ett avstånd som är tillgänglig för forskare, har visat att de består av 20% av kisel.Det finns en möjlighet till bildning av livet på grundval av detta element i vår galax.
forskningsprocess
historia av upptäckten av det kemiska elementet kisel har flera steg.Många ämnen, systematiserade Mendeleev har använts av människan i århundraden.Elementen i en naturlig form, dvs.föreningar, som inte utsattes för kemisk behandling, och alla deras egenskaper har inte varit kända för att människor.I processen att studera alla funktioner i ämnet hade dykt upp nya användningsområden.Egenskaperna hos kisel har hittills inte studerats förrän i slutet - detta element är tillräckligt stort och varierat utbud av ansökan lämnar utrymme för nya upptäckter för framtida generationer av forskare.Modern teknik kommer att avsevärt påskynda denna process.På artonhundratalet, har många kända kemister har försökt att få kisel i en ren form.För första gången var det gjort Tenaru L. och J. Gay-Lussac 1811, men upptäckten av elementet tillhör J. Berzelius, som kunde inte bara för att identifiera ämnet, men att beskriva det.En kemist från Sverige fick kisel 1823, för han använde en metall kalium och kaliumsalt.Reaktionen ägde rum på katalysatorn i form av värme.Den resulterande substansen är en enkel grå-brun färg är en amorf kisel.Crystal rent inslag erhölls 1855, Sainte-Claire Deville.Komplexiteten av anslaget direkt relaterad till den höga hållfastheten av atombindningar.I båda fallen är den kemiska reaktionen till ett förfarande av rening från föroreningar, varvid de amorfa och kristallina modeller har olika egenskaper.
Silicon: kemiskt grundämne uttal
förnamn av den resulterande pulvret - Kizel - föreslogs av Berzelius.I Storbritannien och USA kisel och idag var kallad kisel (Silicium) eller silikon (Silicon).Termen kommer från det latinska "flinta" (eller "sten"), och i de flesta fall är knutet till begreppet "mark" på grund av stor spridning i naturen.Ryska uttal av kemikalien kan vara olika, det beror på källan.Han kallades kiseldioxid (Zakharov tillämpat begreppet år 1810), Sicilien (1824 Dvigubsky, Solovyov), kiseldioxid (1825, rädsla), och endast 1834, går den ryska kemisten Germain Henri Hess namn, som hittills användsi de flesta källor - kisel.I det periodiska systemet det representeras av Si.Hur man läser ett grundämne kisel?Många forskare engelskspråkiga länder uttala hans namn som "B" eller använda ordet "kisel".Därav den världsberömda namn i dalen, som är ett forsknings- och produktionsområde av datorteknik.De rysktalande människor kallar grundämnet kisel (från det grekiska ordet "klippa Mountain").
vara i naturen: fält
Hela bergskedjor består av kiselföreningar, som i sin rena form inte visas, eftersom alla kända mineraler är kiseldioxid och silikater (aluminiumsilikater).Fantastiska skönhet av stenarna som används av personer som prydnads material - är opal, ametist, kvarts, olika typer, jaspis, kalcedon, agat, bergkristall, karneol och många andra.De bildades på grund av förekomsten av kislet av olika ämnen, vilka har definierade densiteten, konsistens, färg och riktning används.All den oorganiska världen kan vara förknippade med dessa kemikalier som i den naturliga miljön bildar starka bindningar med metaller och metaller (zink, magnesium, kalcium, mangan, titan, och så vidare. D.).I jämförelse med andra ämnen, kisel ganska lättillgängligt för utvinning i industriell skala: det finns i de flesta typer av malm och mineraler.Därför aktivt bryts insättningar bundna mer tillgängliga energikällor än de territoriella kluster av materia.Kvartsit och kvartssand finns i alla länder.De största tillverkare och leverantörer av kisel är: Kina, Frankrike, Norge, USA (West Virginia, Ohio, Alabama, New York), Australien, Sydafrika, Kanada, Brasilien.Alla tillverkare använder olika metoder, som är beroende på vilken typ av produkt (vit, en halvledare, hög-kisel).Grundämne berikas dessutom eller alternativt renas från alla typer av föroreningar har unika egenskaper som är beroende av deras senare användning.Detta gäller även för ett ämne.Strukturen av kisel bestämmer dess omfattning.
