Silikon (chemiese element) eienskappe kenmerkend formule. Silicon opening storie

Baie moderne tegnologiese toestelle en apparate geskep as gevolg van die unieke eienskappe van stowwe in die natuur aangetref. Mensdom deur eksperimentering en deeglike studie van die elemente wat ons omring voortdurend opgraderings sy eie uitvindsel - hierdie proses is tegnologiese vooruitgang genoem. Dit is gebaseer op eenvoudige, toeganklik vir almal dinge wat ons omring in die alledaagse lewe. Byvoorbeeld, die sand, wat dit kan verbasend en ongewone wees? Wetenskaplikes in staat was om dit te isoleer van die silikon - 'n chemiese element, waarsonder daar geen rekenaartoerusting sal wees. Sy veld van toepassing is diverse en is voortdurend uit te brei. Dit word bereik deur die unieke eienskappe van die silikon atoom, die struktuur en die moontlikheid van 'n eenvoudige verbindings met ander stowwe.

funksie

In die periodieke stelsel, ontwikkel D. I. Mendeleevym, silikon (chemiese element) aangedui deur die simbool Si. Dit verwys na die nie-metale, is geleë in die belangrikste die vierde groep van die derde tydperk, het die atoomgetal 14. Sy nabyheid aan koolstof is nie toevallig: in baie van hul eiendomme is vergelykbaar. Nie in die natuur aangetref in suiwer vorm, as 'n aktiewe element en het 'n voldoende sterk band met suurstof. Basismateriaal - silika, wat is 'n oksied, en silikate (sand). Wanneer hierdie silikon (sy natuurlike saamgestelde) is een van die mees algemene chemiese elemente in die wêreld. Massa fraksie inhoud daarvan is die tweede net vir suurstof (meer as 28%). Die top kors laag bevat silikondioksied in die vorm (dit kwarts), verskillende tipes van klei en sand. Die tweede mees algemene groep bestaan uit sy silikate. Op 'n diepte van ongeveer 35 km vanaf die oppervlak lae gerangskik graniet en basalt deposito's, wat silikon verbindings insluit. Die persentasie inhoud van kern van die aarde is nog nie uitgepluis het, maar die naaste aan die bo-laag van die mantel (tot 900 km) bestaan silikate. Die samestelling van seewater silikon konsentrasie is 3 mg / l, maan grond 40% bestaan uit verbindings. Kosmos, wat die mensdom tot op hede het ondersoek bevat hierdie chemiese element in groot hoeveelhede. Byvoorbeeld, spectraalanalyse van meteoriete, wat op 'n afstand wat beskikbaar is om navorsers is die grond nader, het getoon dat hulle bestaan uit 20% van silikon. Daar is 'n moontlikheid van die vorming van die lewe op grond van hierdie element in ons sterrestelsel.

navorsingsproses

Geskiedenis van die ontdekking van die chemiese element silikon het verskeie stadiums. Baie stowwe, gesistematiseerde Mendeleev, wat gebruik word deur die mensdom vir eeue. Verder het die elemente is in die natuurlike vorm, i .e. in verbindings wat nie chemies behandel is, en al hulle eiendomme is nie bekend aan mense. In die proses van die bestudering van al die eienskappe van 'n stof verskyn hy nuwe gebruike. Die eienskappe van silikon tot op hede nog nie bestudeer tot aan die einde - hierdie element is genoeg wyd en diverse verskeidenheid van aansoeke laat ruimte vir nuwe ontdekkings vir toekomstige geslagte van wetenskaplikes. Moderne tegnologie sal aansienlik versnel hierdie proses. In die XIX eeu, het baie bekende aptekers probeer om 'n suiwer silikon kry. Vir die eerste keer was dit moontlik om Tenaru L. en J. Gay-Lussac maak in 1811, maar die ontdekking van die element behoort aan J. Berzelius, wat in staat was om nie net die stof te identifiseer nie, maar ook om dit te beskryf nie. Chemikus van Swede het silikon in 1823, vir hierdie hy gebruik metaal kalium en kalium sout. Die reaksie het plaasgevind by die katalisator in die vorm van hitte. Die gevolglike eenvoudige stof grys-bruin kleur is 'n amorfe silikon. Crystal suiwer element is verkry in 1855 Sainte-Makelaars Devilem. Die kompleksiteit is direk verwant aan die toekenning van 'n hoë sterkte atoombindings. In beide gevalle, is die chemiese reaksie gerig word aan 'n proses van suiwering van onsuiwerhede, die amorfe en kristallyne modelle het verskillende eienskappe.

