Visoka koncentracija silicijuma. Znaš kako

Procesor? Pisok? A šta imate sa riječima asocijacija? Ili možda Silicijumska dolina?
Kao da nije bilo, sa silicijumom se danas držimo, a ako treba da znaš šta je Si i zašto jedeš, tražim mačku.

Entry

Pošto sam student jednog od moskovskih univerziteta na specijalnosti "Nanomaterijali", želim da vas upoznam, dragi čitaoče, sa najvažnijim hemijskim elementima naše planete. Dugo sam birao nešto, ugalj ili silicijum, a ipak sam odlučio da i sam koristim Si, tako da je srce svakog modernog gadžeta zasnovano na njemu samom, tako da se može tako sjajno reći. Potrudiću se da svoja razmišljanja učinim krajnje jednostavnim i pristupačnim, pošto sam napisao ovaj materijal, sačuvao sam ga, uglavnom za početnike, ali sve više ljudi može da ga izvuče iz cicave, pa bih želeo da kažem da je članak napisan je isključivo za proširenje interesovanja, scho. I tako da počnemo.

Silicijum

Silicijum (lat. Silicium), Si, hemijski element IV grupe Mendelijevskog periodnog sistema; atomski broj 14, atomska težina 28.086.
U prirodi je element predstavljen sa tri stabilna izotopa: 28Si (92,27%), 29Si (4,68%) i 30Si (3,05%).
Debljina (n.s.) 2,33 g/cm?
Tačka topljenja 1688 K



Powder Si

Istorijski dokaz

Silikonska brda, prostrane zemlje, bulevari ljudi iz kamenog doba. Bilo je hiljade papalina kamena i zalivanje kamena. Zastosuvannya spoluk Silicijum, povezan sa njihovom obradom, - pripremom skladišta - počeo je oko 3000. godine pre nove ere. e. (Stari Egipat). Ranije se u kući koristio silicijum - oksid SiO2 (silicijum). U 18. veku, silicijum je ubrizgavan jednostavnim telom i odnesen u "zemlje" (što se koristi u njegovom nazivu). Skladníst do skladišta silicijum dioksida nakon instaliranja Í. I. Berzelius. Vín je isti vpershe, 1825. godine, uklonivši elementarni silicijum iz silicijum fluorida SiF4, zamenivši preostali metalni kalijum. Novi element je nazvan "silicijum" (lat. silex - kremen). Rusko ime vvív G. I. Hess u 1834 roci.

Silicijumski luk produžetaka u prirodi na skladištu zvučnog zvuka

Širenje silicijuma u prirodi

Za širinu u zemljinoj kori, silicijum je još jedan (posle kiselog) element, njegov prosek u litosferi je 29,5% (iza mase). Zemljina kora, silikonsko siva, ima istu primarnu ulogu, kao i ugalj zemaljske svjetlosti stvorenja. Za geohemiju silicijuma, posebno je važno da je veza između joga i kiselog važna. Blizu 12% litosfere postaje silicijum SiO2 u obliku minerala kvarca i raznih varijanti. 75% litosfere se sastoji od raznih silikata i aluminosilikata (polova, liskun, amfibol toshcho). Ukupan broj minerala, koji se mogu zamijeniti silicijumom, prelazi 400.

Fizička snaga silicijuma

Mislim da pogotovo nije varto, to je sve Fizička snaga Imam slobodan pristup, ali ću navesti one najčešće.
Tačka ključanja 2600 °S
Silicijum prozorijum za dovgokhvilovyh ÍCh-promenív
Dielektrična penetracija 11.7
Mohsova silikonska tvrdoća 7.0
Želio bih reći da silikonski tenditni materijal, komemorativna plastična deformacija počinje na temperaturama većim od 800°C.
Silicijum je dirigent, isto vino znamo puno zastosuvannya. Električna snaga silicijuma može ležati u kući.

Hemijska snaga.

