Silicon: aplikazio, kimiko eta fisikoen propietate

Naturan elementu komun bat - Silicium edo silizioa da. banaketa zabala Horrelako garrantzia eta esangura Gaia adierazten du. azkar ulertu, eta ikasi ikasi duten silizioa nola ustiatu dute. Bere erabilera da ezaugarri bereziak horietatik gehiago hitz egingo dugu oinarritzen da.

Silicon - elementu kimiko bat

aldizkako sistemaren egoerari buruzko Elementu honen azalpen bat eman baduzu, posible da, ondoko puntu garrantzitsu identifikatzeko:

1. Serie-zenbakia - 14.
2. Epea - Hirugarren txiki bat.
3. Group - IV.
4. Azpitalde - home.
5. kanpoko elektroi oskol egitura formula ² 3s 3p ^{2 eta} adierazten ^da.
6. elementu kimikoa silicon Si da sinbolo bat da, "Silicium" gisa nabarmenagoa bidez adierazten da.
7. Oxidazio egoera bertan erakusgai ditu: -4; +2; 4.
8. Atomo Balentzia IV da.
9. Silicon pisu atomikoa 28,086 da.
10. Naturan, hiru masa 28, 29 eta 30 zenbakiak dituzten elementu isotopoak egonkorrak badira.

Horrela, ikuspuntu kimiko batetik silizio atomo - elementua nahikoa aztertu, propietate desberdinetako deskribatu.

Aurkikuntza historia

edukien ezaguna eta masa oso izaera geroztik elementua konposatu desberdina zen, antzinatik, pertsona ezaugarriak eta horietako askoren izenak ezagutu erabiliko geroztik. Pure silicon luze kimikan giza ezagutza mugetatik haratago geratu da.

Gehien konposatu, nazio etxeko eta industrial erabili ziren antzinako kulturak (egiptoarrek, erromatarrak, txinera rusichi, Persian eta beste batzuk) preziatuak eta harri erdi-preziatuak ziren oinarritutako silizio oxidoa. Hauek dira:

• opal;
• rock kristal;
• Topaz;
• chrysoprase;
• onyx;
• chalcedony eta beste batzuk.

Era kuartzoa zahar eta baliatu kuartzoa eraikuntza enpresa. Hala ere, oinarrizko silicon geratu geraldian XIX mendera arte, zientzialari askok alferrik saiatu arren bereizteko hainbat konposatu, eta katalizatzaile, eta tenperatura altuak, eta are elektrizitatea erabiliz. Hauek distiratsua adimenak, esaterako, hauek dira:

• Carl Scheele;
• Gay-Lussac;
• Tenar;
• Gemfri Devi;
• Antuan Lavuaze.

Ezartzea arrakastaz lortzea silizio purua lortu Jens Jacobs Berzelius 1823an. Horretarako esperientzia eman zuen atsekabea lurruna silizio eta potasio metalezko aleazio. Ondorioz, elementua aldatzea amorfoa gisa. zientzialari Gauza bera Latin izena atomo irekita gonbidatu zituzten.

Oraindik geroago, 1855ean, beste zientzialari - St. Claire Deville - kudeatzen allotropes desberdinetako sintetizatzeko - silizio. elementu hau eta bere propietate ezagutza geroztik zen oso azkar replenished. Jendea konturatu ezaugarri berezia da oso ondo erabili behar beren beharrak asetzeko duela. Beraz, gaur gehien elektronika eta teknologia elementu ondoren bilatzen bat - silizioa da. Bere erabilera da soilik bere mugak urtero zabaltzen.

Errusiako izen eman atomo zientzialari Hess 1831n. Hau eta itsatsita da egun honetan.

Naturan Edukiak

Naturan nagusitasuna, silizio bigarrena da oxigeno soilik. Bere portzentaje lurrazal osatutako atomo alderatuta -% 29,5. Gainera, karbono eta silizio - bi elementu berezi zirkuitu bat beste batekin konektatzen osatzeko. Hori dela azkena dira 400 baino gehiago mineral natural desberdinak, horren zati topatu du litosfera, hidrosfera eta biomasa zuen bezala.

Non zehazki jasotako silicon?

1. lurzoruaren geruza sakonagoa da.
2. The harriak, urtegiak eta matrizeak.
3. ur-organo, bereziki ozeano eta itsasoetan behealdean.
4. landare eta itsas bizitza animalien erreinuko ere.
5. gizakien eta lur animaliak ere.

mineral eta arroka arruntenak zati bat den silizioa kopuru handiak dauden bezala batzuk marka ditzakezu. Kimika haiek hala nola, pisua elementu hutsa edukia bertan% 75 iristen. Hala ere, zifra zehatza material mota araberakoa da. Beraz, arroka eta mineralak silizio-eduki:

• feldspars;
• mika;
• anfibola;
• opals;
• chalcedony;
• silicates;
• hareharri;
• aluminio silikato;
• buztina eta beste.

maskorrak eta itsas animalien exoskeletons metatu, silizio azkenean osatzen sendoa silizea gordailuak putzuen hondoan. Hau elementu horren iturri natural bat da.

