Резюме: “Силиконът, неговите свойства и алотропни промени. Силиконът е биогенен елемент. Силикон, неговите свойства и алотропни модификации - химични характеристики на силиция


Кристалният силиций е тъмно сив материал със стоманен блясък. Структурата на силиция е подобна на структурата на диаманта: кристалната решетка е кубична центрирана, но поради по-дългата връзка между атомите Si-Si  в сравнение с дължината на връзката С-С  Твърдостта на силиция е много по-малка от диаманта. Силиконът е много крехък, плътността му е 2,33 g / cm 3.

Подобно на въглищата, се отнася до огнеупорни вещества.

Кристална структура на силиций (фиг. 2).

Кристалната решетка на силиция е кубичен лицево-центриран тип диамант, параметър a = 0.54307 nm (други полиморфни модификации на силиций се получават при високи налягания), но поради по-дългата дължина на връзката между атомите Si-Si  в сравнение с дължината на връзката С-С  Твърдостта на силиция е много по-малка от диаманта. Силиконът е крехък, само когато се нагрява над 800 ° C, той става пластмасово вещество. Интересно е, че силицийът е прозрачен за инфрачервено лъчение, като се започва с дължина на вълната от 1,1 микрометра. Собствена концентрация на носителя - 13.1 × 10 28 m 3

Фигура 2. Схема на свързване на силициева решетка и ковалентна верига: а - ковалентна връзка; б - общ изглед

Химични свойства

В съединенията силицийът има тенденция да проявява окислително състояние от 4 или 4, тъй като силициевият атом е по-характерен за състоянието на sp 3 - хибридизация на орбиталите. Следователно във всички съединения с изключение на силициев двуокис (II) SiO, силиций е четиривалентен.

Химически силицийът е неактивен. При стайна температура той реагира само с газообразен флуор и се образува летлив силициев тетрафлуорид. СИФ 4   , Когато се загрява до температура 400 - 500 ° С, силиций реагира с кислород за образуване на диоксид SiO 2   , с хлор, бром и йод - с образуването на съответните лесно летливи тетрахалиди SiHalogen 4 .

Силиконът не реагира директно с водород, силициевите съединения с водород са силани с обща формула си п   Н 2n + 2  - Получава се непряко. silicomethane SiH 4   (често се нарича просто силан) се освобождава, когато металните силициди взаимодействат с киселинни разтвори, например:

Ca 2   Si + 4HCl\u003e 2CaCl 2   + SiH 4 ^

При тази реакция се образува силан SiH 4   съдържа смес от други силани, по-специално дисилан си 2   Н 6   и трисилан си 3   Н 8   в която има верига от силициеви атоми, свързани помежду си чрез единични връзки (-Si-Si-Си-).

С азот силиций при температура около 1000 ° С образува нитрид си 3   N 4   с бор-термично и химически устойчиви бориди роднина 3   , SIB 6   и сиб 12   , Съединението на силиций и най-близкият му аналог върху периодичната таблица - въглерод - силициев карбид SiC  (carborundum) се характеризира с висока твърдост и ниска химическа активност. Carborundum се използва широко като абразив.

При нагряване на силиций с метали се появяват силициди. Силицидите могат да се разделят на две групи: йонно-ковалентни (алкални метали, силициди на алкалоземни метали и магнезий). Ca 2   Si, Mg 2   си  и др.) и металоподобни (силициди на преходни метали). Силицидите на активните метали се разлагат под действието на киселини, силицидите на преходните метали са химически стабилни и не се разлагат под действието на киселини. Металоподобните силициди имат високи точки на топене (до 2000 ° С). Най-често се образуват металични силициди на съставите. Меси ме 3   си 2   , ме 2   си 3   , ме 5   си 3   и mesi 2   , Металичните силициди са химически инертни, устойчиви на действието на кислород дори при високи температури.

При възстановяване SiO 2   силиций при високи температури образува силициев диоксид (II) SiO.

Силиконът се характеризира с образуването на силициеви силиконови съединения, в които атомите на силиция са свързани в дълги вериги чрез свързване на кислородните атоми ох-, и на всеки атом от силиций, с изключение на два атома охдобавени още два органични радикали R 1   и R 2 = СН 3   С 2   Н 5   С 6   Н 5   , СН 2   СН 2   CF 3   и други

За ецване силиций, най-широко се използва смес от флуороводородна и азотна киселина. Някои специални берачи осигуряват добавянето на хромов анхидрид и други вещества. По време на ецването, разтворът за киселинно ецване бързо се нагрява до точката на кипене, докато скоростта на ецване се увеличава многократно.

Si + 2HNO 3   = SiO 2   + NO + NO 2   + Н 2   О

SiO 2   + 4HF = SiF 4   + 2H 2   О

3SiF 4   + 3H 2   О = 2Н 2   СИФ 6   + vH 2   SiO 3

За ецване на силиций могат да се използват водни разтвори на алкали. Ецване на силиций в алкални разтвори започва при температура на разтваряне над 60 ° С.

Si + 2KOH + H 2   O = k 2   SiO 3   + 2H 2 ^

K 2   SiO 3   + 2H 2   О-Н 2   SiO 3   + 2KOH

Физични свойства

Кристалната решетка от силиконов кубичен лицево-центриран тип диамант, параметър и  = 0.54307 nm (други полиморфни модификации на силиций бяха получени при високи налягания), но поради по-дългата дължина на връзката между атомите Si-Si в сравнение с дължината на C-C връзката, твърдостта на силиция е значително по-малка от тази на диаманта. Силиконът е крехък, само когато се нагрява над 800 ° C, той става пластмасово вещество. Интересно е, че силицийът е прозрачен за инфрачервено лъчение, като се започва с дължина на вълната от 1,1 микрометра. Собствена концентрация на носителя на заряд - 13,1 · 10 28 m 3

Електрофизични свойства

Елементен силиций в монокристална форма е не-директен полупроводник. Ширината на лентата при стайна температура е 1.12 eV, а при T = 0 K е 1.21 eV. Концентрацията на присъщите носители на заряд в силиций при нормални условия е около 1.5 · 10 10 cm3.

Електрофизичните свойства на кристалния силиций са силно повлияни от съдържащите се в нея примеси. За да се получат силициеви кристали с дупка проводимост, атоми на елементи от трета група, като бор, алуминий, галий, индий, се въвеждат в силиций). За да се получат силициеви кристали с електронна проводимост, атоми на елементите на V-та група, като фосфор, арсен и антимон, се въвеждат в силиций. (фиг. 3)

Фигура 3. Силиконови кристали и пластини за производство на полупроводници

При създаването на електронни устройства на основата на силиций се използва почти повърхностният слой на материала (до десетки микрона), така че качеството на повърхността на кристала може да има значително влияние върху електрическите свойства на силиция и съответно върху свойствата на готовото устройство. При създаването на някои устройства се използват техники, свързани с модификацията на повърхността, например чрез третиране на повърхността на силиций с различни химически агенти.

1. Диелектрична пропускливост: 12

2. Подвижност на електроните: 1300-1450 cm² / (в · c).

3. Подвижност на дупките: 500 cm² / (в · c).

4. Ширината на забранената зона от 1.205-2.84 · 10 -4 · T

5. Електронна продължителност на живота: 5 ns - 10 ms

6. Средният свободен път на електрона: около 0.1 cm

7. Дължината на свободното движение на отвора: около 0.02 - 0.06 cm

Общинска образователна институция

"Средно училище № 6"

Градове на Муром

Резюме по химия по темата:

„Силикон, неговите свойства и алотропни промени. Силикон - биогенен елемент "

Изпълнен ученик 8 В клас

Швецова Татяна

Ръководител Корнишова С.С.

Въведение 3

Silicon Discovery History 4

Силикон в природата и промишленото му добиване 5

Силикон, неговите свойства и алотропни модификации 7

Начини за получаване на силиций 10

Силициеви съединения и техните свойства 11

Силикон - Хранително вещество 14

Силикатна промишленост 17

Заключение 19

Литература 20

въведение

Лечебните свойства на силиция бяха известни много преди нас: в древна Индия и Китай лечебните свойства на младия бамбук, съдържащ силиций, дълго време се използват в Русия, а бялата глина е била използвана за лечение на анемични деца и крехки възрастни хора от кожни заболявания в Русия. Дори във фармацевтичната практика на древна Индия и Китай, а по-късно и в народната медицина на много страни се използват отвари, инфузии и екстракти от такива силиций-съдържащи растения като хвощ, коприва, планинар, бамбук и известния женшен. За повече от 200 години, силиций се използва в класическата хомеопатия, той е много популярен в съвременната козметология и се използва широко в мезотерапията за ревитализация на кожата (подмладяване).

Цел: Да се ​​изучат свойствата на силиций и неговите естествени съединения, за да се подобрят познанията за структурата на атомите.

· Определете структурата на силиция, стойността на силиций и неговите съединения и тяхното практическо приложение.

· Маркирайте стойността на силиция като хранително вещество

· Идентифициране на основните области на силикатната промишленост

Силиконова история за откриване

Силиконът е елемент от основната подгрупа на четвъртата група от третия период на периодичната таблица на химичните елементи. И. Менделеев, с атомно число 14. Обозначен със символа Si (лат. Силиций).

Pure Creme е изолиран през 1811 г. от френски учени Джоузеф Луи Гей-Люсак и Луи Жак Тенар.

През 1825 г. шведският химик Джон Якоб Берцелиус, чрез действието на метален калий върху силициев флуорид SiF 4, получи чист елементарен силиций. Новият елемент получи името "силиций" (от латински. Silex - флинт). Руското название "силикон" е въведено през 1834 г. от руския химик Герман Иванович Хес. Преведено от древния гръцки език. «Скала, планина».

(от латински. silicis - кремък; руско име от гръцкия - kremnos - скала) Si - открит от J.
  Berzelius (Стокхолм, Швеция) през 1824 г. А тук е силиций (Silicium - лат.) Химичен елемент, атомно число 14, група IV на периодичната система.