Ovdje je bogato, nevjerovatno je, moglo bi se reći, ali nailazim na onaj najpoznatiji. Na policama Si (slično ugljeniku) 4-valentni.
Na površini silicijumskog zavdijaka, topljenje oksida je stabilno na vjetar na povišenim temperaturama. U kiselini oksidira na 400 °C, otapajući silicijum oksid (IV) SiO2.
Silicijum je otporan na kiseline i manje je verovatno da će se mešati sa azotnom i fluorovodoničnom kiselinom, lako se razlikuje na vrućim livadama od vidljive vode.
Silicijum čine 2 grupe kiselih silana - siloksan i siloksenijum. Silicijum reaguje sa azotom na temperaturama iznad 1000 °C. vrijedan je materijal za hemijsku industriju, kao i za proizvodnju aparata za gašenje požara. Visoka tvrdoća, kao i termička i hemijska otpornost, obrađeni su podovima od silicijum karbida (silicijum karbid SiC) i bora (SiB3, SiB6, SiB12).

Otrimanya Silicon

Mislim da tse naytsíkavísha dio, evo izvještaja.
Naredni tip priznanja se dijeli na:
1. Silicijumska elektronska snaga(t.z. elektronski silicijum") - NUBILSH od Kombolniy Iz Vmist Kluman Puna 99,999 % za nosač, Petomy od Electric Opir Elekniye Yytno, mogu biti krpa u izhntervili od otprilike 0,001 do 150 oma cm, Ale je kriv kuća, želeći da se brine od zadataka rasadnika elektricnog opira, zvoni, neprihvatljivo.
2. Silicijum Sony kvaliteta(t.z. "sonyachny silicon") - silicij iz miješanog silicija preko 99,99% po vlaknu, koji se koristi za proizvodnju fotoelektričnih pretvarača (zvučnih baterija).



3. Tehnički silicij- blokovi silikonske polikristalne strukture, uzeti metodom karbotermičke obnove iz čiste kvarcna škripa; pokrivač sa 98% silicijuma, glavna kuća je ugalj, provetrena je sa velikom količinom lakih elemenata - bora, fosfora, aluminijuma; uglavnom se koristi za posjedovanje polikristalnog silicija.

Silicijum tehničke čistoće (95-98%) poseduje električne eksplozije nadahnutog silicijum dioksida SiO2 između grafitnih elektroda. Na vezi sa razvojem nap_v_dnikovoí̈ tehníko razrobleno metoda dobijanja čistog i posebno čistog silicijuma. Radi napredne sinteze čistog vih_dnih spoluk silicija, z yakikh vityagyat silíkí vídnovlennya vídnovlennya abo termíchnogo razkladannya.
Polikristalni silicij ("polisilicijum") - najčistiji oblik silicijuma, koji je komercijalno isplativ, - proizvod koji se koristi za pročišćavanje tehničkog silicija hloridnim i fluoridnim metodama i pobjeđuje u proizvodnji mono- i multikristalnih silicijum.
Tradicionalno, polikristalni silicijum se uklanja iz tehničkog silicijuma putem prenošenja joge u slavine od silana (monosilan, klorosilan, fluorosilan) sa ofanzivnim dnom silana, koji se talože, rektificirano pročišćavanje pretvorenog silana i obnavljanje silana u metalni silicij .
Čisti silicijumski provodnici se dobijaju u dve vrste: polikristalni(ojačanje SiCl4 ili SiHCl3 cinkom ili vodom, termičko širenje SiI4 i SiH4) i monokristalni(Zonsko topljenje bez lončića i „namotavanje“ monokristala iz rastopljenog silicijuma - metoda Čohralskog).

Ovdje možete koristiti metodu Czochralskog za vibriranje silicija.

Metoda Czochralskog- metoda vibriranja kristala sa stazom namotavanja u planinu na velikoj površini velike obaveze topljenja uz inicijaciju klipa kristalizacije uz put donošenja sjemena kristala (ili velikog broja kristala) datu strukturu i kristalografski kontakt na vrhu površine taljenja.