Silicon: uitspraak chemiese element

Die eerste naam van die gevolglike poeier - Kizel - is deur Berzelius voorgestel. In die Verenigde Koninkryk en die Verenigde State van Amerika silikon en vandag is waarna verwys word as silikon (Silikon) of silikoon (Silicon). Die term is afgelei van die Latynse woord "flint" (of "klip"), en in die meeste gevalle is dit gekoppel is aan die begrip "aarde" te danke aan 'n wye verspreiding in die natuur. Russiese uitspraak van die chemiese is anders, dit hang alles af van die bron. Hy was silika genoem (ZAKHAROV toegepas die term in 1810), Sicily (1824, Dvigubsky, Solovyov), silika (1825, vrees), en slegs in 1834, die Russiese chemikus Duitse Ivanovich Gess stel 'n naam wat tot nou toe gebruik die meeste bronne - silikon. Die Periodieke Mendeleyev System hy aangewys simbool Si. Hoe om die chemiese element silikon lees? Baie geleerdes van Engelssprekende lande uit te spreek sy naam as "B" of gebruik die woord "silikoon". Vandaar die wêreld-beroemde naam van die vallei, wat is 'n navorsing en die vervaardiging van rekenaar hardeware platform. Russies-sprekende bevolking verwys na die silikon element (van die Griekse woord "krans Mountain").

Om in die natuur: velde

Hele berg stelsels bestaan uit silikon verbindings, wat nie gevind word in 'n suiwer vorm, omdat alle bekende minerale is dioxides of silikate (aluminosilikate). Die ongelooflike skoonheid van die klippe wat gebruik word deur mense as 'n ornamentele materiaal - dit opalen, ametis, tipe kwarts, Jasper, chalcedoon, agaat, rock kristal, karneool en vele ander. Hulle word gevorm as gevolg van die voorkoms van die verskillende silikon verbindings wat die digtheid, struktuur, kleur en rigting van gebruik bepaal. Hersien anorganiese wêreld kan geassosieer word met dieselfde chemiese element, waarin die omgewing vorm sterk bande met metale of metale (sink, magnesium, kalsium, mangaan, titanium en so aan. D.). In vergelyking met ander stowwe wat silikon redelik maklik toeganklik vir die ontginning by industriële skaal: dit is in die meeste soorte erts en minerale. Daarom is aktief gemyn deposito gekoppel aan die mees bekostigbare energiebronne as om die territoriale trosse van materie. Kwartsiet en kwarts sand is beskikbaar in alle lande. Die meeste groot vervaardigers en silikon verskaffers is: China, Frankryk, Noorweë, Verenigde State van Amerika (West Virginia, Ohio, Alabama, New York), Australië, Suid-Afrika, Kanada, Brasilië. Alle vervaardigers gebruik 'n verskeidenheid van maniere, wat afhanklik is van die tipe produk (tegniese, halfgeleier, hoë-silikon). Chemiese element addisioneel of alternatiewelik verryk, gesuiwer van alle vorme van onsuiwerhede het individuele eienskappe van wat afhanklik is van die verdere gebruik. Dit geld ook vir die stof. Silikon struktuur definieer die omvang van die toepassing daarvan.

Geskiedenis van gebruik

Baie dikwels, as gevolg van die ooreenkomste in die name van mense verwar silikon en 'n rots, maar hierdie konsepte is nie identies. Ons is duidelik. Soos reeds genoem, in die natuur, silikon is nie gevind nie in sy suiwer vorm, kan nie gesê word oor sy verbindings (dieselfde silika). Die belangrikste minerale en gesteentes gevorm koolstofdioksied ons dit oorweeg om die stof - is sand (water en silika), kwarts en kwartsiet, veldspaat en 'n rots. Laasgenoemde het gehoor moet almal, want dit groot belang is in die geskiedenis van die mensdom. Met hierdie span dan die klipwerktuie deur mense tydens die Steentydperk. Sy skerp kante as gevolg van die afsplintering van die grondslag, baie vergemaklik die werk van die antieke huisvroue, en die moontlikheid van slyp - jagters en vissers. Flint het nie die krag van metaal produkte, maar die mislukte instrumente kan maklik vervang word. Die gebruik daarvan as 'n rots; geduur baie eeue - tot die uitvinding van alternatiewe bronne.