historia
använder väldigt ofta på grund av likheten mellan namnen på människor förväxlar kisel och flinta, men dessa begrepp är inte identiska.För att vara tydlig.Såsom redan nämnts, behöver den typ av kisel i ren form inte att inträffa, vilket inte är föreningarna (samma kiseldioxid).De viktigaste mineral och bergarter bildade koldioxid ämnet i fråga - en sand (vatten och kiseldioxid), kvarts och kvartsit, fältspat och flinta.Den senare hörde måste vara allt, eftersom det ges stor betydelse i mänsklighetens historia.Med denna länk de första stenverktyg, som skapats av människor i stenåldern.Dess skarpa kanter bildas under kalvning från huvud ras, avsevärt underlättar arbetet för gamla hemmafruar och möjligheten att skärpnings - jägare och fiskare.Flint har inte styrkan av metallvaror, men de misslyckade instrument kan lätt bytas ut.Dess användning som en flinta varade många århundraden - tills uppfinningen av alternativa källor.
När det gäller samtida verkligheten, egenskaper av kisel gör det möjligt att utnyttja materialet för dekoration eller att skapa keramik, med, förutom en vacker estetiska utseende, den har ett antal utmärkta funktionella egenskaper.En separat del av dess tillämpning på grund av uppfinningen av glas omkring 3000 år sedan.Denna händelse gav tillfälle att skapa en spegel, porslin, glasmålningar mosaik av föreningar som innehåller kisel.Formel kompletteras inledande ämnen nödvändiga komponenter som gör att du kan fästa produkten önskad färg och effekt på styrkan i glaset.Fantastiska skönhet och variation av konstverk gjordes av en man från mineraler och sten som innehåller kisel.De helande egenskaper detta element har beskrivits av forskare antiken och använts i hela mänsklighetens historia.De lade ut brunnarna för dricksvatten lagring av produkter som används i vardagen och i medicin.Den erhålles genom slipning pulvret applicerades på såren.Särskild uppmärksamhet ägnades åt vattnet, som insisterade på en kruka gjord av föreningar som innehåller kisel.Grundämne interagerat med hennes personal, vilket gör det möjligt att förstöra ett antal patogena bakterier och mikroorganismer.Och det är inte alla branscher där vi överväger om ämnet är mycket, mycket anspråk.Strukturen hos kisel gör att dess mångsidighet.
Properties
Om du vill veta mer om egenskaperna hos ämnet måste beaktas, med hänsyn till alla möjliga egenskaper.Planer grundämne kisel inkluderar fysikaliska egenskaper, elektriska prestanda, studie föreningar och reaktionsbetingelser för deras passage, och så vidare. D. Silicon i kristallin form har en mörkgrå färg med metallglans.Ytcentrerat kubiskt gitter av en likhet med kol (diamant), men på grund av den större längden av anslutningarna är inte så robust.Plasticitet gör det värms upp till 800 ° C, i andra fall är det fortfarande bräcklig.De fysikaliska egenskaperna hos kisel gör det verkligt unik substans: den är transparent för infraröd strålning.Smältpunkt - 1 410 0 C, den kokande - 2600 0 C, densiteten under normala förhållanden - 2330 kg / m3.Värmeledningsförmågan är inte konstant för olika prover det accepteras i det ungefärliga värdet av 25 0C.Egenskaperna hos kiselatomen tillåter dess användning som en halvledare.Sådana applikationer är mest efterfrågade i dagens värld.Storleken på den elektriska ledningsförmågan för kompositionen är drabbade och kiselelement som är i förbindelse med dem.Således, för förbättrad elektronledningsförmåga används antimon, arsenik, fosfor, för holey - aluminium, gallium, bor och indium.När man skapar enheter med kisel används som en styryta behandling med medlet, som påverkar driften av apparaten.
egenskaper av kisel som en utmärkt ledare som ofta används i modern instrumentering.Detta är särskilt betydelsefullt i produktionen av sin användning av avancerad teknik (t.ex. avancerade datorenheter, datorer).