Zastosuvannya Silicon

Posebno legirani silicijum ima široku primenu kao materijal za pripremu električnih provodnika (tranzistori, termistori, energetski vibratori, tiristori; sony fotoćelije koje se koriste u svemirskim letelicama, kao i mnogo čega drugog).
Krhotine silikonske prosorije za prelazak sa dugih dlačica veličine od 1 do 9 mikrona, može se staviti u infracrvenu optiku.
Silicijum može biti različit i sve oblasti zastosuvannya, koje se šire. U metalurgiji Si
vikoristovuetsya za uklanjanje kiselosti (deoksidacije) iz rastopljenih metala.
Silicijum skladište veliki broj legura hala i obojenih metala.
Čvrste legure silikona za povećanje otpornosti na koroziju, poboljšanje njihove snage jetre i povećanje mehaničke čvrstoće; zaštititi s većim zmistí Silicij može viklikati kryhkíst.
Najvažnije su legure, legure bakra i aluminijuma, koje se mogu koristiti za osvetu pojaseva.
Silicijum se prerađuje staklenim, cementnim, keramičkim, električnim i drugim industrijskim galuzima.
Čišćenje silikona je važno za proizvodnju pojedinačnih elektronskih uređaja (na primjer, procesora vašeg računala) i mikrokola s jednim čipom.
Čisti silicijum, koji se koristi za čisti silicijum, pročišćavanje metalurškog silicijuma jer je kristalni silicijum glavna sirovina za sony energiju.
Monokristalni silicijum - krema elektronike i sonijeve energetike koristi se za izradu ogledala gasnih lasera.

Silicijum za čišćenje i proizvod joge

Silicijum u telu

Silicijum se u organizmu nalazi u očima raznih spoluka, koji su vodeći u osvetljavanju tvrdih delova i tkiva skeleta. Posebno bogate silicijumom mogu se akumulirati morske alge (na primjer, dijatomejske alge) i bića (na primjer, spužve od silicijumskih rogova, radiolarije), koje su u vrijeme okeana na dnu okeana stvrdnute naslagama silicijum-oksida (IV). U hladnim morima i jezerima važnije su biogene mazge, bogate silicijumom, u tropskim morima - vape mazge sa niskim sadržajem silicijuma. Trave, šaš, palme i preslice akumuliraju mnogo silicijuma u sredini kopnenih izraslina. U kičmi, umjesto silicijum (IV) oksida, u rijekama pepela 0,1-0,5%. U najvećem broju silicijum se manifestuje u alkalnim sretna tkanina, nirkah, pidshlunkovy svod. U dopunskoj ishrani ljudi imaju do 1 g silicijuma. Uz visok unos silicijum (IV) oksida u vazduh, on se troši u legeniji osobe koja izaziva bolest - silikozu.

Visnovok

Pa od svega, ako ste pročitali do kraja i malo prodrli, onda ste malo bliži uspjehu. Ja spodívayus, pisanje sam ne za ništa i píst vouchsafed to hoch komu. Za poštovanje.

SILICON. (silicijum), Si - kem. element IV grupe periodnog sistema elemenata; at. n. 14, at. m. 28.086. Kristalni silicijum-tamno sivi govor sa smolastim sjajem. U većini slučajeva otkriva se stepen oksidacije - 4, +2 i +4. Prirodni silicijum se sastoji od stabilnih izotopa 28Si (92,28%), 29Si (4,67%) i 30Si (3,05%). Povlačenje radioaktivnih izotopa 27Si, 31Si i 32Si sa periodima obrnutog raspada od 4,5 sekundi, 2,62 godine i 700 godina. prvi put viđen francuski 1811. hemičar i fizičar J. L. Gay-Lussac i Francuz. hemičar L. J. Tenar, ali ima manje identifikacija 1823 Šveđanin, hemičar i mineralog J. Ya. Berzelius.