През 1825 г. шведският химик Джон Джейкъб Берцелиус, чрез действието на метален калий върху силициев флуорид SiF 4, получи чист елементарен силиций. Новият елемент получи името "силикон" (от латински. Silex - флинт). Руското название "силикон" е въведено през 1834 г. от руския химик Герман Иванович Хес. Преведено от гръцката кремнос - „скала, планина“.

Да бъдеш в природата

Силикон в природата и промишлената му промишленост

Най-често в природата, силиций се намира под формата на силициев двуокис - съединения на основата на силициев диоксид (IV) SiO 2 (около 12% от масата на земната кора). Основните минерали, образувани от силициев диоксид, са пясък (река и кварц), кварц и кварцит, кремък. Втората най-често срещана група силициеви съединения в природата са силикати и алуминосиликати.

Съществуват изолирани факти за намиране на чист силиций в неговата естествена форма: метален силиций в ийолита на горещия горски масив, петрология на обикновени хондрити.

· SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si,

Силикон, неговите свойства и алотропни модификации

Кристалният силиций е тъмно сиво вещество със стоманен блясък. Структурата на силиция е подобна на тази на диаманта: кристалната решетка е кубична центрирана, но поради по-дългата връзка между Si-Si атомите в сравнение с дължината на C-C, твърдостта на силиция е много по-малка от диаманта. Силиконът е много крехък, плътността му е 2,33 g / cm 3.

Подобно на въглищата, се отнася до огнеупорни вещества.

Кристална структура на силиций.

Химични свойства

1. Si + 2HNO3 = Si02 + NO + NO2 + H20

2. Si02 + 4HF = SiF4 + 2H2O

3. 3SiF4 + 3H2O = 2H2SiF6 + H2Sio3

1. Si + 2KOH + H20 = K2Si03 + 2H2

2. K 2 SiO 3 + 2H 2O'H 2 SiO 3 + 2KOH

Физични свойства

Кристалната решетка на силиция е кубичен диамант с лицево центриран диамант, параметър а = 0.54307 nm (други полиморфни модификации на силиций са получени при високи налягания), но поради по-дългата дължина на връзката между Si-Si атомите в сравнение с дължината на C - C, твърдостта на силиция е значително по-малко от диамант. Силиконът е крехък, само когато се нагрява над 800 ° C, той става пластмасово вещество. Интересно е, че силицийът е прозрачен за инфрачервено лъчение, като се започва с дължина на вълната от 1,1 микрометра. Присъщата концентрация на носители на заряд е 13.1 × 10 28 m-3

Електрофизични свойства

Елементарният силиций в монокристалната форма е индиректно полупроводникови проводници. Гъвкавост в стаята

температурата е 1.12 eV, а при T = 0 K е 1.21 eV. Концентрацията на присъщите носители на заряд в силиций при нормални условия е около 1,5 × 10 10 cm-3 [източник не е посочен 342 дни].

Електрофизичните свойства на кристалния силиций са силно повлияни от съдържащите се в нея примеси. За да се получат силициеви кристали с дупка проводимост, атоми на елементи от трета група, като бор, алуминий, галий, индий, се въвеждат в силиций). За да се получат силициеви кристали с електронна проводимост, атоми на елементите на V-та група, като фосфор, арсен и антимон, се въвеждат в силиций.

При създаването на електронни устройства на основата на силиций се използва почти повърхностният слой на материала (до десетки микрона), така че качеството на повърхността на кристала може да има значително влияние върху електрическите свойства на силиция и съответно върху свойствата на готовото устройство. При създаването на някои устройства се използват техники, свързани с модификацията на повърхността, например чрез третиране на повърхността на силиций с различни химически агенти.

1. Диелектрична пропускливост: 12

2. Подвижността на електроните: 1300-1450 cm² / (в · c).

3. Подвижност на дупките: 500 cm² / (в · c).

4. Ширината на забранената зона от 1,205-2,84 × 10 -4 · T

5. Електронна продължителност на живота: 5 ns - 10 ms

6. Средният свободен път на електрона: около 0.1 cm

7. Дължината на свободното движение на отвора: около 0.02 - 0.06 cm

Начини за получаване на силиций

Свободният силиций може да се получи чрез калциниране на фин бял пясък с магнезий, който по химичен състав е почти чист силициев оксид,

· SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si,

образуваният аморфен силиций в този случай има формата на кафяв прах, чиято плътност е 2,0 g / cm3.

В промишлеността, силициевият технически клас се получава чрез редуциране на стопилката SiO2 с кокс при около 1800 ° С в дъгови пещи. Чистотата на така получения силиций може да достигне 99,9% (основните примеси са въглерод, метали).

Възможно е допълнително пречистване на силиция от примеси.

· Почистване в лабораторни условия може да се извърши чрез предварителна подготовка на магнезиев силицид Mg 2 Si. Освен това, газообразен моносилан SiH4 се получава от магнезиев силицид, използвайки солна или оцетна киселина. Моносиланът се пречиства чрез дестилация, сорбция и други методи и след това се разлага на силиций и водород при температура от около 1000 ° С.

· Пречистването на силиций в промишлен мащаб се извършва чрез директно хлориране на силиций. Съединения от състава SiCl4 и SiCl3H се образуват.Тези хлориди се пречистват от примеси по различни начини (обикновено чрез дестилация и диспропорциониране) и се редуцират на крайния етап с чист водород при температури от 900 до 1100 ° С.

· Разработване на по-евтини, по-чисти и по-ефективни промишлени технологии за пречистване на силиций. За 2010 г. те включват технология за пречистване на силиций, използваща флуор (вместо хлор); технологии, включващи дестилация на силициев монооксид; технологии, базирани на ецване на примеси, концентрирани върху междукристалните граници.

Методът за получаване на силиций в чист вид е разработен от Николай Николаевич Бекетов.

Най-големият производител на силиций в Русия е OKRusal - силиций се произвежда в заводи в град Каменск-Уралски (Свердловска област) и Шелехов (Иркутска област).

Силиконови съединения и техните свойства

връзки силиций

Силициев карбид (SiC) Силани (Si n H 2n + 2) Флуоросилициева киселина (Н 2) Силициеви киселини (SiO 2 · п  H 2 O) Силиконов оксид (II) (SiO) Силициев гел от силициев оксид (IV) (SiO 2) п  SiO2 · m H 2 O) Силиконово масло Силикони (n) Ванадиев силицид (V 3 Si) Рениев силицид (ReSi) Молибденов силицид (MoSi 2) Антимонов силикат (Si 3 Sb 4) Бисмутов силицид (Si 3 Bi 4) Полониев силицид (SiPo 2) Калциев силицид (CaSi 2) Манганов силицид (Mg 2 Si) Трихлоросилан (SiHCl 3) Силициев хлорид (IV) (SiCl 4) силициев хлорид Силициев нитрид (Si 3 N 4) Силиконов тетрайодид (SiI 4) Силициев тетрабромид (SiBr 4) сулфид силикон (SiS 2) Moissanite

По химични свойства силицийът е неметален. Тъй като на външно енергийно ниво има 4 електрона, степента на окисление както на -4, така и на +4 е характерна за силиция. Химически, силицийът е малко активен, при стайна температура той реагира само с флуорен газ и се образува летлив силициев тетрафлуорид:

Si + 2F2 = SiF4

При нагряване натрошен силиций реагира с кислород за образуване на силициев оксид (IV):

Si + O2 = SiO2

Киселините (с изключение на сместа от водороден флуорид и азот) не засягат силиция. Въпреки това, той се разтваря в алкали, образувайки силикат и водород.

Si + 2 NaOH + Н20 = Na2Si03 + 2H2

В съединенията силиций има тенденция да проявява степен на окисление от +4 или -4, тъй като състоянието на sp3 хибридизацията на орбиталите е по-характерно за силициевия атом. Следователно, във всички съединения, с изключение на силициев оксид (II) SiO, силицийът е четиривалентен.

Химически силицийът е неактивен. При стайна температура той реагира само с газообразен флуор и се образува летлив силициев тетрафлуорид SiF 4. Когато се загрява до температура 400-500 ° С, силиций реагира с кислород за образуване на SiO2 диоксид, с хлор, бром и йод, за да образуват съответните лесно летливи тетрахалиди на SiHalogen 4.

Силиконът не реагира директно с водород, силициеви съединения с водород - силани с обща формула Si n H 2n + 2 - се получават непряко. Моносиланът SiH 4 (често се нарича просто силан) се освобождава, когато металните силициди взаимодействат с киселинни разтвори, например:

Ca2Si + 4HCl → 2CaCl2 + SiH4.

Силанът SiH4, образуван в тази реакция, съдържа смес от други силани, по-специално дисилани Si2H6 и трисилан Si3H8, в които има верига от силициеви атоми, свързани чрез единични връзки (-Si-Si-Si-) ,

С азот силиций при температура около 1000 ° C образува нитрид от Si 3 N 4, с бор-термично и химически устойчиви бориди SiB 3, SiB 6 и SiB 12. Съединението на силиций и най-близкият му аналог върху периодичната таблица - въглерод - силициев карбид SiC (карборунд) се характеризира с висока твърдост и ниска химическа активност. Carborundum се използва широко като абразив.

При нагряване на силиций с метали се появяват силициди. Силицидите могат да се разделят на две групи: йонно-ковалентни (алкални метали, силициди на алкалоземни метали и тип Са 2 Si, Mg 2 Si и др.) И металоподобни (силициди на преходните метали). Силицидите на активните метали се разлагат под действието на киселини, силицидите на преходните метали са химически стабилни и не се разлагат под действието на киселини. Металоподобните силициди имат високи точки на топене (до 2000 ° С). Най-често се образуват металоподобни силициди от съставите MeSi, Me3Si2, Me2Si3, Me5Si3 и MeSi2. Металичните силициди са химически инертни, устойчиви на действието на кислород дори при високи температури.