Silicon: karakteristisk grundämne
flesta av tetravalent kisel, också funnit kommunikation där den kan ställas in på två.Under normala förhållanden maloaktiven har starka band vid rumstemperatur kan bara reagera med fluor i gasform aggregationstillstånd.Detta är på grund av den blockerande effekten Dioxide ytfilm, som observeras i interaktionen med omgivande syre eller vatten.För att stimulera reaktionerna som krävs för att använda en katalysator: temperaturstegringen är perfekt för en substans såsom kisel.Grundämne reagerar med syre vid 400-500 0 C, resulterande Dioxide filmen ökar, processen för oxidation.När temperaturen höjes till 50 0C observerad reaktion med brom, klor, jod, för att därigenom bilda flyktiga tetra.Eftersom kisel inte samverkar syror, eliminering av en blandning av fluorvätesyra och salpetersyra, varvid varje alkali i ett uppvärmt tillstånd är ett lösningsmedel.Silaner som produceras endast genom sönderdelning av silicid att reagera med vätgas, inte gå in.Den största styrka och kemisk passivitet olika föreningar med bor och kol.Hög motståndskraft mot alkalier och syror har kväveförening, som inträffar vid temperaturer över 1000 0C.Silicider erhålles genom reaktion med metaller, i vilket fall ett ytterligare element oberoende av valensen som visar kisel.Formula substans som bildas med deltagande av övergångsmetallen, är resistent mot syror.Strukturen hos kiselatomen direkt påverka dess egenskaper och förmåga att samverka med andra element.Bildandet av relationer i naturen, och när de exponeras för ämnet (i laboratorium, industrimiljö) skiljer sig betydligt.Kiselstruktur antar dess reaktivitet.
Strukturschema av strukturen hos kiselatomen har sina egna egenskaper.Laddningen av kärnan 14, vilket motsvarar numret i det periodiska systemet.Antalet laddade partiklar: protoner - 14;elektroner - 14;neutroner - 14. kretsstruktur kiselatomen är som följer: Si +14) 2) 8) 4. Vid det senaste (extern) nivå finns 4 elektroner som bestämmer graden av oxidation med en "+" eller "-".Kiseloxid har formeln SiO2 (valens 4+), flyktiga väteförening - SiH4 (valens -4).En stor mängd av kiselatomer kan i vissa föreningar har ett koordinationstal av 6, till exempel, när de kombineras med fluor.Molmassa - 28, radien hos en atom - 132 pm, konfigurationen av elektronskal: 1S22S22P63S23P2.
Application
yta eller helt dopat kisel används som halvledare i skapandet av många, inklusive hög precision, enheter (t.ex. solceller, transistorer, likriktare, och så vidare. D.).Ultrarent kisel används för att skapa solceller (energi).Monokristallina slag som används för tillverkning av speglar och en gaslaser.Bland föreningarna av kisel av glaset, kakel, keramik, porslin och lergods.Den mängd olika typer av varor som produceras är svårt att beskriva, utnyttjandet sker i vardagen, i konsten och vetenskapen, på arbetsplatsen.Den resulterande cement är råmaterialet för att skapa mixar och tegel efterbehandling material.Spridnings oljor, kan smörjmedel baserade på silikonföreningar avsevärt minska friktionen i de rörliga delarna av många mekanismer.Silicider på grund av de unika egenskaperna i kampen mot aggressiva medier (syror, temperaturer) används i stor utsträckning inom industrin.Deras elektriska, nukleära och kemiska parametrar tar hänsyn till de experter på komplexa produktioner, spelar ingen liten roll och struktur kiselatom.
Vi har listat de mest högteknologiska och avancerade hittills ansökan.Den vanligaste, som produceras i stora mängder Teknisk kisel används på flera sätt:
- som råvara för framställning av ett rent ämne.
- för legering inom stålindustrin: närvaron av kisel ökar refraktäritet, förbättrar korrosionsbeständighet och mekanisk hållfasthet (över detta element, kan legeringen bli alltför spröd).
- Som desoxidationsmedel för avlägsnande av överskott av syre från metallen.
- Råvaror för framställning av silan (kiselföreningar med organiska ämnen).
- För framställning av väte från kisel-järnlegering.
- Manufacturing solpaneler.
Betydelsen av ämnet för normal funktion i den mänskliga kroppen.Kiselstruktur, är dess egenskaper definieras i detta fall.Detta överutbud av, eller avsaknaden av den leder till en allvarlig sjukdom.
hos människa
medicin under lång tid med kisel som ett bakteriedödande och antiseptiska.Men med alla de fördelar som utomhusbruk Denna person måste ständigt förnyas i människokroppen.Den normala nivån av dess innehåll kommer att förbättra livet i allmänhet.I händelse av brist på mer än 70 spårämnen och vitaminer de inte ned av kroppen, vilket är avsevärt lägre motstånd mot en mängd olika sjukdomar.Den högsta andelen kisel observeras i ben, hud, senor.