Gainera, aurkitu zen Silicium beharbada bertako forma hutsa existitzen - kristalak formularioa. Baina gordailuak esaterako, oso arraroak dira.

silizioa propietate fisikoak

propietate fisiko eta kimiko multzoa elementu karakterizazio bat eman baduzu, lehenik beharrezkoa da parametro fisiko izendatzeko. Hona hemen zenbait oinarrizko:

1. existitzen Forma alotropiko bi aldaketen da - amorfoa eta kristalinoa, propietate guztiak ez datoz bat.
2. kristal sare oso diamantea antzekoa da, karbono eta silizioa, alde horretatik, ia berdin-berdina delako. Hala ere, hainbat (silizioa baino gehiago) atomo arteko distantzia, beraz diamante askoz gogorragoa eta sendoagoa. Sare mota - face-zentratua kubiko.
3. Produktua oso hauskorra da, plastikozko bihurtzen tenperatura altuetan.
4. Fusio tenperatura 1415˚S da.
5. Irakite-puntua - 3250˚S.
6. Substantzia dentsitatea - 2.33 g / cm ^3.
7. Kolore Connection - zilarrezko grisa, adierazi bereizgarria metalikoa distira.
8. erdieroaleak propietate onak, eta horrek hainbat agente batera aldatzen dira gai dira ditu.
9. ura, disolbatzaile organikoak eta azido disolbaezinak.
10. Zehazki disolbagarriak alkalis batean.

silizioa propietate fisikoak aipatzeko gaitu jendeak kudeatu eta erabili produktu ugari sortzeko. Adibidez, propietate oinarritutako erabilera semiconductivity hutsa silicon elektronika orrian.

propietate kimiko

silizioa propietate kimikoa biziki erreakzioa baldintza araberakoa izango da. ezarpenak estandarra substantzia puru buruz hitz egin dugu bada, jarduera oso txikia adierazi behar duzu. Biak kristalinoa eta amorfoa silizio oso geldo dira. Ez edozein oxidatzaileak indartsu (fluorra baino) edo murrizteko agente indartsu elkarreragin.

Izan ere, material oxidoa film azalera hori SiO ₂ sortzen da berehala, eta horrek interakzio gehiago eragozten dela eta. ura, airea eta lurrunak eraginpean osatuko gai da.

baldintza estandarra aldatu baduzu eta 400˚S gainetik tenperatura silicon berotzeko egiteko, bere erreaktibotasuna biziki handitu egingo da. Kasu honetan, erreakzionatu izango da:

• oxigeno;
• halogenoak mota guztiak;
• hidrogenoa.

tenperatura igo gehiago, produktu eraketa boroa, nitrogeno eta karbono dituzten erreakzio arabera jokatzen. SiC, urratzailea material ona da geroztik - Garrantzi berezia duen silizio karburoa da.

Era berean, silizio ezaugarri kimikoak argi metalak erreakzioak ikusten. haien aurkako oxidizer zuen, beraz, produktu silicide deitzen dira. Horrelako konposatu ezaguna da:

• alkalinoak;
• alkalinoak;
• trantsizio metalak.

Konposatuak lortzen denean burdin eta silizioa aleazio ezohiko propietate ditu. ferrosilicon zeramika izena daraman, eta behar bezala industrian aplikatu.

substantzia konplexuak erreakzionatzeko silizioa ez du sartu, beraz, bere espezie bakarra desegiteko gai guztiekin:

• aqua regia (nitrikoaren eta azido klorhidrikoaren nahasketa bat);
• garratz alkalis.

Horrela konponbidea tenperatura 60 º C baino txikiagoa izan behar diamante-egonkorra kristalino sare, hura indarra eta inertness emanez - Hori guztia oinarri fisiko material baieztatzen du.

prestatzeko metodoak

forma hutsa silicon prestaketa - prozesua oso garestia da ekonomikoki. Gainera, bere propietate bai metodoaren arabera,% 90-99 bakarrik Produktu hutsa ematen, metalak eta karbono formularioa ezpurutasunak geratzen da oraindik bitartean. Beraz, lortu gauza ez da nahikoa. ere egin beharko da kualitatiboki atzerriko elementu argi.