Met betrekking tot realiteite van vandag, die eienskappe van silikon maak dit moontlik om die materiaal vir versiering of die skepping van keramiek eetgerei te ontgin, met, benewens 'n mooi estetiese voorkoms, dit het 'n aantal uitstekende funksionele eienskappe. 'N Afsonderlike rigting van die toepassing daarvan as gevolg van die uitvinding van glas ongeveer 3000 jaar gelede. Hierdie gebeurtenis voorsien 'n geleentheid om spieëls, skottelgoed, glas mosaïek van verbindings wat silikon skep. Formule aanvanklike stowwe aangevul nodige komponente, sodat die produk na die gewenste kleur en uitwerking op die krag van die glas gee. Amazing skoonheid en verskeidenheid van kunswerke is gemaak deur 'n man van minerale en klippe wat silikon. Die helende eienskappe van hierdie element is beskryf deur wetenskaplikes van ouds en gebruik regdeur die geskiedenis van die mensdom. Hulle uitgelê die putte vir drinkwater stoor vir produkte wat gebruik word in die alledaagse lewe en in medisyne. Die poeier verkry deur die maal is toegepas op die wonde. Spesifieke aandag is geskenk aan water wat dring in 'n pot gemaak van verbindings wat silikon. Chemiese element samestelling interaksie met dit, sodat die getal vernietig patogene bakterieë en mikro-organismes. En dit is nie al die sektore waar ons dit oorweeg om die stof is baie, baie in aanvraag. silikon struktuur veroorsaak sy multifunctionaliteit.

eienskappe

Vir meer besonderhede oor die eienskappe van die materiaal is dit nodig om te oorweeg, met inagneming van al die moontlike eienskappe. Plan element silikon chemiese eienskappe sluit in fisiese eienskappe, elektriese parameters, die studie verbindings en reaksiekondisies, en so hul gang. G. Silicon in die kristallyne vorm het 'n donker grys kleur met 'n metaal glans. Gesig-gesentreerde kubieke tralievenster van lyk na koolstof (diamant), maar as gevolg van die groter lengte van die skakels is nie so sterk. Plastic dit doen hitte tot 800 ^{° C,} in ander gevalle, dit broos bly. Die fisiese eienskappe van silikon maak dit werklik unieke stof: dit is deursigtig te infrarooi bestraling. Smeltpunt - 1410 ⁰ C en die kokende - 2600 ⁰ C, die digtheid onder normale omstandighede - 2330 kg / m ^3. Termiese geleidingsvermoë is nie konstant vir die verskillende monsters dit ontvang in 'n geskatte waarde van 25 ⁰ C. Die eienskappe van die silikon atoom laat die gebruik daarvan as 'n halfgeleier. Sodanige aansoeke is die meeste in aanvraag in die wêreld van vandag. Die grootte van geleiding beïnvloed die samestelling van silikon en elemente, is in samewerking met hulle. So, vir verbeterde elektroniese geleiding gebruik antimoon, arseen, fosfor, vir geperforeerde - aluminium, gallium, boor, indium. Wanneer die skep van toestelle met silikon gebruik word as 'n riglyn oppervlak behandeling met die agent, wat die werking van die apparaat raak.

Die eienskappe van silikon as 'n uitstekende geleier wat nogal omvattend in die moderne instrument. Veral belangrik die gebruik daarvan in die vervaardiging van gesofistikeerde toerusting (bv moderne rekenaar toerusting, rekenaars).

Silicon: kenmerkende chemiese element

In die meeste gevalle, die silikon is tetravalent, is daar ook kommunikasie waarin dit kan ingestel word om twee. Onder normale omstandighede is dit swak aktief, het 'n sterk mengsel by kamertemperatuur kan net reageer met fluoor in die gasagtige totaal staat. Dit is te danke aan die sluit van effek Dioxide oppervlak film, wat waargeneem word in die interaksie met die omgewing suurstof of water. Om die reaksies wat nodig is om 'n katalisator gebruik te stimuleer: 'n toename in temperatuur is ideaal vir 'n stof soos silikon. Chemiese element met suurstof reageer op 400-500 ⁰ C, wat lei Dioxide film toeneem, sal die proses van oksidasie. Wanneer die temperatuur verhoog word tot 50 ⁰ C die reaksie met broom, chloor, jodium, waardeur vlugtige tetrahalides gevorm. Met sure silikon reageer nie, met die uitsondering van 'n mengsel van waterstof en salpetersuur, terwyl enige alkali in 'n verhitte toestand is oplosmiddel. Silanes geproduseer word slegs deur ontbinding van silicides in die reaksie met waterstof nie ingaan nie. Die hoogste krag en chemiese verbindings verskil passiwiteit met boor en koolstof. N hoë weerstand teen alkalieë en sure, met 'n mengsel van stikstof, wat plaasvind by temperature meer as 1000 ⁰ C. Die silicides word verkry deur reaksie met metale, en in hierdie geval is afhanklik van die valensie van die aanvullende element, wat silikon toon. Formule stof gevorm met die deelname van 'n oorgangsmetaal is bestand teen sure. Die struktuur van die silikon atoom direkte invloed op die eienskappe en die vermoë om met ander elemente. Die proses van die vorming van bindings in die natuur en wanneer blootgestel aan die stof (in die laboratorium, industriële omgewing) verskil aansienlik. Silikon struktuur aanvaar sy chemiese aktiwiteit.