Когато SiO2 се редуцира от силиций при високи температури, се образува силициев оксид (II) SiO.

Силиконът се характеризира с образуването на силициеви силиконови съединения, в които атомите на силиция са свързани в дълги вериги чрез свързващите кислородни атоми -О-, и към всеки силициев атом, с изключение на два О-атома, още два органични радикала R 1 и R 2 = CH 3, C 2Н5, С6Н5, СН2СН2СР3 и др.

За ецване силиций, най-широко се използва смес от флуороводородна и азотна киселина. Някои специални берачи осигуряват добавянето на хромов анхидрид и други вещества. По време на ецването, разтворът за киселинно ецване бързо се нагрява до точката на кипене, докато скоростта на ецване се увеличава многократно.

4. Si + 2HNO3 = Si02 + NO + NO2 + H20

5. Si02 + 4HF = SiF4 + 2H2O

6. 3SiF4 + 3H2O = 2H2SiF6 + H2Sio3

За ецване на силиций могат да се използват водни разтвори на алкали. Ецване на силиций в алкални разтвори започва при температура на разтваряне над 60 ° С.

3. Si + 2KOH + H 2 O = K 2 SiO 3 + 2H 2

4. K 2 SiO 3 + 2H 2 O'H 2 SiO 3 + 2KOH

това е материал за най-устойчивото естествено съединение от силиций - силициев оксид (IV). Това са силициев диоксид, кварц, прозрачни кварцови кристали - скален кристал, фино кристален сорт кварц - яспис, фини кварцови зърна - пясък (всички проби са представени на изложението и са демонстрирани). Силикатите също са изключително разпространени в природата.

Например:

Каолинитът е основният компонент на бялата глина.

От изкуствените силикати най-голямо значение имат керамиката, стъклото и цимента. Нека се запознаем с производството на някои от материалите, произведени от силикатната промишленост, още.

Силикон - Хранително вещество

В човешкото тяло съдържанието на силиций е 7-10 години, намира се в кръвта, в мускулите, в имунните компетентни органи - тимусната жлеза и надбъбречните жлези. Силиконът е основният структурен елемент в човешкото тяло, ако калций е елемент от твърди костни структури на опорно-двигателния апарат, тогава силицийът е елемент от гъвкави структури, той е необходим за образуването и развитието на съединителна тъкан, която е широко представена в нашето тяло - кости, стави, хрущяли, сухожилия, очни лещи, кръвоносни съдове, както и кожа, лигавици, коса и нокти. Съединителната тъкан има свойство, което го отличава от другите тъкани на тялото - способността да се регенерира (възстанови). Високото съдържание на силиций в съединителната тъкан се дължи на присъствието му в състава на протеиновите комплекси, които образуват скелета на тъканите и им придават сила и еластичност. Силиконът участва в химични реакции, които задържат отделните влакна от колаген и еластин, предотвратява образуването на бръчки, нормализира хидратацията на кожата, укрепва косата и ноктите. Силиконовите съединения са съществени активатори на регенерацията на съединителната тъкан в човешкото тяло, ускоряват метаболитните процеси в организма, оказват стимулиращ ефект върху растежа на кожните клетки, производството на колаген, еластин и кератин. Способността на силикона да структурира водата и телесните течности е известна, тя намалява повърхностното напрежение на водата, което го прави по-бионаличен, като по този начин силиций насърчава хидратацията на клетките и тъканите. Установено е, че при деца наситеността на телесните тъкани с течност е по-висока от тази на по-възрастните хора, следователно силицийът играе важна роля за предотвратяване на процеса на стареене на тялото. Като структурен антиоксидант, силиций блокира процесите на липидна пероксидация, което има положителен ефект върху повишаване на защитната функция на кожата и повишаване на устойчивостта на косата и ноктите към окислителното действие на свободните радикали. Тъй като биологичната възраст на човека се определя именно от скоростта на метаболитните процеси, липсата на силиций в организма е една от причините за стареенето.

Научните изследвания показват, че силиций участва в метаболизма на повече от 70 микроелемента (калций, магнезий, флуор, натрий, сяра, алуминий, цинк, молибден, манган, кобалт и много други), които не се абсорбират, ако тялото няма силиций. Липсата на силиций в организма води до микроелементози, нарушения на функциите на много системи на тялото и метаболитни нарушения. Нарушаването на метаболизма на силиция води до анемия, остеопороза, косопад, заболявания на ставите, туберкулоза, диабет, еризипел на кожата, жлъчен камък и уролитиаза

Уникалната способност на силиций за пречистване на живите организми отдавна е известна, нейните органични съединения могат да образуват във водната среда на организма биоелектрично заредени системи, които „залепват” вируси от грип, хепатит, херпес, патогени, гъбички и ги дезактивират за себе си. Известно е, че дефицитът на силиций винаги е придружен от дисбактериоза, най-честата проява на която е кандидоза, проявяваща се като язвени поражения на устната лигавица, носа, горните дихателни пътища, храносмилателния тракт и пикочната система. Силиконовите колоиди образуват комплексни съединения с Candides и техните токсини и ги отстраняват от тялото. Нормалната флора на червата, която включва бифидобактерии и лактобацили, няма способността да се свързва с колоидни силициеви системи и остава в червата, което е много важно за нормалното функциониране.

храносмилателния тракт. Да не говорим за стойността на силиций за имунната система: кръвни клетки, които са отговорни за защитните функции на тялото (моноцити, лимфоцити) и произвеждат защитни антитела - са представители на съединителната тъкан. Ето защо недостигът на силиций намалява имунитета и се появяват различни заболявания, които са продължителни, най-често гнойни процеси - фурункулоза, абсцеси, синузит, отит, тонзилит, нелечещи рани и фистули. Вече е доказано, че много сериозни заболявания (рак, туберкулоза, проказа, катаракта, хепатит, дизентерия, ревматизъм, артрит) са свързани или с липса на силиций в тъканите, или с нарушение на метаболизма му. Силиконът има противовъзпалително и имуностимулиращо действие при респираторни инфекции и хроничен бронхит, намалява алергичните реакции при бронхиална астма. Учените отдавна обръщат внимание на факта, че в райони, където почвата е богата на силиций, ракът е изключително рядък.

Получаваме силиций с вода, растителна и животинска храна, дневната нужда от силиций е 20-30 мг, особено бременните жени, кърмещите майки и децата се нуждаят особено от силиций. Органите и системите се формират активно в организма на децата и нуждата от свързващ елемент е много по-висока от тази на възрастен. При недостиг на силиций в детските тела се развива рахит, зъбите се разрушават и кариесът напредва, децата изостават във физическото и интелектуалното развитие. При възрастни кариесът се включва в косопад, крехкост и крехки нокти. С възрастта приемането на силиций намалява, калцийът заема своето място в костите, така че костите губят своята еластичност, втвърдяват се, стават крехки, настъпва остеопороза. Приблизително по същия начин се развива остеохондроза в тялото: междинните хрущяли се пълнят с калций, губят еластичността си, стават по-тънки и мобилността им се влошава. При намаляване на количеството на силиций в организма, калцийът не се абсорбира от костната тъкан, под формата на соли се отлага в ставите, а под формата на пясък и камъни - в жлъчния мехур и бъбреците, причинявайки поява на подагричен синдром. В процеса на стареене рискът от фрактури се увеличава значително, доказано е, че на мястото на фрактурата настъпва мощно натрупване на силиций, а количеството му се увеличава 50 пъти в сравнение със здравите костни области. Тялото го изпраща в проблемната зона "за да помогне" за бързото образуване на нова костна тъкан. Записването на силиций насърчава фиксацията на калция в костите, подобрява еластичността и мускулния тонус, укрепва сухожилията и хрущяла на ставите. Известно е, че възрастта на човек може да се прецени по състоянието на неговите кръвоносни съдове. През 1957 г. френските учени описват фактите, потвърждаващи, че атеросклерозата има много ниско съдържание на силиций в стените на кръвоносните съдове. Когато силиций е дефицитен, калцийът го замества, следователно еластичността на кръвоносните съдове намалява и в същото време се увеличава пропускливостта на стените им, холестеролът прониква в кръвта чрез дефекти, които се образуват от тъканите и се натрупват по стените на кръвоносните съдове, за да образуват холестеролни плаки. Този процес води до вазоконстрикция и причинява стенокардия, инфаркт, аритмия, инсулт, хипертония, психични разстройства, увреждане на паметта и др. При недостиг на силиций страдат еластичността и венозните съдове, вените се разтягат и променят позицията си и се появява варикозна болест на долните крайници. Достатъчно количество силиций в дневната дажба може да възстанови вътрешната облицовка на кръвоносните съдове, да им върне еластичността, да подобрят венозното кръвообращение и да помогнат за намаляване на ниския холестерол. Силиконът е универсален и напълно безопасен стимулатор на производството на енергия в тялото, когато влезе в клетките на тялото.

има активен синтез на аденозин трифосфат (АТФ) - молекула, която осигурява енергия за всички биохимични процеси, протичащи в клетките.

Биологична роля

За някои организми силицийът е важен хранителен елемент. Той е част от поддържащите форми на растенията и скелетните животни. Силиконът е концентриран в големи количества от морски организми - диатомеи, радиоларии, гъби. Големи количества силициев концентрат хвощ и трева, на първо място - подсемействата на Bamboos и Risovodnye, включително сеитба на ориз. Човешката мускулна тъкан съдържа (1-2) × 10 -2% силиций, костна тъкан - 17 × 10 - 4%, кръв - 3.9 mg / l. Всеки ден до 1 г силиций влиза в човешкото тяло с храна.

Силиконовите съединения са относително нетоксични. Но е много опасно да се вдишват силно диспергирани частици както от силикати, така и от силициев диоксид, които се образуват, например, по време на експлозивни работи, когато се забиват камъни в мини, по време на машини за пясъкоструене и др. Микрочастици SiO 2, които попадат в белите дробове, кристализират в тях и получените кристали разрушават белодробната тъкан и причиняват тежко заболяване - силикоза. За да се предотврати навлизането на опасен прах в белите дробове, трябва да се използва респиратор за защита на дихателните органи.