Oro har, silizioa ekoizteko egiten da, bi modu nagusitan:

1. White harea, eta horrek SiO ₂ hutsa silizio oxidoa _da. hura kiskaltze metalak aktiboa (normalean magnesioa) ekin amorfoa aldatze baten forma du free elementu bat sortzen da. Metodo horren garbitasuna handia da, produktua 99,9 ehuneko etekin batekin lortzen da.
2. industria mailan metodoa ohikoagoa A - urtutako sinterizazio harea a labeak termiko espezializatuak ere koke batera. Metodo hau Errusiako zientzialariek Beketovym N. N. garatu zen

tratamendu gehiago produktu metodo garbitzeko arriskuari da. Horretarako, azido edo halogenoak (chloro, fluoro).

silizio amorfoa

Silicon ezaugarria osatu gabe egongo balitz ez genuen bereizita kontuan hartu bere bakoitzaren Forma alotropiko aldaketak. Horietako Lehen - amorfoa da. Estatuko zergetan kontaktu material honetan marroi hauts marroi bat, fin-fin sakabanatuta dago. oso higroskopikoa da, erreaktibotasuna nahikoa altua berogailu gainean erakusten du. fluorra - baldintza arauaren arabera, soilik elkarreragin batera indartsuena oxidizer gai da.

Izeneko silizio amorfoa da kristal mota bat da, ez da erabat zuzena. Bere sare erakusten substantzia hori - kristalak formularioa Dagoen fin banatzen silicon modu bat da. Beraz, hala nola, aldaketa horiek - bera konposatu.

Hala ere, beren propietate alda, nolabait allotropes hitz egiten. Berez, the silizio amorfoa den svetopoglotitelnoy handiko gaitasuna dauka. Gainera, zenbait kasutan, adierazle hori antzeko kristalinoak inprimaki bat baino askoz azkarragoa da. Beraz, industrial helburuetarako erabiltzen da. Sasoi honetan (hautsa) konposatu erraz azalera edozein aplikatzen da, plastikozko edo beirazko den. Beraz, erabilera egokia da silizio amorfoa da. Aplikazioa eguzki tamaina desberdinetako zelulen fabrikazioan oinarritzen da.

bakarrik hazten ari da mota honetako bateriak nahiko azkarra, mehe film materialaren urradura dela eta higadura, baina erabilera eta eskari arren. Azken finean, nahiz zerbitzu oinarritutako amorfoa siliziozko eguzki-zelula bizitza laburrean energia emateko enpresa osoak gai dira. Gainera, material horien ekoizpenean hondakin gabe, eta horrek oso merkea da.

konposatuen metalak aktiboa, adibidez, sodio edo magnesio aldaketa baten murrizketa egina.

silizio

Distiratsua zilar-gris elementua aldatzea. Formulario hau da ohikoena eta ezagunena da. Hau da, substantzia jabetu propietate kualitatibo multzo bat azaldu.

silizioa kristal sare ezaugarriak biltzen ditu bere sailkapen mota, horietako askok bezala:

1. kalitate elektronikoa - garbiena eta gehien handia. Hau oso sentikorra instrumentuak eraikitzeko elektronika erabilitako mota da.
2. Eguzki kalifikazioa. Izena bera erabilera-eremua definitzen du. Da, halaber, garbitasun nahiko altua silicon a, erabilera horren beharrezkoa da kalitate handiko eta luzeko lasterketak eguzki panelak sortzeko. diren kristal egituran oinarritzen fotovoltaiko bihurgailuak gehiago kualitatiboa eta horiek amorfoa aldatzea erabilita substratu mota ezberdinak sputtering egindako baino higadura-erresistentzia da.
3. silizioa teknikoa. substantzia mota honetan lagin horiek, eta horrek% 98 inguruko elementu hutsa eduki sartzen dira. Gainerako guztiak ezpurutasunak mota ezberdinak doa:

• boron;
• aluminio;
• chloro;
• karbono;
• fosforo eta beste.

bigarrenak aipatutako substantzia mota siliziozko polycrystals lortzeko erabiltzen da. Horretarako, recrystallization prozesua aurrera eramateko. Ondorioz, garbitasuna produktu horien, eta horrek kalitate eguzki eta elektronikoen talde daiteke egotzitako lortutako.

izaera polysilicon By - amorfoa eta kristal aldatzea arteko tarteko dela. Hala nola isla bat errazagoa da lan egiteko, hobe da birzikla eta fluorra eta kloroa garbitzeko izateko.

emaitza honela sailkatu ahal izango dira produktuak:

• multisilicon;
• monocrystalline;
• formako kristalak;
• silizioa txatarra;
• silizioa teknikoa;
• Hondakinen ekoizpena zatiak eta material scrap formularioa.

