Silicon (element chimic) proprietăți formula caracteristică. poveste de deschidere Silicon

Multe dispozitive tehnologice moderne și aparate au fost create datorită proprietăților unice ale substanțelor găsite în natură. Omenirea prin experimentare și studiu atent a elementelor care ne înconjoară upgrade-uri în mod constant propria inventie - acest proces se numește progres tehnologic. Ea se bazează pe simplu, accesibil tuturor lucrurilor care ne înconjoară în viața de zi cu zi. De exemplu, nisipul, ce poate fi surprinzător și neobișnuit? Oamenii de știință au putut să-l izoleze de siliciu - un element chimic, fără de care nu ar exista nici un echipament de calculator. Domeniul său de aplicare este diversă și este în continuă expansiune. Acest lucru se realizează prin proprietățile unice ale atomului de siliciu, structura și posibilitatea de compuși simpli cu alte substanțe.

trăsătură

In sistemul periodic, dezvoltat D. I. Mendeleevym, siliciu (element chimic) , indicată prin simbolul Si. Se referă la nemetale, se află în principal al patrulea grup de a treia perioadă, are numărul atomic 14. Apropierea de carbon nu este intamplatoare: în multe din proprietățile lor sunt comparabile. Nu a fost găsit în natură în formă pură, ca un element activ și are o legătură suficient de puternică cu oxigen. Material de bază - dioxid de siliciu, care este un oxid și silicați (nisip). Când acest siliciu (compus natural) este una dintre cele mai comune elemente chimice din lume. Conținutul fracțiunii de masă din ea este al doilea numai oxigen (mai mult de 28%). Stratul crustă superior conține dioxid de siliciu sub formă (acest cuarț), diferite tipuri de argile și nisip. Al doilea grup este cea mai comună formată din silicați săi. La o adâncime de aproximativ 35 km de straturile de suprafață sunt aranjate granit si bazalt depozite, care includ compuși de siliciu. Conținutul procentual al miezului Pământului nu este dat seama încă, dar cel mai apropiat de straturile de suprafață ale mantalei (până la 900 km) cuprind silicați. Compoziția concentrației apei de mare de siliciu este de 3 mg / l, sol lunar 40% constă din compuși. Cosmos, care omenirea pana in prezent a examinat conțin acest element chimic în cantități mari. De exemplu, analiza spectrală a meteoriților, care se apropie de sol , la o distanță care este la dispoziția cercetătorilor, a arătat că acestea constau din 20% siliciu. Există o posibilitate de formare a vieții pe baza acestui element în galaxia noastră.

proces de cercetare

Istoria descoperirii siliciu element chimic are mai multe etape. Multe substanțe, sistematizate Mendeleev, utilizate de omenire timp de secole. Mai mult decât atât, elementele sunt sub formă naturală, i .e. în compușii care nu au fost tratate chimic și toate proprietățile lor nu erau cunoscute oamenilor. În procesul de a studia toate caracteristicile unei substanțe a apărut noi utilizări. Proprietățile de siliciu până în prezent nu au fost studiate până la sfârșitul anului - acest element este suficient de gamă largă și variată de aplicații lasă loc pentru noi descoperiri pentru generațiile viitoare de oameni de știință. Tehnologia modernă va accelera în mod semnificativ acest proces. În secolul al XIX-lea, multi chimisti celebri au fost încercarea de a obține un siliciu pur. Pentru prima dată a fost posibil să se facă Tenaru L. și J. Gay-Lussac în 1811, dar descoperirea elementului aparține J. Berzelius, care a fost capabil să identifice nu numai substanța, ci și să-l descrie. Chimistul din Suedia a primit siliciu în 1823, pentru aceasta el a folosit potasiu metalic și sare de potasiu. Reacția a avut loc la catalizator sub formă de căldură. Rezultată substanță simplă de culoare gri-maro este un siliciu amorf. Crystal Element pur a fost obținut în 1855, Sainte-Kler Devilem. Complexitatea este direct legată de alocarea unei legături atomice de înaltă rezistență. In ambele cazuri, reacția chimică se referă la un procedeu de purificare din impurități, modelele și amorfi au proprietăți diferite.