Силикатна промишленост

Гжел е един от традиционните руски центрове за производство на керамика. Това е обширна територия, състояща се от 27 села, обединени в "Гжелски Буш", разположена на около 60 километра от Москва по жп линията Москва-Муром-Казан.Това е Раменската област на Московска област (показана на картата на Московска област).

Отдавна Гжел е бил известен с глините си. Великият руски учен М. В. Ломоносов, който оценява гжелианската глина, пише такива високи думи за тях: „Едва ли има земя, която да е най-чиста и без никаква полза, където химици в света ни наричат ​​Гжелиан, което никога не съм виждал по-красиво от бяло” До средата на XVIII век Гжел прави керамика, обичайна за онова време, изработва тухли, керамични тръби, както и примитивни детски играчки.

Втората половина на XVIII век - полу-фаянс, получена като междинен материал в търсене на порцеланова рецепта, боядисана със синя смолта върху сив, дебел, порест парченца. Картината върху квасници, кани, плочи носеше графичен характер и приличаше на рисуван контур.

Началото на XIX век - ерата на порцелана. Порцеланът на частните фабрики в Гжел се отличава с голяма яркост, съчетание от контрастни бои с различни форми на ежедневни предмети.

През 1972 г. модерен стил Гжел е създаден с помощта на кобалтова синя боя.

Тънката художествена система на техники за писане на Гжел беше консолидирана в индивидуални почерк и специфични маниери на изпълнителите. Използвайки същия набор от изобразителни елементи в творчеството си, всеки художник създава своя собствена индивидуална история на рисуване: букет или отделен цвят, животински или растителен свят и образи на хора.

Важна характеристика на синьо-бялата порцеланова картина на Гжел е живописното начало. Голямо значение има придвижването на четката, способно да създаде множество от най-фините градации на синия цвят: от звуково наситено до замъглено синьо. В комбинация с бял фон, картината създава ажурна шарка на повърхността на продукта: в центъра - светло, голямо петно ​​- изображение на цвете, и около светлината разсейване на клонки с листа и плодове, къдрици, пипала.

Бояджийски бои, боядисани с кобалтов (II) оксид.

Сега е невъзможно да се каже точно кой и кога е изобретил стъкло. Известно е само, че стъклото е едно от най-старите изобретения на човечеството. Така огърлицата, намерена на врата на мумията на египетската царица Хатшепсут, състояща се от зеленикаво-черни стъклени мъниста, е на 3 400 години. Големите майстори на производството на различни изделия от стъкло са римските стъклари. Изработваха кани за вода, масло и вино, чаши и чаши, вази, сълзи - мънички парфюмни бутилки. Голям принос за развитието на изкуството на стъкларството в Русия направи Ломоносов. В създадената от него през 1748 година

около 4000 експерименти с кипене на цветно стъкло бяха извършени от химическата лаборатория, за която Ломоносов „не само съставяше рецепти, но и материали ... със собствените си ръце предимно окачени и поставени във фурната ...” Въз основа на рецептите, разработени от Ломоносов, фабрика за стъкло в Усть- През 1753 г. Рудица започва да произвежда многоцветни прозрачни стъкла за производството на мъниста, съдове и други галантерийни изделия и непрозрачни за мозайка. От такова стъкло Ломоносов е направил няколко мозаечни картини, сред които "Полтавската битка", която е получила най-голяма слава и е оцеляла до наши дни.

Съставът на конвенционалното прозоречно стъкло се изразява като Na2O * CaO * 6SiO2

Ние използваме кварцов пясък, сода и варовик за производството на обикновени стъкла. Тези вещества се смесват добре и се подлагат на силно нагряване. Химията на процеса може да бъде представена по следния начин: по време на синтеза се образуват натриеви и калциеви силикати, които след това се сливат със силициев двуокис (в излишък):

Si02 + Na2C03 = Na2Si03 + СОг

SiO2 + СаСОз = CaSiO3 + СО2

Na 2 SiO 3 + CaSiO 3 + 4SiO 2 = Na 2 O * CaO * 6SiO 2

За специално стъкло се променя състава на първоначалната смес. Смяна на сода Na 2 CO 3 с поташ K 2 CO 3, се получава огнеупорно стъкло (за химически стъклария). Замяна на креда CaCO 3 с оловен оксид (II) PbO и калцинирана сода, се получава кристално стъкло. Той е доста мек и лек, но много тежък, отличава се със силен блясък и висок коефициент на пречупване на светлината, разлагайки светлинните лъчи на всички цветове на дъгата и причинявайки игра на светлина.

Включването на борен оксид вместо алкални съставки дава тези стъклени огнеупорни свойства.

Обикновената стъклена маса след охлаждане има жълтеникаво-зелен или синкаво-зелен оттенък. Стъклото може да бъде оцветено, ако съставът на сместа се включи в някои метални оксиди. Черните съединения боядисат стъклото в цветове - от синьо-зелено и жълто до червено-кафяво, манганов (IV) оксид - от жълто и кафяво до пурпурно, хром (III) оксид в тревно-зелен, кобалтов (II) оксид - в синьо, Никелов (II) оксид - от виолетово до сиво-кафяво, натриев сулфид - до жълт, меден (II) оксид - до червен.

В човешкия живот стъклото е придобило огромно значение. Тя се вижда навсякъде, тя е на всяка стъпка - в ежедневния живот на нашия живот, в индустрията, в технологията, в науката, в произведенията на изкуството. Прозорец, бутилка, лампа, огледало, стъкло за домашна и лабораторна стъклария, оптично стъкло (от очила за очи до сложни камери за анастигмати), лещи безконечни оптични устройства - от микроскопи до телескопи. Трудно е да се изброят всички употреби на стъкло и е невъзможно да се преброят различните предмети, изработени от него. Този материал, поради своите уникални свойства, радва и вероятно е очарователен, винаги ще присъства в живота, способен да оцени красотата му.

заключение

Така днес се доказва, че силицийът допринася за:

· Почистване и укрепване на тялото и ефективно усвояване на хранителни вещества, макро- и микроелементи

· Увеличаване на общия тон, увеличаване на енергийните ресурси на организма, подобряване на умствената дейност, забавяне на процеса на стареене

· Премахване на нарушения, причинени от вредното въздействие на свободните радикали, предотвратяване на развитието на много хронични заболявания

Силиконовите атоми формират основата на глина, пясък и скали. По-голямата част от земната кора се състои от неорганични силициеви съединения (28 об.%). Може да се каже, че целият неорганичен свят е свързан със силиций. При естествени условия силициевите минерали се намират и в калцитите и креда. Силиконът е вторият елемент след кислорода по отношение на резервите в земната кора и съставлява около една трета от общото му тегло. Всеки 6 атома в земната кора е силиконов атом. Силиконът в морската вода съдържа дори повече от фосфор, който е толкова необходим за живота на Земята. В нашето тяло силиций се намира в щитовидната жлеза, надбъбречните жлези, хипофизата. Най-високата му концентрация се среща в косата и ноктите. Силиконът също е компонент на колагена - основният протеин на съединителната тъкан. Неговата основна роля е участие в химична реакция, закрепване на отделни влакна от колаген и еластин, придаване на якост и еластичност на съединителната тъкан. Липсата на силиций в организма води до: остеомалация (омекотяване на костите), заболявания на очите, зъбите, ноктите, кожата и косата; ускорено влошаване на ставния хрущял; еризипел на кожата; камъни в черния дроб и бъбреците; дисбактериоза; атеросклероза. Установена е връзката между концентрацията на силиций в питейната вода и сърдечносъдовите заболявания. Туберкулоза, диабет, проказа, хепатит, хипертония, катаракта, артрит, рак са придружени от намаляване на концентрацията на силиций в тъканите и органите, или нарушения на метаболизма му. Междувременно нашето тяло губи силиций дневно - средно, консумираме 3.5 мг силиций на ден с храна и вода и губим около 9 мг на ден.

литература

· Самсонов. GV силициди и тяхното използване в технологиите. Киев, Издателство на Академията на науките на Украинската ССР, 1959 г. 204 стр. С болни.

· Алешин Е.П., Алешин Н. Е. Фиг. Москва, 1993. 504 с. 100 фиг.

"Въглерод и силиций" - Добре полиран диамант - диамант. Мекият графит има слоеста структура. Силициев оксид (IV). Огледалният въглерод има слоеста структура. Химични свойства Carbon. Графит. Методи за получаване: лабораторни и промишлени. Glass. Един от най-меките сред твърдите вещества. Повече от 99% въглерод в атмосферата е под формата на въглероден диоксид.

"Силикон" - Взаимодействие с метали. Обща характеристика на силиция върху позицията в периодичната система. Заявление. Продукти от силикатна промишленост. Силикати - соли на силициевата киселина. Силициди. В лабораториите силиций се произвежда чрез намаляване на силициевия оксид SiO2. Структурата на силиконовия атом. До края на външното ниво силицийът няма 4 електрона.

"Силиконова урок" - За проявлението на неметални и метални свойства. Изберете правилните твърдения: Оксиди, въглерод и силициев хидроксид? Естеството на оксида: а) основен, б) кисел, в) амфотерни. Видове връзки и кристални решетки в прости вещества. Силикатна промишленост. Експресно проучване. Цвете - пет цветя.

"Силиконови съединения" - кубична решетка с центрирана повърхност. Jasper. Минерали на базата на SiO2. Ахат. Силикон и неговите съединения. Силикати и водород. Аметист. Получаване на силикати. Получаване на силиций в лабораторията. Използването на силиций. Химични свойства на SiO2. Естествени силикати. Сортове кварц. Откриването на силиций. Силициев оксид.