Za širinu u zemljinoj kori (27,6%), silicijum-drugi (posle kiselog) element. Važno je znati. u obliku silicijum Si02 i drugih kiselih govora (silikati, aluminosilikati, itd.). Za najbolje umove, uspostavljena je stabilna modifikacija salvete, koja ima kubičnu strukturu usredsređenu na lice poput dijamanta, sa periodom od a = 5,4307 A. Intermitentna penetracija je 2,35 A. Širina je 2,328 gcm. Sa visokim pritiskom (120-150 kbar) idite na veće žice i metalne modifikacije. Metalna modifikacija-superprovodnik sa prelaznom temperaturom od 6,7 K. Sa povećanjem pritiska, tačka topljenja opada sa 1415 ± 3 °C pri pritisku od 1 bar na 810 °C pri pritisku od 15.104 bara (tačka gubitka zagrevanja cevi , metalni katran). ). Pri topljenju dolazi do povećanja koordinacionog broja i metalizacije međuatomskih veza. Amorfni silicijumski karakter kratkog dometa, koji pokazuje snažno kreiranu kubičnu strukturu centriranu po zapremini, blizu retke. Debievskaya t-ra je u blizini 645 K. Coef. temperatura linearne ekspanzije se mijenja sa promjenom t-ri prema ekstremnom zakonu, niža od t-ri 100 To vino postaje negativno, dostižući minimalni (-0,77 10 -6) deg -1 na t-ri 80 K; na t-rí 310 K vino je 2,33 10-6 deg-1, a na t-rí 1273 K-4,8 10 deg-1. Toplota fuzije 11,9 kcal/g-atom; tkíp.3520 K.

Toplota sublimacije i isparavanja na temperaturi topljenja je 110 i 98,1 kcal/g-atom. Toplotna provodljivost i električna provodljivost silicijuma leže u čistoći i temeljitosti kristala. Zí rostannyam t-ri koef. toplotna provodljivost čistog K. se postepeno povećava (do 8,4 cal/cm X X sec stepeni na t-ri 35 K), a zatim se menja, dostižući 0,36 i 0,06 cal/cm sec stepen na t-ri vídpovidno 300 i 1200 K. Entalpija, entropija i toplotni kapacitet K. u standardnim umovima, jednaka je 770 cal/g-atom, 4,51 i 4,83 cal/g-atom - deg. Silicijum dijamagnetna, magnetna osetljivost čvrstih (-1,1 10 -7 mu/g) i retka (-0,8 10 -7 mu/g). Silicijum je slabo deponovan u t-ri. Površinska energija, debljina i kinematička viskoznost rijetkog K. na temperaturi topljenja postaju 737 erg/cm2, 2,55 g/cm3 i 3 10 m2/sec. Tipičan kristalni silicijumski provodnik sa širinom ograđene zone od 1,15 ev pri t-p 0 do 1,08 u - na t-p 300 K. Na sobnoj temperaturi, koncentracija mokrog nosećeg naelektrisanja je blizu 1,4 10 10 cm - 3;

Moć silicijuma da pada zbog prirode i koncentracije kuća, kao i zbog savršenstva kristala. Prsten za otrimannya napívprovídnikovogo Do. sa provođenjem joge p- i n-tipa, kombinuju se sa elementima IIIb (bor, aluminijum, galijum) i Vb (fosfor, mish'yak, antimon, bizmut) podgrupom, koji stvaraju sukcesiju vode do akceptora i donor zone u blizini korteksa, rostash Za legiranje vikorista, ti drugi elementi (npr.) su tako oblikovani. glybokí rivní, yakí obumovlyuyut zakopavanje i rekombinacija naboja nosesíí̈v. Tse vam omogućava da uzimate materijale sa visokom elektro. podržavaju (1010 ohm cm na t-rí 80 K) tu malu trivalitet osnovice manjeg trošenja, što je važno za povećanje broja različitih pomoćnih zgrada. Koeficijent Termoelektrična snaga sa silicijumom treba samo da se deponuje u t-ri i na mestu kuće, zbílshyuyuchi zí zrostannym elektroopor (pri p = 0,6 ohm - cm, a = 103 mikrovolta / tuča). Dielektrična penetracija silicijuma (vid 11 do 15) je slabo taložena u skladištu i temeljnost monokristala. Zakoni optičkog glinenja silicijuma su uvelike promijenjeni zbog promjene čistoće, koncentracije i prirode nedostataka u životu, kao i dugovječnosti.