Silicon: chimic element de pronunția

Primul nume al pulberii rezultate - Kizel - a fost propusă de Berzelius. În Regatul Unit și Statele Unite ale Americii de siliciu și astăzi a fost denumit siliciu (Siliciu) sau silicon (siliciu). Termenul provine din latinescul cuvântul „Cremene“ (sau „piatră“), iar în cele mai multe cazuri este legat de conceptul de „pământ“ din cauza unei larg răspândite în natură. pronunția rusă de produs chimic este diferit, totul depinde de sursa. El a fost numit de silice (Zaharov aplicat termenul în 1810), Sicilia (1824, Dvigubsky, Soloviov), dioxid de siliciu (1825, frica), și numai în 1834, chimistul rus german Ivanovich Gess introduce un nume care până în prezent folosit cele mai multe surse - siliciu. Periodică Mendeleev Sistemul a desemnat simbolul Si. Cum se citește siliciu element chimic? Mulți oameni de știință din țările vorbitoare de engleză pronunță numele său ca „B“, sau de a folosi cuvântul „silicon“. De aici numele de renume mondial din vale, care este o cercetare și de fabricație a platformei hardware. Populația vorbitoare de limbă rusă se referă la elementul de siliciu (de la cuvântul grecesc „Cliff Mountain“).

Fiind în natură: domenii

Sisteme muntoase întregi compuse din compuși de siliciu, care nu se găsește într-o formă pură, deoarece toate mineralele cunoscute sunt dioxizi sau silicați (aluminosilicați). Frumusetea uimitoare a pietrelor folosite de oameni ca un material ornamental - acesta Opalul, ametiste, tip de cuarț, jasp, calcedonie, agat, cristal de rocă, carneol și multe altele. Ele sunt formate din cauza apariției diferiților compuși de siliciu care au determinat densitatea, structura, culoarea și direcția de utilizare. Examinați lumea anorganică pot fi asociate cu același element chimic, în care mediul formează legături puternice cu metale sau metale (zinc, magneziu, calciu, mangan, titan și așa mai departe. D.). Prin comparație cu alte substanțe, siliciu destul de ușor accesibile pentru extracție la scară industrială: se găsește în cele mai multe tipuri de minereuri și minerale. Prin urmare, depozitele minate în mod activ sunt legate de sursele cele mai accesibile de energie decât clusterele teritoriale ale materiei. Cuarțite și nisip de cuarț sunt disponibile în toate țările. Cei mai mari producători și furnizori de siliciu sunt: China, Franța, Norvegia, Statele Unite ale Americii (West Virginia, Ohio, Alabama, New York), Australia, Africa de Sud, Canada, Brazilia. Toți producătorii folosesc o varietate de moduri, care depind de tipul de produs (tehnic, semiconductor, de mare siliciu). Element chimic îmbogățit suplimentar sau alternativ, purificate din toate tipurile de impurități are proprietăți individuale de care depinde de utilizarea sa ulterioară. Acest lucru se aplică substanței. Structura Silicon definește domeniul de aplicare a acesteia.

Istoricul de utilizare

Foarte adesea, din cauza asemănării numelor de oameni confunda siliciu și silex, dar aceste concepte nu sunt identice. Suntem clare. După cum sa menționat deja, în natură, siliciu nu se găsește în forma sa pură, nu se poate spune despre legăturile sale (aceeași silice). Principalele minerale și rocile formate dioxidul avem în vedere substanța - este nisip (apa si dioxid de siliciu), cuarț și quartzite, feldspat și silex. Acesta din urmă a auzit trebuie să aibă toate, pentru că se acordă o mare importanță în istoria omenirii. Cu această cravată uneltele de piatră de oameni în epoca de piatră. Marginile sale ascuțite care rezultă din Chipping a rocii, facilitează foarte mult activitatea gospodinele vechi, precum și posibilitatea de pilire - vânători și pescari. Flint nu a avut puterea de produse din metal, dar nu a reușit instrumentele ar putea fi ușor de înlocuit. Utilizarea sa ca o cremene a durat mai multe secole - până la inventarea surse alternative.

În ceea ce privește realitățile de astăzi, proprietățile de siliciu fac posibilă exploatarea materialului pentru decorarea sau crearea de veselă din ceramică, cu, în plus față de un aspect estetic frumos, are un număr de calități funcționale excelente. O direcție separată a cererii sale datorită invenției de sticlă în urmă cu aproximativ 3000 de ani. Acest eveniment a oferit oportunitatea de a crea oglinzi, vase, vitralii mozaic din sticlă compuși conținând silicon. substanțele inițiale Formula suplimentate componentele necesare, permițând produsului pentru a da culoarea dorită și efectul asupra rezistenței sticlei. frumusete uimitoare și varietate de opere de artă au fost realizate de către un om de minerale și pietre care conțin siliciu. Proprietatile curative ale acestui element au fost descrise de către oamenii de știință din antichitate și folosit de-a lungul istoriei omenirii. Ei au pus în puțurile de stocare apă potabilă pentru produsele utilizate în viața de zi cu zi și în medicină. Pulberea obținută prin măcinarea a fost aplicată rănile. O atenție deosebită a fost acordată apei care insistă într-un vas din compuși care conțin siliciu. compoziția element chimic a interacționat cu ea, permițând numărul distruge bacteriile patogene și microorganisme. Și asta nu e toate sectoarele în care avem în vedere substanța este foarte, foarte în cerere. Structura de siliciu cauzele multifuncționalitate sale.