Horietako bakoitzak industrian erabiltzen da, eta erabat pertsona bat erabiltzen dute. Hori dela eta, ekoizpen-prozesuak, silizio gainean, ez-hondakin jotzen dira. Hau nabarmen bere balio ekonomikoa murrizten, kalitatea eragin gabe.

silizio purua erabiliz

silizioa fabrikazio industria ongi finkatuta dago, eta bere eskala nahiko bolumen handikoak dira. Izan ere, elementua hutsik gisa, eta hainbat konposatu eran dagoela, oso hedatuta eta zientzia eta teknologiaren hainbat arlotan eskaria dela eta.

Non erabiltzen da kristalinoa eta amorfoa silizio bere forma garbiena?

1. metalurgia aleazio gain gisa berean, gaitasuna metalak eta beren aleazioen propietate aldatzeko. Horrela, altzairuzko urtzen erabiltzen da eta burdinurtua.
2. substantzien fabrikazioak garbiagoa isla utziz mota desberdinak - polysilicon.
3. batera Silicon konposatuen materia organikoa - Industria kimikoa bat izan zen, batez ere, herri gaur egun. Silikonazko material medikuntzan erabiltzen dira, lanabesak, tresnak eta askoz gehiago fabrikazioan.
4. Eguzki hainbat panel ekoizpena. Energia lortzeko metodo honek etorkizunean itxaropentsua bat da. Ekologikoa, kostu-eraginkorra eta iraunkorra - hala nola elektrizitate-abantaila nagusia.
5. oso denbora luzez erabiltzen Silicon metxeroak. Nahiz eta antzina jende erabiliko silex txinparta sutea piztea da. Printzipio hori metxeroak mota ezberdinak ekoizteko oinarria da. Gaur egun, ez dira bertan harria ordez konposizio jakin bat, eta horrek ematen azkar emaitza gehiago (arcing) aleazioa arabera espezie.
6. Elektronika eta eguzki-energia.
7. Produkzioaren zerkalets gas laser gailu.

Horrela, silizio purua propietate onuragarria eta bereziak erabili produktu garrantzitsu eta beharrezkoa egiterako ematen duten asko ditu.

silizioa konposatuen erabilera

Substantzia sinple bat gain erabilitako eta hainbat silizioa, konposatu horrek oso zabalduta dago dira. Ez dago industria oso bat dagoela silikato deritzo da. Da hainbat substantzia, horien artean, awesome Elementu honen erabilera oinarritzen da. Zer da konexioa eta ekoiztu diren?

1. Quartz harea edo ibai - SiO _2. Erabilitako eraikin eta dekorazio-materialak, hala nola, zementu eta beira bezala fabrikatzeko da. material horiek erabilita jakina da. eraikuntza bat ere ez da datu-osagaiak, eta horrek siliziozko konposatuen garrantzia berretsi gabe.
2. Silikato zeramika, eta horrek, besteak beste, buztinezko, portzelana, adreilu gisa materialak eta horien oinarritutako produktuak. Osagai horiek medikuntzan erabiltzen dira, tableware, apaingarriak, etxeko elementuak, eraikuntza eta beste giza jarduera arlo etxeko fabrikazioan.
3. Silikonazko konposatuen - Silikona, silizea, silikona olioa.
4. Silikato kola - bulego gisa erabiltzen da, piroteknia eta eraikuntzan.

Silicon, prezioa, zein munduan merkatuan aldatu egiten da, baina ez du beheranzko kilogramo (kristal) bakoitzeko 100 errublo Russian marka zeharkatu ezaguna eta baliotsua substantzia da. Jakina, elementu horren konposatu baita eta oso aplikagarriak.

silizioa rola biologikoa

silizioa gorputza esangura gabe esangura dagokionez. Bere edukia eta banaketa ehunak honako hau da:

• % 0,002 - muskulu;
• % 0.000017 - hezur;
• Blood - 3.9 mg / l.

Egunero behar silicon gramo bat inguru erori, edo gaixotasuna garatuko ditu. Deadly ez da haien artean, ordea luzea starvation silicon eramaten:

• ile galera;
• akne eta garauak itxura du;
• ahulezia eta hezurren brittleness;
• argia kapilarra iragazkortasuna;
• nekea eta buruko minak;
• ubeldurak eta ubeldurak ugari azaleratzea.

arrastorik elementu behar diren hazkunde eta garapen normala - landareak, silizioa da. Animalien ikerketak erakutsi dute pertsona hori hazten hobe, nor eguneroko silicon kopuru nahikoa kontsumitzen.