struktuur

Die kring struktuur van die silikon atoom het sy eie kenmerke. Die klag kern 14, wat ooreenstem met die volgorde nommer in die periodieke stelsel. Die aantal gelaaide deeltjies: protone - 14; elektron - 14; neutrone - 14. Die kring struktuur van silikonatome is die volgende: Si 14) 2) 8) 4. Op die laaste (eksterne) elektron vlak is 4 wat die graad van oksidasie met die teken "+" of bepaal "-". Silikon oksied het die formule SiO ₂ (valensie 4+), 'n vlugtige waterstof mengsel - SiH ₄ (valensie van -4). Groot hoeveelheid kan silikonatome in sommige verbindings het 'n koördinasiegetal van 6, soos 'n mengsel met fluoor. Molêre massa - 28 atoomradius - 132 PS, die elektron skil opset: 1S 2S ^{2 2} 3S ^{2 6} 2P 3P ^2.

aansoek

Oppervlak of ten volle gedoteerde silikon gebruik word as die halfgeleier op die skepping van baie, insluitend presisie, toestelle (bv sonselle, transistors, gelykrigter en t. D.). Ultra-suiwer silikon gebruik word om sonselle (energie) te skep. Tipe enkelkristal word gebruik vir die vervaardiging van spieëls en 'n laser gas. Silicon verbindings verkry glas, keramiek teël, keramiek, porselein en aardewerk. Die verskeidenheid van tipes goedere wat geproduseer is moeilik om te beskryf, hul uitbuiting kom in die alledaagse lewe, in kuns en wetenskap, in die werkplek. Die gevolglike sement is die rou materiaal te meng en baksteen afwerking te skep. Verspreiding van olie, kan smeermiddels gebaseer op silikoon verbindings aansienlik verminder wrywing in die bewegende dele van baie meganismes. Silicides as gevolg van unieke eienskappe in aggressiewe media toonbank (sure, temperature) is wyd gebruik word in die industrie. Hul elektriese, kern-en chemiese aanwysers in ag neem die kenners op komplekse produksies, speel geen geringe rol en struktuur van die silikon atoom.

Ons het die mees hoë-tegnologie gelys en gevorderde tot op hede aansoek. Die mees algemene, wat geproduseer word in groot hoeveelhede Tegniese silikon gebruik word in verskeie maniere:

1. As grondstof vir die vervaardiging van 'n suiwer stof.
2. Vir die legering metallurgiese bedryf: die teenwoordigheid van silikon die weerbarstig verhoog, verhoog die weerstand teen korrosie en meganiese sterkte (met 'n oormaat van hierdie element, kan die legering te bros raak).
3. As 'n deoxidizer vir die verwydering van oortollige suurstof uit die metaal.
4. Grondstowwe vir die produksie van silanes (Si verbindings met organiese stowwe).
5. Vir waterstof produksie van silikon-yster legering.
6. Produksie van sonpanele.

Groot waarde van die stof en vir die normale funksionering van die menslike organisme. Silikon struktuur, sy eienskappe is in hierdie geval deurslaggewend. In hierdie geval, 'n surplus of die gebrek daaraan lei tot ernstige siektes.

Die menslike liggaam

Medisyne vir 'n lang tyd met behulp van silikon as 'n kiemdodende en antiseptiese. Maar met al die voordele van buite gebruik moet hierdie element voortdurend vernuwe moet word in die menslike liggaam. Die normale vlak van die inhoud daarvan sal lewe te verbeter in die algemeen. In die geval van 'n gebrek aan meer as 70 spoorelemente en vitamiene hulle gemetaboliseer deur die liggaam, wat aansienlik laer weerstand teen 'n verskeidenheid van siektes. Die hoogste persentasie van silikon waargeneem in been, vel, tendons. Hy speel die rol van 'n strukturele element wat die krag ondersteun en gee elastisiteit. Alle skeletale hard weefsel gevorm word ten koste van sy verbindings. As gevolg van onlangse studies het bevind 'n silikon inhoud in die nier, pankreas en bindweefsel. Die rol van hierdie liggame in die funksionering van die liggaam is nogal groot, so die vermindering van die inhoud daarvan is nadelige uitwerking op baie belangrike aanwysers van lewensbestaan. Die dag met kos en water liggaam moet 1 gram van silikon ontvang - dit sal help vermy moontlike siektes soos inflammasie van die vel, sag van bene, vorming van klippe in die lewer, niere, dowwe visie, hare en naels voorwaardes, aterosklerose. Wanneer 'n voldoende vlak van die inhoud van hierdie element verhoog immuniteit, normaliseer metabolisme, verhoog die opname van baie elemente wat nodig is vir die mens se gesondheid. Die grootste hoeveelheid silika - in graangewasse, radyse, bokwiet. beduidende voordele vir silikon water sal bring. Om die aantal en frekwensie van die gebruik daarvan te bepaal is die beste om te konsulteer met 'n spesialis.