Kordon indirektnog glinenja elektromagnetnog kolivana je blizu 1,09 evra, direktnog glinenja do 3,3 evra. U vidljivom dijelu spektra parametara kompleksnog indikatora loma (n - ik) već je moguće ležati na površini kuće. Za posebno čist Do. (uλ \u003d 5461 A i t-re 293 K) n = 4,056 i k \u003d 0,028. Robotska proizvodnja elektronike je blizu 48 eura. Silicijumski trend. Yogo tvrdoća (t-ra 300 K) za Moos - 7; HB = 240; HV y \u003d 103; I = 1250 kgf/mm2; modul norme, elastičnost (polikristal) 10890 kgf/mm2. Između mineralnosti ležati u dubini kristala: na Viginu, dubina je 7 do 14; koef. Krutost 0,325 1066 cm2/kg.

Na sobnoj temperaturi silicijum praktički ne stupa u interakciju s plinovitim (uključujući) i čvrstim reagensima, krím lív. Prilikom kretanja t-ri, postoji aktivna interakcija s metalima i nemetalima. Zocrema, koji otapa SiC karbid (na temp. 1600 K), nitrid Si3N4 (na temp. 1300 K), fosfid SiP (na temp. 1200 K) i arsenid Si As, SiAS2 (na temp. 1000 K). Sa kiselom reakcijom na temperaturi od 700 K, gašenjem Si02 dioksida, sa halogenima - SiF4 fluoridom (na temperaturi većoj od 300 K), SiCl4 hloridom (na temperaturi većoj od 500 K), SiBr4 bromidom (na temperaturi od 700 K) i nodid SiI4 (na mp 1000). Intenzivno reaguje sa mnogim drugima. metala, uspostavljajući čvrste razlike u njihovoj supstituciji za chi chem. na pola - silicidi. Područja koncentracije homogenosti čvrstih ruža javljaju se u zavisnosti od prirode rozete (na primjer, Nimechchin u 0 do 100%, u jesen do 15%, u alfa cirkonijumu manje od 0,1%).

Razlika između metala i nemetala u čvrstom silicijumu je znatno manja i zvuči retrogradno. Sa kakvim granicama, umjesto kućom, šta se radi na Do. nije jako duboko, dostići maksimum ( 2 10 18 , 10 19 , 2 10 19 , 1021, 2 10 21 cm) površina t-r víd 1400 do 1600 K. Kuće sa dubokim rívennym vídznyayutsya nešto manjim rozchinnístyu (víd 1015 za selen i 5 10 16 za zalíza do 7 10 17 za nikal i 10 18 cm-3 za midi). Kod retkog čelika, silicijum nije okružen uobičajenim metalima, često sa velikim vizijama toplote. Čisti silicijum se priprema od tehničkog proizvoda 99% Si í - 0,03% Fe, Al í Co), kaljenog kvarcom i ugljem u električnim pećima. Počnite sa novim udahom do-tamo (sum_shy hlorovodonična i sirchanoy, a zatim fluorid-vodena i sirchanoy) kućica, nakon čega se proizvod (99,98%) odnosi, tretira hlorom. Sinteze se pročišćavaju destilacijom.