"Изотопи на силиций" - производство на монокристални семена. Разпределението на концентрацията на изотопите по дължината на семето. Перспективи за използване на моноизотопен силиций. Термична проводимост на изотопно обогатен силиций-28. Раманови спектри на изотопно обогатен силиций. Крусибъл. Зависимост на ширината на лентата от силиций върху атомната маса.

"Силикон и неговите съединения" - Силиконът може да бъде както окислител, така и редуктор. Кристалната решетка на силиций прилича на структурата на диаманта. Силикати Силикатите представляват повече от 1/4 от масата на цялата кора. Грънчарство. Силиконът е открит за първи път през 1811 г. от Gay-Lussac и Tenar. Съвременни съдове от керамика. Разгледайте естествените силициеви съединения.

Общо има 6 презентации.

Общинска образователна институция

"Средно училище № 6"

Градове на Муром

Резюме по химия по темата:

„Силикон, неговите свойства и алотропни промени. Силикон - биогенен елемент "

Изпълнен ученик 8 В клас

Швецова Татяна

Ръководител Корнишова С.С.

Въведение 3

Silicon Discovery History 4

Силикон в природата и промишленото му добиване 5

Силикон, неговите свойства и алотропни модификации 7

Начини за получаване на силиций 10

Силициеви съединения и техните свойства 11

Силикон - Хранително вещество 14

Силикатна промишленост 17

Заключение 19

Литература 20

въведение

Лечебните свойства на силиция бяха известни много преди нас: в древна Индия и Китай лечебните свойства на младия бамбук, съдържащ силиций, дълго време се използват в Русия, а бялата глина е била използвана за лечение на анемични деца и крехки възрастни хора от кожни заболявания в Русия. Дори във фармацевтичната практика на древна Индия и Китай, а по-късно и в народната медицина на много страни се използват отвари, инфузии и екстракти от такива силиций-съдържащи растения като хвощ, коприва, планинар, бамбук и известния женшен. За повече от 200 години, силиций се използва в класическата хомеопатия, той е много популярен в съвременната козметология и се използва широко в мезотерапията за ревитализация на кожата (подмладяване).

Цел: Да се ​​изучат свойствата на силиций и неговите естествени съединения, за да се подобрят познанията за структурата на атомите.

· Определете структурата на силиция, стойността на силиций и неговите съединения и тяхното практическо приложение.

· Маркирайте стойността на силиция като хранително вещество

· Идентифициране на основните области на силикатната промишленост

Силиконова история за откриване

Силиконът е елемент от основната подгрупа на четвъртата група от третия период на периодичната таблица на химичните елементи. И. Менделеев, с атомно число 14. Обозначен със символа Si (лат. Силиций).

Pure Creme е изолиран през 1811 г. от френски учени Джоузеф Луи Гей-Люсак и Луи Жак Тенар.

През 1825 г. шведският химик Джон Якоб Берцелиус, чрез действието на метален калий върху силициев флуорид SiF 4, получи чист елементарен силиций. Новият елемент получи името "силиций" (от латински. Silex - флинт). Руското название "силикон" е въведено през 1834 г. от руския химик Герман Иванович Хес. Преведено от древния гръцки език. «Скала, планина».

(от латински. silicis - кремък; руско име от гръцкия - kremnos - скала) Si - открит от J.
  Berzelius (Стокхолм, Швеция) през 1824 г. А тук е силиций (Silicium - лат.) Химичен елемент, атомно число 14, група IV на периодичната система.

През 1825 г. шведският химик Джон Джейкъб Берцелиус, чрез действието на метален калий върху силициев флуорид SiF 4, получи чист елементарен силиций. Новият елемент получи името "силикон" (от латински. Silex - флинт). Руското название "силикон" е въведено през 1834 г. от руския химик Герман Иванович Хес. Преведено от гръцката кремнос - „скала, планина“.

Да бъдеш в природата

Силикон в природата и промишлената му промишленост

Най-често в природата, силиций се намира под формата на силициев двуокис - съединения на основата на силициев диоксид (IV) SiO 2 (около 12% от масата на земната кора). Основните минерали, образувани от силициев диоксид, са пясък (река и кварц), кварц и кварцит, кремък. Втората най-често срещана група силициеви съединения в природата са силикати и алуминосиликати.

Съществуват изолирани факти за намиране на чист силиций в неговата естествена форма: метален силиций в ийолита на горещия горски масив, петрология на обикновени хондрити.

· SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si,

Силикон, неговите свойства и алотропни модификации

Кристалният силиций е тъмно сиво вещество със стоманен блясък. Структурата на силиция е подобна на тази на диаманта: кристалната решетка е кубична центрирана, но поради по-дългата връзка между Si-Si атомите в сравнение с дължината на C-C, твърдостта на силиция е много по-малка от диаманта. Силиконът е много крехък, плътността му е 2,33 g / cm 3.

Подобно на въглищата, се отнася до огнеупорни вещества.

Кристална структура на силиций.

Химични свойства

1. Si + 2HNO3 = Si02 + NO + NO2 + H20

2. Si02 + 4HF = SiF4 + 2H2O

3. 3SiF4 + 3H2O = 2H2SiF6 + H2Sio3

1. Si + 2KOH + H20 = K2Si03 + 2H2

2. K 2 SiO 3 + 2H 2O'H 2 SiO 3 + 2KOH

Физични свойства

Кристалната решетка на силиция е кубичен диамант с лицево центриран диамант, параметър а = 0.54307 nm (други полиморфни модификации на силиций са получени при високи налягания), но поради по-дългата дължина на връзката между Si-Si атомите в сравнение с дължината на C - C, твърдостта на силиция е значително по-малко от диамант. Силиконът е крехък, само когато се нагрява над 800 ° C, той става пластмасово вещество. Интересно е, че силицийът е прозрачен за инфрачервено лъчение, като се започва с дължина на вълната от 1,1 микрометра. Присъщата концентрация на носители на заряд е 13.1 × 10 28 m-3

Електрофизични свойства

Елементарният силиций в монокристалната форма е индиректно полупроводникови проводници. Гъвкавост в стаята

температурата е 1.12 eV, а при T = 0 K е 1.21 eV. Концентрацията на присъщите носители на заряд в силиций при нормални условия е около 1,5 × 10 10 cm-3 [източник не е посочен 342 дни].

Електрофизичните свойства на кристалния силиций са силно повлияни от съдържащите се в нея примеси. За да се получат силициеви кристали с дупка проводимост, атоми на елементи от трета група, като бор, алуминий, галий, индий, се въвеждат в силиций). За да се получат силициеви кристали с електронна проводимост, атоми на елементите на V-та група, като фосфор, арсен и антимон, се въвеждат в силиций.

При създаването на електронни устройства на основата на силиций се използва почти повърхностният слой на материала (до десетки микрона), така че качеството на повърхността на кристала може да има значително влияние върху електрическите свойства на силиция и съответно върху свойствата на готовото устройство. При създаването на някои устройства се използват техники, свързани с модификацията на повърхността, например чрез третиране на повърхността на силиций с различни химически агенти.

1. Диелектрична пропускливост: 12

2. Подвижността на електроните: 1300-1450 cm² / (в · c).

3. Подвижност на дупките: 500 cm² / (в · c).

4. Ширината на забранената зона от 1,205-2,84 × 10 -4 · T

5. Електронна продължителност на живота: 5 ns - 10 ms

6. Средният свободен път на електрона: около 0.1 cm

7. Дължината на свободното движение на отвора: около 0.02 - 0.06 cm

Начини за получаване на силиций

Свободният силиций може да се получи чрез калциниране на фин бял пясък с магнезий, който по химичен състав е почти чист силициев оксид,

· SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si,

образуваният аморфен силиций в този случай има формата на кафяв прах, чиято плътност е 2,0 g / cm3.

В промишлеността, силициевият технически клас се получава чрез редуциране на стопилката SiO2 с кокс при около 1800 ° С в дъгови пещи. Чистотата на така получения силиций може да достигне 99,9% (основните примеси са въглерод, метали).

Възможно е допълнително пречистване на силиция от примеси.

· Почистване в лабораторни условия може да се извърши чрез предварителна подготовка на магнезиев силицид Mg 2 Si. Освен това, газообразен моносилан SiH4 се получава от магнезиев силицид, използвайки солна или оцетна киселина. Моносиланът се пречиства чрез дестилация, сорбция и други методи и след това се разлага на силиций и водород при температура от около 1000 ° С.

· Пречистването на силиций в промишлен мащаб се извършва чрез директно хлориране на силиций. Съединения от състава SiCl4 и SiCl3H се образуват.Тези хлориди се пречистват от примеси по различни начини (обикновено чрез дестилация и диспропорциониране) и се редуцират на крайния етап с чист водород при температури от 900 до 1100 ° С.

· Разработване на по-евтини, по-чисти и по-ефективни промишлени технологии за пречистване на силиций. За 2010 г. те включват технология за пречистване на силиций, използваща флуор (вместо хлор); технологии, включващи дестилация на силициев монооксид; технологии, базирани на ецване на примеси, концентрирани върху междукристалните граници.

Методът за получаване на силиций в чист вид е разработен от Николай Николаевич Бекетов.

Най-големият производител на силиций в Русия е OKRusal - силиций се произвежда в заводи в град Каменск-Уралски (Свердловска област) и Шелехов (Иркутска област).