proprietăţi

Pentru mai multe detalii cu privire la caracteristicile materialului, este necesar să se ia în considerare, luând în considerare toate posibilele proprietăți. chimice element de siliciu planului includ proprietățile fizice, parametrii electrici, compușii de studiu și condițiile de reacție și astfel trecerea lor. G. Siliciul în forma cristalină are o culoare gri închis, cu un luciu metalic. Face-centrat rețea cubică de carbon seamănă (diamant), dar datorită lungimii mai mari a legăturilor nu este la fel de puternic. Plastic face la căldură până la 800 ^{° C,} în alte cazuri, aceasta rămâne fragilă. Proprietățile fizice ale siliciului face substanță cu adevărat unică: este transparent la radiații infraroșii. Punct de topire - 1410 ⁰ C și fierberea - 2600 ⁰ C, densitatea în condiții normale - 2330 kg / ^m3. Conductivitatea termică nu este constantă pentru diferitele Mostrele este primit într - o valoare aproximativă de 25 ⁰ C. Proprietățile atomului de siliciu permite utilizarea acestuia ca un semiconductor. Astfel de aplicații sunt cele mai solicitate în lumea de astăzi. Amploarea conductibilitate influențează compoziția siliciului și elemente, sunt în conjuncție cu ele. Deci, pentru conductivitate electrică îmbunătățită se utilizează antimoniu, arsenic, fosfor, pentru perforat - aluminiu, galiu, bor, indiu. La crearea dispozitivelor cu siliciu este utilizat ca un tratament de suprafață de ghidare cu agentul, care afectează funcționarea aparatului.

Proprietățile de siliciu ca un excelent conductor folosit destul de intens în instrumentul modern. Deosebit de importantă utilizarea sa în fabricarea de echipamente sofisticate (de exemplu, dispozitive moderne de calcul, calculatoare).

Silicon: element chimic caracteristic

În cele mai multe cazuri, siliciul este tetravalent, există, de asemenea, de comunicare, în care poate fi setat la două. În condiții normale, este slab activ, are compus puternic la temperatura camerei, poate reacționa numai cu fluor în stare gazoasă agregat. Acest lucru se datorează peliculei de suprafață efect Bioxid de blocare, care se observă în interacțiunea cu oxigenul ambiental sau apa. Pentru a stimula reacțiile necesare pentru utilizarea unui catalizator: o creștere a temperaturii este ideală pentru o substanță, cum ar fi siliciu. Element chimic reacționează cu oxigenul la 400-500 ⁰ C, rezultând dioxid de creșteri de film, procesul de oxidare. Când temperatura este ridicată la 50 ⁰ C , reacția cu brom, clor, iod, prin care tetrahalogenuri volatile formate. Cu acizi de siliciu nu reacționează, cu excepția unui amestec de acid fluorhidric și azotic, în timp ce orice alcalin, într-o stare încălzită este solvent. Silani produsă numai prin descompunerea siliciurilor în reacția cu hidrogen nu introduce. Cele mai mari compuși chimici de rezistență și diferă în pasivitate cu bor și carbon. Rezistență ridicată la alcalii și acizi, cu un compus de azot, care are loc la temperaturi de peste 1000 ⁰ C. siliciurilor sunt obținuți prin reacția cu metale, iar în acest caz depinde de valența elementului complementar, care arată siliciu. Formula substanță formată cu participarea unui metal de tranziție este rezistent la acizi. Structura atomului de siliciu afectează în mod direct proprietățile și capacitatea de a interacționa cu alte elemente. Procesul de formare a legăturilor în natură și atunci când sunt expuse la substanța (în laborator, mediul industrial) diferă în mod semnificativ. Structura Silicon presupune activitatea sa chimică.