Silicijumski provodnik se koristi u kombinaciji sa SiCl4 hloridom (ili SiHCl3) u vodi ili termičkom ekspanzijom SiH4 hidrida. Zaostalo prečišćavanje i mljevenje monokristala vrši se glatkim metodom zone bez tiglice ili metodom Czochralsky, uzimajući u obzir posebno čist sos (u kući do 1010-1013 cm-3) cf\u003e 10 3 ohm cm. doziranje broj potrebnih kuća. Ovako pripremate cilindrične kreme prečnika 2-4 i dužine 3-10 cm.Za specijalne. svrha je proizvesti još više monokristala. Tehnički silicijum, a posebno yogo legure od vikornog fiziološkog rastvora kao što su kiseli čelici i legure, kao i laki aditivi. Poznato je da se posebno čisti zrazki monokristal K., dopiran raznim elementima, koristi kao osnova za razne niskostrujne (zokremne, termoelektrične, radio, svjetlosne i fototehničke) i visokostrujne (vibrirajuće, konvertirajuće) priključke.

Silicijum i silicijum

Silicijum se dovodi do nemetala, a 4 elektrona mogu biti na istom energetskom nivou. Vín može víddavati ih, pokazujući stupanj oksidacije + 4 i dodati elektrone, pokazujući stupanj oksidacije - 4. Međutim, sposobnost dodavanja elektrona silicijumu je znatno manja, niža je ugljiku. Atomi silicija mogu imati veći radijus, niže atome ugljika.

Prirodno znanje o silicijumu .

Silikonski luk ekstenzija u prirodi. po njenom dijelu pada pon preko 26% mase zemaljske boginje. Za širinu vina sjednite na drugo mjesto (nakon kiselog). Na vídmínu víd víd uglec C vílny stíní vírídí ne zustrichaetsya. Vin ulaze u magacin raznih hemijskih sastava, uglavnom raznih modifikacija silicijum oksida (IV) i soli silicijumske kiseline (silikata).

Opsesija silicijumom .

Industrijski silicijum tehničke čistoće (95 - 98%) dominira SiO 2 koksa u električnim pećnicama tokom pečenja:

SiO 2 + 2C \u003d Si + 2CO

SiO 2 + 2Mg \u003d Si + 2MgO

Na ovaj način se iz kućica uzima amorfni silicijum u prahu smeđe boje. Rekristalizacija iz topljenja metala (Zn, Al) može se prenijeti u kristalni mlin.

Silicijum tetrahlorid, čak i visoke čistoće, koristi se na 1000°C za silicijum tetrahlorid SiCl 4 para cinka:

SiCl 4 + 2Zn \u003d Si + 2ZnCl 2

da yogo čišćenja prateći posebne metode.

Fizički Hemijska snaga silicijum.

Čisti kristalni silicijum - tenditan i tvrd, mlohav nagib. Poput dijamanta, ima kubičnu kristalnu rešetku sa kovalentnom vrstom veze. Yogo tačka topljenja 1423 °C. Za najveće umove, silicijum neaktivan element, koji samo reaguje sa fluorom, ali kada se zagreje, ulazi u razne hemijske reakcije.

Yogo vikoristovuyut kao vrijedan materijal za napívprovídnikovíy tehnítsí. Uparen s drugim provodnicima vina, odlikuje se značajnom otpornošću na razrijeđene kiseline i velikom električnom otpornošću do 300°C. Tehnički silicijum i ferosilicij vikorist također u metalurgiji za toplotno otporne, kiselootporne i alatne čelike, čavune i bogate druge legure.

Sa silicijumskim metalima hemije, Zovu se silicidi, kada se zagrije s magnezijem, magnezijev silicid se rastvara:

Si + 2Mg = Mg 2 Si

Silicidi metala iza strukture te dominacije predviđaju karbide, pa se metaloliki silicidi, baš kao i metali slični karbidi, odlikuju velikom tvrdoćom, visokom tačkom topljenja, vrućom električnom provodljivošću.

Prilikom prženja sumish pisku sa koksom u električnim pećima, silicijum karbid i ugljik se miješaju sa silicijum karbidom, odnosno karborundom:

SiO2 + 3C = SiC + 2CO

Karborund je vatrostalni, tvrdi govor bez šipki, vrijedan abrazivni i toplinski materijal. Karborund, jak i, maê atomski kristalni grati. Na čistoj stanici postoji izolator, ali u prisustvu kuće postaje provodnik.