Силиконови съединения и техните свойства

връзки силиций

Силициев карбид (SiC) Силани (Si n H 2n + 2) Флуоросилициева киселина (Н 2) Силициеви киселини (SiO 2 · п  H 2 O) Силиконов оксид (II) (SiO) Силициев гел от силициев оксид (IV) (SiO 2) п  SiO2 · m H 2 O) Силиконово масло Силикони (n) Ванадиев силицид (V 3 Si) Рениев силицид (ReSi) Молибденов силицид (MoSi 2) Антимонов силикат (Si 3 Sb 4) Бисмутов силицид (Si 3 Bi 4) Полониев силицид (SiPo 2) Калциев силицид (CaSi 2) Манганов силицид (Mg 2 Si) Трихлоросилан (SiHCl 3) Силициев хлорид (IV) (SiCl 4) силициев хлорид Силициев нитрид (Si 3 N 4) Силиконов тетрайодид (SiI 4) Силициев тетрабромид (SiBr 4) сулфид силикон (SiS 2) Moissanite

По химични свойства силицийът е неметален. Тъй като на външно енергийно ниво има 4 електрона, степента на окисление както на -4, така и на +4 е характерна за силиция. Химически, силицийът е малко активен, при стайна температура той реагира само с флуорен газ и се образува летлив силициев тетрафлуорид:

Si + 2F2 = SiF4

При нагряване натрошен силиций реагира с кислород за образуване на силициев оксид (IV):

Si + O2 = SiO2

Киселините (с изключение на сместа от водороден флуорид и азот) не засягат силиция. Въпреки това, той се разтваря в алкали, образувайки силикат и водород.

Si + 2 NaOH + Н20 = Na2Si03 + 2H2

В съединенията силиций има тенденция да проявява степен на окисление от +4 или -4, тъй като състоянието на sp3 хибридизацията на орбиталите е по-характерно за силициевия атом. Следователно, във всички съединения, с изключение на силициев оксид (II) SiO, силицийът е четиривалентен.

Химически силицийът е неактивен. При стайна температура той реагира само с газообразен флуор и се образува летлив силициев тетрафлуорид SiF 4. Когато се загрява до температура 400-500 ° С, силиций реагира с кислород за образуване на SiO2 диоксид, с хлор, бром и йод, за да образуват съответните лесно летливи тетрахалиди на SiHalogen 4.

Силиконът не реагира директно с водород, силициеви съединения с водород - силани с обща формула Si n H 2n + 2 - се получават непряко. Моносиланът SiH 4 (често се нарича просто силан) се освобождава, когато металните силициди взаимодействат с киселинни разтвори, например:

Ca2Si + 4HCl → 2CaCl2 + SiH4.

Силанът SiH4, образуван в тази реакция, съдържа смес от други силани, по-специално дисилани Si2H6 и трисилан Si3H8, в които има верига от силициеви атоми, свързани чрез единични връзки (-Si-Si-Si-) ,

С азот силиций при температура около 1000 ° C образува нитрид от Si 3 N 4, с бор-термично и химически устойчиви бориди SiB 3, SiB 6 и SiB 12. Съединението на силиций и най-близкият му аналог върху периодичната таблица - въглерод - силициев карбид SiC (карборунд) се характеризира с висока твърдост и ниска химическа активност. Carborundum се използва широко като абразив.

При нагряване на силиций с метали се появяват силициди. Силицидите могат да се разделят на две групи: йонно-ковалентни (алкални метали, силициди на алкалоземни метали и тип Са 2 Si, Mg 2 Si и др.) И металоподобни (силициди на преходните метали). Силицидите на активните метали се разлагат под действието на киселини, силицидите на преходните метали са химически стабилни и не се разлагат под действието на киселини. Металоподобните силициди имат високи точки на топене (до 2000 ° С). Най-често се образуват металоподобни силициди от съставите MeSi, Me3Si2, Me2Si3, Me5Si3 и MeSi2. Металичните силициди са химически инертни, устойчиви на действието на кислород дори при високи температури.

Когато SiO2 се редуцира от силиций при високи температури, се образува силициев оксид (II) SiO.

Силиконът се характеризира с образуването на силициеви силиконови съединения, в които атомите на силиция са свързани в дълги вериги чрез свързващите кислородни атоми -О-, и към всеки силициев атом, с изключение на два О-атома, още два органични радикала R 1 и R 2 = CH 3, C 2Н5, С6Н5, СН2СН2СР3 и др.

За ецване силиций, най-широко се използва смес от флуороводородна и азотна киселина. Някои специални берачи осигуряват добавянето на хромов анхидрид и други вещества. По време на ецването, разтворът за киселинно ецване бързо се нагрява до точката на кипене, докато скоростта на ецване се увеличава многократно.

4. Si + 2HNO3 = Si02 + NO + NO2 + H20

5. Si02 + 4HF = SiF4 + 2H2O

6. 3SiF4 + 3H2O = 2H2SiF6 + H2Sio3

За ецване на силиций могат да се използват водни разтвори на алкали. Ецване на силиций в алкални разтвори започва при температура на разтваряне над 60 ° С.

3. Si + 2KOH + H 2 O = K 2 SiO 3 + 2H 2

4. K 2 SiO 3 + 2H 2 O'H 2 SiO 3 + 2KOH

това е материал за най-устойчивото естествено съединение от силиций - силициев оксид (IV). Това са силициев диоксид, кварц, прозрачни кварцови кристали - скален кристал, фино кристален сорт кварц - яспис, фини кварцови зърна - пясък (всички проби са представени на изложението и са демонстрирани). Силикатите също са изключително разпространени в природата.

Например:

Каолинитът е основният компонент на бялата глина.

От изкуствените силикати най-голямо значение имат керамиката, стъклото и цимента. Нека се запознаем с производството на някои от материалите, произведени от силикатната промишленост, още.

Силикон - Хранително вещество

В човешкото тяло съдържанието на силиций е 7-10 години, намира се в кръвта, в мускулите, в имунните компетентни органи - тимусната жлеза и надбъбречните жлези. Силиконът е основният структурен елемент в човешкото тяло, ако калций е елемент от твърди костни структури на опорно-двигателния апарат, тогава силицийът е елемент от гъвкави структури, той е необходим за образуването и развитието на съединителна тъкан, която е широко представена в нашето тяло - кости, стави, хрущяли, сухожилия, очни лещи, кръвоносни съдове, както и кожа, лигавици, коса и нокти. Съединителната тъкан има свойство, което го отличава от другите тъкани на тялото - способността да се регенерира (възстанови). Високото съдържание на силиций в съединителната тъкан се дължи на присъствието му в състава на протеиновите комплекси, които образуват скелета на тъканите и им придават сила и еластичност. Силиконът участва в химични реакции, които задържат отделните влакна от колаген и еластин, предотвратява образуването на бръчки, нормализира хидратацията на кожата, укрепва косата и ноктите. Силиконовите съединения са съществени активатори на регенерацията на съединителната тъкан в човешкото тяло, ускоряват метаболитните процеси в организма, оказват стимулиращ ефект върху растежа на кожните клетки, производството на колаген, еластин и кератин. Способността на силикона да структурира водата и телесните течности е известна, тя намалява повърхностното напрежение на водата, което го прави по-бионаличен, като по този начин силиций насърчава хидратацията на клетките и тъканите. Установено е, че при деца наситеността на телесните тъкани с течност е по-висока от тази на по-възрастните хора, следователно силицийът играе важна роля за предотвратяване на процеса на стареене на тялото. Като структурен антиоксидант, силиций блокира процесите на липидна пероксидация, което има положителен ефект върху повишаване на защитната функция на кожата и повишаване на устойчивостта на косата и ноктите към окислителното действие на свободните радикали. Тъй като биологичната възраст на човека се определя именно от скоростта на метаболитните процеси, липсата на силиций в организма е една от причините за стареенето.

Научните изследвания показват, че силиций участва в метаболизма на повече от 70 микроелемента (калций, магнезий, флуор, натрий, сяра, алуминий, цинк, молибден, манган, кобалт и много други), които не се абсорбират, ако тялото няма силиций. Липсата на силиций в организма води до микроелементози, нарушения на функциите на много системи на тялото и метаболитни нарушения. Нарушаването на метаболизма на силиция води до анемия, остеопороза, косопад, заболявания на ставите, туберкулоза, диабет, еризипел на кожата, жлъчен камък и уролитиаза

Уникалната способност на силиций за пречистване на живите организми отдавна е известна, нейните органични съединения могат да образуват във водната среда на организма биоелектрично заредени системи, които „залепват” вируси от грип, хепатит, херпес, патогени, гъбички и ги дезактивират за себе си. Известно е, че дефицитът на силиций винаги е придружен от дисбактериоза, най-честата проява на която е кандидоза, проявяваща се като язвени поражения на устната лигавица, носа, горните дихателни пътища, храносмилателния тракт и пикочната система. Силиконовите колоиди образуват комплексни съединения с Candides и техните токсини и ги отстраняват от тялото. Нормалната флора на червата, която включва бифидобактерии и лактобацили, няма способността да се свързва с колоидни силициеви системи и остава в червата, което е много важно за нормалното функциониране.

храносмилателния тракт. Да не говорим за стойността на силиций за имунната система: кръвни клетки, които са отговорни за защитните функции на тялото (моноцити, лимфоцити) и произвеждат защитни антитела - са представители на съединителната тъкан. Ето защо недостигът на силиций намалява имунитета и се появяват различни заболявания, които са продължителни, най-често гнойни процеси - фурункулоза, абсцеси, синузит, отит, тонзилит, нелечещи рани и фистули. Вече е доказано, че много сериозни заболявания (рак, туберкулоза, проказа, катаракта, хепатит, дизентерия, ревматизъм, артрит) са свързани или с липса на силиций в тъканите, или с нарушение на метаболизма му. Силиконът има противовъзпалително и имуностимулиращо действие при респираторни инфекции и хроничен бронхит, намалява алергичните реакции при бронхиална астма. Учените отдавна обръщат внимание на факта, че в райони, където почвата е богата на силиций, ракът е изключително рядък.