structură

Structura circuitului atomului de siliciu are propriile sale caracteristici. Miezul de încărcare 14, care corespunde cu numărul de ordine în sistemul periodic. Numărul de particule încărcate: protoni - 14; electron - 14; neutroni - 14. Structura circuitului de atomi de siliciu este următoarea: Si +14) 2) 8) 4. La ultimul nivel de electroni (extern) sunt 4 care determină gradul de oxidare cu semnul „+“ sau „-“. oxid de siliciu are formula _SiO2 (valență 4+), un compus hidrogen volatil - SiH ₄ (valență -4). Cantitate mare de atomi de siliciu poate în unii compuși au un număr de coordonare 6, cum ar fi un compus cu fluor. masa molara - 28 rază atomică - 132 ps, configurația coajă de electroni: 1S 2S ^{2 2} 3S ^{2 6} 2P 3P ^2.

cerere

Surfactanți sau siliciu complet dopat este utilizat ca semiconductor la crearea multora, inclusiv de precizie, dispozitive (de exemplu, celule solare, tranzistori, redresor și t. D.). Ultrapură siliciu este utilizat pentru a crea celule solare (energie). Singur tip de cristal este utilizat pentru fabricarea de oglinzi și un gaz cu laser. Compuși de siliciu de sticlă obținute, țiglă ceramică, ceramică, porțelan și faianță. Varietatea tipurilor de bunuri produse este greu de descris, exploatarea lor are loc în viața de zi cu zi, în artă și știință, la locul de muncă. Cimentul rezultat este materia primă pentru a crea amestecuri și materiale de finisare de cărămidă. Distribuția de uleiuri, lubrifianți pe bază de compuși de silicon pot reduce semnificativ frecarea în părțile mobile ale multor mecanisme. Siliciuri datorită proprietăților unice în contra medii agresive (acizi, temperaturi) sunt utilizate pe scară largă în industrie. Indicatorii lor electrice, nucleare și chimice să ia în considerare experți cu privire la producții complexe, joacă nici un rol mic și structura atomului de siliciu.

Am enumerat cele mai high-tech și avansate de aplicare în prezent. Cel mai comun, care este produsă în cantități mari de siliciu tehnic este utilizat în mai multe moduri:

1. Ca materie primă pentru producerea unei substanțe pure.
2. Pentru alierea industria metalurgică: prezența siliciului crește refractaritatea, îmbunătățește rezistența la coroziune și rezistența mecanică (cu un exces de acest element, aliajul poate deveni prea fragil).
3. Ca dezoxidant pentru îndepărtarea excesului de oxigen din metal.
4. Materiile prime pentru producerea de silani (Si compuși cu substanțe organice).
5. Pentru producerea hidrogenului din aliaj de siliciu-fier.
6. Producția de panouri solare.

Valoarea mare a substanței și pentru funcționarea normală a organismului uman. Structura de siliciu, proprietățile sale sunt, în acest caz, decisiv. În acest caz, un surplus sau lipsa acestuia duce la boli grave.

Corpul uman

Medicina pentru o lungă perioadă de timp, folosind siliciu ca bactericid și antiseptic. Dar, cu toate beneficiile utilizării în exterior acest element trebuie să fie reînnoit în mod constant în corpul uman. Nivelul normal al conținutului său va îmbunătăți viața în general. În cazul lipsei de mai mult de 70 de oligoelemente și vitamine care sunt metabolizate de organism, care este rezistența semnificativ mai mică la o varietate de boli. Cel mai mare procent de siliciu se observă în oase, piele, tendoane. El joacă rolul unui element structural care sprijină rezistența și dă elasticitate. Toate tesutul dur scheletic format în detrimentul compușilor săi. Ca rezultat al studiilor recente a găsit un conținut de siliciu în rinichi, pancreas și țesutul conjunctiv. Rolul acestor organisme în funcționarea organismului este destul de mare, reducând astfel conținutul său este un impact negativ asupra multor indicatori cheie de trai. A doua zi, cu alimente și corp de apă ar trebui să primească un gram de siliciu - acest lucru va ajuta la evitarea bolilor posibile, cum ar fi inflamația pielii, înmuierea oaselor, formarea de pietre în ficat, rinichi, vedere încețoșată, părului și a condițiilor de unghii, ateroscleroza. Atunci când un nivel suficient al conținutului acestui element crește imunitatea, normalizează metabolismul, îmbunătățește absorbția multor elemente necesare pentru sănătatea umană. Cea mai mare cantitate de dioxid de siliciu - în culturile de cereale, ridichi, hrisca. Va aduce beneficii semnificative pentru apa de siliciu. Pentru a determina numărul și frecvența utilizării sale este cel mai bine să se consulte cu un specialist.