Silicijum jak i , rastvara dva oksida: silicijum oksid (II) SiO i silicijum oksid (IV) SiO 2 . Silicijum oksid (IV) je tvrd vatrostalni govor, široko rasprostranjen u prirodi u slobodnoj zemlji. Tse hemijski stabilan govor, koji stupa u interakciju samo sa fluorom i fluorom sličnim gasu u vodi ili fluorovodoničnoj kiselini:

SiO 2 + 2F 2 \u003d SiF 4 + O 2

SiO 2 + 4HF \u003d SiF 4 + 2H 2 O

Ukazivanje direktno na reakcije objašnjava se činjenicom da silicijum može imati veliku sporidnost prema fluoru. Osim toga, silicijum tetrafluorid je leteći govor.

At tekhnítsí prozoriya SiO 2 vykorovuyut za pripremu stabilne vatrostalne kvarcne ploče, pošto ljubazno propusti ultraljubičastu promjenu, može imati veliki koeficijent ekspanzije, što pokazuje značajne promjene temperature. Amorfna modifikacija silicijum oksida (II) tripoli ima veliku poroznost. Yogo vikoristovuyut kao toplinski i zvučni izolator za vibrirajući dinamit (nos vibukhovo govor) i tako dalje. Silicijum (IV) oksid u vibrirajućem zvuku je jedan od glavnih svakodnevni materijali. Vikoran je u proizvodnji materijala otpornih na vatru i kiseline, čelika, poput fluksa u metalurgiji i tako dalje.

Prema molekularnim formulama, hemijsku i fizičku snagu ugljičnog oksida (IV) i silicijum oksida (IV) je lako uskladiti, snaga ovih je slična u hemijsko skladište z'ednan razní. Zašto se objašnjava da se silicijum oksid (IV) ne formira samo od molekula SiO 2 , kao što su njihovi saradnici, u nekima od njih atomi silicija su spojeni zajedno atomima kiselog. Silicijum (IV) oksid (SiO 2 )n. Slika njeno na trgu:

Još jedan predstavnik elemenata glavne podgrupe IV grupe (IVA grupa) Periodnog sistema D. I. Mendelijev - silicijum Si.

U prirodi je silicijum još jedan hemijski element za širinu kiseline. Zemljina kora je sve više tromjesečno naborana od yogo spoluka. Najrasprostranjeniji silicijum je silicijum oksid (IV) SiO 2, drugi naziv je silicijum. U prirodi se vina prave od minerala kvarca (mali 158), bogate sorte takvog - girskog kristala, kao i čuvenog lila oblika - ametista, kao i ahata, opala, jaspisa, kalcedona, karneola, u obliku virobní i opojno kamenje. Silicijum (IV) oksid se takođe sastoji od izuzetnog i kvarcnog peska.

Mal. 158.
Kristali kvarca prošarani u dolomitu

Tri različita minerala na bazi silicijum oksida (IV) (kremen, kalcedon i drugi) prvi ljudi pripremljena znaraddya prací. Isti kremen, koji je neupadljiv i nije uži od kamena, postavlja klip kamena vítsí - vítsí kremínyh znaryad pratsí (sl. 159). Dva su razloga za to: širina i dostupnost kremena, kao i konstrukcija zgrada sa oštrim rubovima.

Mal. 159.
Znaryaddya kamen víku

Druga vrsta prirodnih materijala za silicij je silikat. Među njima su najveće širine aluminosilikata (podrazumjevano je da ti silikati mogu zamijeniti kemijski element aluminija). Granit se dodaje aluminosilikatima, vidi drugačije glina, liskun. Silikat, koji ne osvetljava aluminijum, na primer, azbest, koji se koristi za proizvodnju vatrometa.