Получаваме силиций с вода, растителна и животинска храна, дневната нужда от силиций е 20-30 мг, особено бременните жени, кърмещите майки и децата се нуждаят особено от силиций. Органите и системите се формират активно в организма на децата и нуждата от свързващ елемент е много по-висока от тази на възрастен. При недостиг на силиций в детските тела се развива рахит, зъбите се разрушават и кариесът напредва, децата изостават във физическото и интелектуалното развитие. При възрастни кариесът се включва в косопад, крехкост и крехки нокти. С възрастта приемането на силиций намалява, калцийът заема своето място в костите, така че костите губят своята еластичност, втвърдяват се, стават крехки, настъпва остеопороза. Приблизително по същия начин се развива остеохондроза в тялото: междинните хрущяли се пълнят с калций, губят еластичността си, стават по-тънки и мобилността им се влошава. При намаляване на количеството на силиций в организма, калцийът не се абсорбира от костната тъкан, под формата на соли се отлага в ставите, а под формата на пясък и камъни - в жлъчния мехур и бъбреците, причинявайки поява на подагричен синдром. В процеса на стареене рискът от фрактури се увеличава значително, доказано е, че на мястото на фрактурата настъпва мощно натрупване на силиций, а количеството му се увеличава 50 пъти в сравнение със здравите костни области. Тялото го изпраща в проблемната зона "за да помогне" за бързото образуване на нова костна тъкан. Записването на силиций насърчава фиксацията на калция в костите, подобрява еластичността и мускулния тонус, укрепва сухожилията и хрущяла на ставите. Известно е, че възрастта на човек може да се прецени по състоянието на неговите кръвоносни съдове. През 1957 г. френските учени описват фактите, потвърждаващи, че атеросклерозата има много ниско съдържание на силиций в стените на кръвоносните съдове. Когато силиций е дефицитен, калцийът го замества, следователно еластичността на кръвоносните съдове намалява и в същото време се увеличава пропускливостта на стените им, холестеролът прониква в кръвта чрез дефекти, които се образуват от тъканите и се натрупват по стените на кръвоносните съдове, за да образуват холестеролни плаки. Този процес води до вазоконстрикция и причинява стенокардия, инфаркт, аритмия, инсулт, хипертония, психични разстройства, увреждане на паметта и др. При недостиг на силиций страдат еластичността и венозните съдове, вените се разтягат и променят позицията си и се появява варикозна болест на долните крайници. Достатъчно количество силиций в дневната дажба може да възстанови вътрешната облицовка на кръвоносните съдове, да им върне еластичността, да подобрят венозното кръвообращение и да помогнат за намаляване на ниския холестерол. Силиконът е универсален и напълно безопасен стимулатор на производството на енергия в тялото, когато влезе в клетките на тялото.

има активен синтез на аденозин трифосфат (АТФ) - молекула, която осигурява енергия за всички биохимични процеси, протичащи в клетките.

Биологична роля

За някои организми силицийът е важен хранителен елемент. Той е част от поддържащите форми на растенията и скелетните животни. Силиконът е концентриран в големи количества от морски организми - диатомеи, радиоларии, гъби. Големи количества силициев концентрат хвощ и трева, на първо място - подсемействата на Bamboos и Risovodnye, включително сеитба на ориз. Човешката мускулна тъкан съдържа (1-2) × 10 -2% силиций, костна тъкан - 17 × 10 - 4%, кръв - 3.9 mg / l. Всеки ден до 1 г силиций влиза в човешкото тяло с храна.

Силиконовите съединения са относително нетоксични. Но е много опасно да се вдишват силно диспергирани частици както от силикати, така и от силициев диоксид, които се образуват, например, по време на експлозивни работи, когато се забиват камъни в мини, по време на машини за пясъкоструене и др. Микрочастици SiO 2, които попадат в белите дробове, кристализират в тях и получените кристали разрушават белодробната тъкан и причиняват тежко заболяване - силикоза. За да се предотврати навлизането на опасен прах в белите дробове, трябва да се използва респиратор за защита на дихателните органи.

Силикатна промишленост

Гжел е един от традиционните руски центрове за производство на керамика. Това е обширна територия, състояща се от 27 села, обединени в "Гжелски Буш", разположена на около 60 километра от Москва по жп линията Москва-Муром-Казан.Това е Раменската област на Московска област (показана на картата на Московска област).

Отдавна Гжел е бил известен с глините си. Великият руски учен М. В. Ломоносов, който оценява гжелианската глина, пише такива високи думи за тях: „Едва ли има земя, която да е най-чиста и без никаква полза, където химици в света ни наричат ​​Гжелиан, което никога не съм виждал по-красиво от бяло” До средата на XVIII век Гжел прави керамика, обичайна за онова време, изработва тухли, керамични тръби, както и примитивни детски играчки.

Втората половина на XVIII век - полу-фаянс, получена като междинен материал в търсене на порцеланова рецепта, боядисана със синя смолта върху сив, дебел, порест парченца. Картината върху квасници, кани, плочи носеше графичен характер и приличаше на рисуван контур.

Началото на XIX век - ерата на порцелана. Порцеланът на частните фабрики в Гжел се отличава с голяма яркост, съчетание от контрастни бои с различни форми на ежедневни предмети.

През 1972 г. модерен стил Гжел е създаден с помощта на кобалтова синя боя.

Тънката художествена система на техники за писане на Гжел беше консолидирана в индивидуални почерк и специфични маниери на изпълнителите. Използвайки същия набор от изобразителни елементи в творчеството си, всеки художник създава своя собствена индивидуална история на рисуване: букет или отделен цвят, животински или растителен свят и образи на хора.

Важна характеристика на синьо-бялата порцеланова картина на Гжел е живописното начало. Голямо значение има придвижването на четката, способно да създаде множество от най-фините градации на синия цвят: от звуково наситено до замъглено синьо. В комбинация с бял фон, картината създава ажурна шарка на повърхността на продукта: в центъра - светло, голямо петно ​​- изображение на цвете, и около светлината разсейване на клонки с листа и плодове, къдрици, пипала.

Бояджийски бои, боядисани с кобалтов (II) оксид.

Сега е невъзможно да се каже точно кой и кога е изобретил стъкло. Известно е само, че стъклото е едно от най-старите изобретения на човечеството. Така огърлицата, намерена на врата на мумията на египетската царица Хатшепсут, състояща се от зеленикаво-черни стъклени мъниста, е на 3 400 години. Големите майстори на производството на различни изделия от стъкло са римските стъклари. Изработваха кани за вода, масло и вино, чаши и чаши, вази, сълзи - мънички парфюмни бутилки. Голям принос за развитието на изкуството на стъкларството в Русия направи Ломоносов. В създадената от него през 1748 година

около 4000 експерименти с кипене на цветно стъкло бяха извършени от химическата лаборатория, за която Ломоносов „не само съставяше рецепти, но и материали ... със собствените си ръце предимно окачени и поставени във фурната ...” Въз основа на рецептите, разработени от Ломоносов, фабрика за стъкло в Усть- През 1753 г. Рудица започва да произвежда многоцветни прозрачни стъкла за производството на мъниста, съдове и други галантерийни изделия и непрозрачни за мозайка. От такова стъкло Ломоносов е направил няколко мозаечни картини, сред които "Полтавската битка", която е получила най-голяма слава и е оцеляла до наши дни.

Съставът на конвенционалното прозоречно стъкло се изразява като Na2O * CaO * 6SiO2

Ние използваме кварцов пясък, сода и варовик за производството на обикновени стъкла. Тези вещества се смесват добре и се подлагат на силно нагряване. Химията на процеса може да бъде представена по следния начин: по време на синтеза се образуват натриеви и калциеви силикати, които след това се сливат със силициев двуокис (в излишък):

Si02 + Na2C03 = Na2Si03 + СОг

SiO2 + СаСОз = CaSiO3 + СО2

Na 2 SiO 3 + CaSiO 3 + 4SiO 2 = Na 2 O * CaO * 6SiO 2

За специално стъкло се променя състава на първоначалната смес. Смяна на сода Na 2 CO 3 с поташ K 2 CO 3, се получава огнеупорно стъкло (за химически стъклария). Замяна на креда CaCO 3 с оловен оксид (II) PbO и калцинирана сода, се получава кристално стъкло. Той е доста мек и лек, но много тежък, отличава се със силен блясък и висок коефициент на пречупване на светлината, разлагайки светлинните лъчи на всички цветове на дъгата и причинявайки игра на светлина.

Включването на борен оксид вместо алкални съставки дава тези стъклени огнеупорни свойства.

Обикновената стъклена маса след охлаждане има жълтеникаво-зелен или синкаво-зелен оттенък. Стъклото може да бъде оцветено, ако съставът на сместа се включи в някои метални оксиди. Черните съединения боядисат стъклото в цветове - от синьо-зелено и жълто до червено-кафяво, манганов (IV) оксид - от жълто и кафяво до пурпурно, хром (III) оксид в тревно-зелен, кобалтов (II) оксид - в синьо, Никелов (II) оксид - от виолетово до сиво-кафяво, натриев сулфид - до жълт, меден (II) оксид - до червен.

В човешкия живот стъклото е придобило огромно значение. Тя се вижда навсякъде, тя е на всяка стъпка - в ежедневния живот на нашия живот, в индустрията, в технологията, в науката, в произведенията на изкуството. Прозорец, бутилка, лампа, огледало, стъкло за домашна и лабораторна стъклария, оптично стъкло (от очила за очи до сложни камери за анастигмати), лещи безконечни оптични устройства - от микроскопи до телескопи. Трудно е да се изброят всички употреби на стъкло и е невъзможно да се преброят различните предмети, изработени от него. Този материал, поради своите уникални свойства, радва и вероятно е очарователен, винаги ще присъства в живота, способен да оцени красотата му.

заключение

Така днес се доказва, че силицийът допринася за:

· Почистване и укрепване на тялото и ефективно усвояване на хранителни вещества, макро- и микроелементи

· Увеличаване на общия тон, увеличаване на енергийните ресурси на организма, подобряване на умствената дейност, забавяне на процеса на стареене

· Премахване на нарушения, причинени от вредното въздействие на свободните радикали, предотвратяване на развитието на много хронични заболявания

Силиконовите атоми формират основата на глина, пясък и скали. По-голямата част от земната кора се състои от неорганични силициеви съединения (28 об.%). Може да се каже, че целият неорганичен свят е свързан със силиций. При естествени условия силициевите минерали се намират и в калцитите и креда. Силиконът е вторият елемент след кислорода по отношение на резервите в земната кора и съставлява около една трета от общото му тегло. Всеки 6 атома в земната кора е силиконов атом. Силиконът в морската вода съдържа дори повече от фосфор, който е толкова необходим за живота на Земята. В нашето тяло силиций се намира в щитовидната жлеза, надбъбречните жлези, хипофизата. Най-високата му концентрация се среща в косата и ноктите. Силиконът също е компонент на колагена - основният протеин на съединителната тъкан. Неговата основна роля е участие в химична реакция, закрепване на отделни влакна от колаген и еластин, придаване на якост и еластичност на съединителната тъкан. Липсата на силиций в организма води до: остеомалация (омекотяване на костите), заболявания на очите, зъбите, ноктите, кожата и косата; ускорено влошаване на ставния хрущял; еризипел на кожата; камъни в черния дроб и бъбреците; дисбактериоза; атеросклероза. Установена е връзката между концентрацията на силиций в питейната вода и сърдечносъдовите заболявания. Туберкулоза, диабет, проказа, хепатит, хипертония, катаракта, артрит, рак са придружени от намаляване на концентрацията на силиций в тъканите и органите, или нарушения на метаболизма му. Междувременно нашето тяло губи силиций дневно - средно, консумираме 3.5 мг силиций на ден с храна и вода и губим около 9 мг на ден.

литература

· Самсонов. GV силициди и тяхното използване в технологиите. Киев, Издателство на Академията на науките на Украинската ССР, 1959 г. 204 стр. С болни.

· Алешин Е.П., Алешин Н. Е. Фиг. Москва, 1993. 504 с. 100 фиг.

Алотропия (от древногръцки. Αλλος - "други", τροπος - "ред, собственост") - съществуването на две или повече прости вещества от един и същ химически елемент, различни по структура и свойства - така наречените алотропни модификации или форми.

Явлението алотропия се дължи или на различния състав на молекулите на едно просто вещество (алотропия на състава), или на метода за поставяне на атоми или молекули в кристалната решетка (алотропия на формата).

2.1 Кристален силиций

Кристалният силиций е основната форма, в която силиций се използва при производството на фотоелектрически преобразуватели и твърди електронни устройства, използващи планарната технология. Активно се развива използването на силиций под формата на тънки слоеве (епитаксиални слоеве) на кристална и аморфна структура на различни субстрати. Тъмно сиво вещество с метален блясък, голяма твърдост, крехкост, полупроводник, инертен.

В зависимост от местоназначението се различават:

1 Силикон с електронно качество (т. Нар. "Електронен силиций") - най-висококачествен силиций със съдържание на силиций повече от 99,999% тегловни, по-високи стойности на живота (над 25 μs), използвани за производството на твърди електронни устройства, микросхеми и др. Електрическото съпротивление на силиций с електронно качество може да бъде в диапазона от около 0.001 до 150 Ом · см, но съпротивлението трябва да бъде осигурено единствено от примесите, т.е. други примеси попадат в кристала, въпреки че и осигуряването на определено електрическо съпротивление, като правило, е неприемливо. По-голямата част от силициевите кристали с електронно качество са т.нар. "Кристали без дислокации", т.е. плътността на дислокациите в тях не надвишава 10 cm-2, но в някои случаи, слитъците с двойна или дори поликристална структура също се използват за производство на електронни устройства.

2 Соларният силиций (така нареченият „слънчев силиций“) е силиций със съдържание на силиций повече от 99,99% от теглото, със средни стойности на неравновесен живот на носителя и електрическо съпротивление (до 25 μs и до 10 cm), използвани за производство на фотоволтаични клетки (слънчеви клетки);

3 Технически силициеви блокове от силиций от поликристална структура, получени по метода на карботермично редуциране от чист кварцов пясък; съдържа 98% силиций, основният примес е въглерод, има високо съдържание на легиращи елементи - бор, фосфор, алуминий; използва се главно за производство на поликристални

силиций; 2006–2009 Поради липсата на силициеви суровини от слънчев клас, се правят опити да се използва този материал за производството на кристален силиций със слънчево качество: за тази цел се извършва допълнително пречистване на технически силиций чрез раздробяване на интеркристални граници и оцветяване с оцветяване върху границите, след което се извършва прекристализация по един от горните методи).

В зависимост от метода на рекристализация има:

- монокристални силициево-цилиндрични силициеви слитъци с моно- и поликристална структура с диаметър до 400 mm, получени по метода на Чохралски. В моносилиций кристалната структура е еднаква, без граници на зърната (което е забележимо дори на външен вид). Подреденото подреждане на силициевите атоми в монокристалната решетка на силиция създава ясна лентова структура. Всеки силиконов атом има 4 електрона на външната обвивка. Електроните на съседните атоми образуват двойки, които принадлежат на двата атома едновременно, така че всеки атом има 4 връзки със съседните атоми.

Поведението на монокристалния силиций е добре предвидимо, но поради ниския темп на растеж и сложността на производствения процес, той е най-скъпият вид силиций. Монокристалният силиций е в основата на съвременните електронни технологии. Извършват се изключително високи изисквания към чистотата и съвършенството на конструкцията. Концентрациите на електрически активни добавки обикновено са в рамките на 10 13 –10 18 cm³, електрически активните фонови примеси са по-малки от 10 15 cm³, а електрически неактивните примеси са по-малки от 10 18 –10 19 cm³. Основните видове структурни дефекти са така наречените микродефекти. Като правило те са малки дислокационни вериги или клъстери на вътрешни и нечистотични дефекти.

- монокристални силициеви безциклични - цилиндрични силициеви слитъци с монокристална структура с диаметър до 150 mm, получени по метода на разтопяване на зони без капки;

- мулти-силиконови - правоъгълни блокове от силиций с поликристална структура с размери до 1000x1000x600mm, получени по метода на насочена кристализация в контейнер. Той заема междинно положение между поли- и монокристален силиций по размер и брой кристали. Много по-лесно е да се отглеждат силициеви мултикристали от единични кристали, така че тяхната цена е по-ниска. Въпреки това, качеството на мултикристала в сравнение с единичния кристал също е по-ниско поради наличието на множество граници на зърната на единичните кристали, от които е съставен мултикристалът. Границите на зърната създават допълнителни дефектни нива в затворената зона на полупроводника, като местни центрове с висока скорост на рекомбинация, което води до намаляване на общите

малцинствени превозвачи. В допълнение, границите на зърната намаляват производителността, като предотвратяват носещия ток и създават маневрени пътеки за тока, протичащ през p-n прехода.

За да се избегнат твърде големи загуби на рекомбинация при границите на зърната, размерът на зърната трябва да бъде поне няколко милиметра. Това условие означава също, че размерът на единично зърно ще бъде по-голям от дебелината на слънчевата клетка, което ще намали съпротивлението на носещия ток и общата дължина на граничните области в слънчевата клетка. Такъв многокристален силиций се използва широко в търговски слънчеви клетки.

- полисилицийът е силиций с висока степен на чистота със съдържание на примеси по-малко от 0,0001%, състоящо се от голям брой малки кристални зърна, ориентирани на случаен принцип един спрямо друг.

Всъщност техническият силиций също е поликристален, но за да се избегне объркване, понятието "поликристален силиций" се отнася само за силно чист полупроводников силиций. Полисиликонът е най-чистата форма на индустриално произведен силиций и основният материал за микроелектрониката и слънчевата енергия - полуфабрикат, получен чрез пречистване на технически силиций с хлоридни методи и използван за производството на моно- и мултикристален силиций.

Понастоящем се различават полисилициевото "електронно" (полупроводниково) качество (съдържание на примеси по-малко от · 10 -10%) и полисилициево "слънчево" качество (съдържание на примеси по-малко от 1 · 10 -5%) .Поликристалният силиций в света се произвежда във формата цилиндрични пръчки от сив цвят с грапава дендритна повърхност. В центъра на пръчката има „семе” от моно или полисилиций с кръгло или квадратно напречно сечение с диаметър (страна) 8–10 mm. Кристалитите с плътни опаковки под формата на къси игли, с напречно сечение по-малко от 1 mm, поникват от „семето“, перпендикулярно на образуващата.

Полисилицийът е суровина за производството на по-съвременни видове силиций - мултикристален силиций (мултисиликон) и монокристален силиций (моносилиций), а в някои области на приложение може да се използва и в чист вид.

-. силициеви скрап - изрезки, отломки и други чисти отпадъци от производството на силиций по описаните по-горе методи без окисление, разтопените части на тигела или облицовка - на свой ред, могат да се разделят на подгрупи в зависимост от произхода - използва се като рециклируема суровина при производството на кристален силиций;

-. umg-scrap - металургично пречистен технически силиций - е технически силиций, подложен на пречистване чрез взаимодействие на силициева стопилка с други вещества (за екстрахиране на примеси или прехвърлянето им в неразтворима или газообразна фаза и т.н.) и след това

след насочена кристализация и последващо отстраняване на зоната на концентрация на замърсители;

-. отломки от гниене - фрагменти, изрезки и други отпадъци от производството на кристален силиций по описаните по-горе методи с остатъци от тигел или облицовка, следи от окисление, шлака - като правило, това е и област, където примесите - най-мръсният силиций - са изтласкани по време на кристализацията - на свой ред, могат да бъдат разделени за подгрупи, в зависимост от техния произход - след пречистване от примеси на чужди вещества могат да се използват като добавка към рециклируеми суровини при получаване на сортове силиций с намалени изисквания за качество.

Силициевият монокристален тигел се произвежда само с електронно качество. Multi-силиций се произвежда само слънчево качество. Монокристалният силиций, тръбите и лентите, получени по метода на Чохралски, могат да бъдат както електронни, така и слънчеви.