Silicijum oksid (IV) SiO 2 je neophodan za život uzgajivača i stvorenja. Vina daju stabljike roslina i zahisnymi veo stvorenja (sl. 160). Zavdjaci vam, redovi, redovi i preslice stoje mitzno, ko bagneti, gostre prolista šaš posečen, kao noževi, strnište na kosoj njivi, kao glava, i stabljike žitarica na strunjačama mitzne, koje ne daju njive da leže. polja u šumi i vetar. Luska rebra, školjke kome, kril meteliks, pir'ya ptahiv í vuna stvorenja od mítsní, oskílki smite silicijum.

Mal. 160.
Silicijum (IV) oksid daje mineralnost stabljikama roslina i zagušljivim oblinama stvorenja

Z'ednannya silicijum daje glatkoću i mekoću kosi i noktima osobe.

Silicijum ulazi i u skladište nižih živih organizama - dijatomeja i radiolarija, najnižih grudi žive materije, kao da stvara svoje nesavršenosti iza lepote skeleta silicijumom (Sl. 161).

Mal. 161.
Skeleti dijatomeja (a) i radiolarija (b) sastoje se od silicijum dioksida

Dominacija silicijuma. Koristite mikrokalkulator sa Sony baterijom, pa postoji obavijest o kristalnom silicijumu. Tse napívprovídnik. Na vídmínu víd metalív, íz pídvishennyam temperatura yogo elektroprovídníst zbíshuêtsya. Na satelite, svemirske brodove, stanice i dahah budinkiv (malih 162) ugrađuju Sony baterije koje pretvaraju Sony energiju u električnu energiju. Smrad radi kristali napívprovídnikív, a na prvi crni kremen. Silicijumske fotoćelije se mogu pretvoriti u električnu energiju do 10% Sonyjeve energije.

Mal. 162.
Uspavana baterija za dahu štand

Silicijum koji gori na kiselosti, zadovoljavajući vas silicijum oksidom (IV):

Budući da je nemetalni, kada se zagrije, silicij se spaja s metalima s otopinama silicida, na primjer:

Silicidi se lako razmazuju vodom ili kiselinama, kada vidite silicijum nalik na vodu - silan:

Na površini ugljikohidrata, silan na površini se samozahvaća i sagorijeva s otopljenim silicijum oksidom (IV) i vodom:

Povećana reakcija između silana i metana CH 4 objašnjava se činjenicom da je širenje atoma silicijuma veće, niže kod ugljika, pa su hemijske veze Si-H manje, veze C-H niže.

Međusobno djelovanje silicija sa koncentrisanim promjenama vode na livadama, stvarajući silikat i vodu:

Silicijum poseduje, slično kao silicijum oksid (IV) magnezijum ili ugljenik:

Silicijum oksid (IV), ili silicijum dioksid, ili silicijum SiO 2 yak í CO 2 je kiseli oksid. Međutim, na površini CO2 postoji molekularna, ali atomska, kristalna rešetka. Za to je SiO 2 tvrd i vatrostalan govor. Vina se ne razlikuju po vodenim kiselinama, fluorovodičnom kremu i aloji na visokim temperaturama sa livadama sa otopljenim solima silicijumske kiseline - silikatima:

Silicijum se takođe može koristiti za legiranje silicijum oksida (IV) sa metalnim oksidima ili karbonatima:

Natrijum silikati i kalijum se nazivaju maloprodajne ploče. Njihov vodosnabdijevanje- Dobro je koristiti silikatno ljepilo.

Silika kiselina H 2 SiO 3 (Sl. 163):

Mal. 163. Reakcija kiseline na silikat-jon

Takođe, H2SiO3 je takođe slaba kiselina. Nekonzistentan je u vodi i ispada iz reakcionarnog meteža u pogledu na talog opsade, koji ponekad sabije čitav volumen razlike, pretvarajući je u čvrstu masu, idem na žele, žele. Prilikom viseće mase uspostavlja se visokoporozan govor - silika gel, koji se široko koristi kao adsorbent - glina drugih govora.

Laboratorijski sertifikat br. 40
Posjedovanje silicijumske kiseline i to opravdanje moći

Injekcija silikona. Već znate da se silicij koristi za proizvodnju provodljivih materijala, kao i legura otpornih na kiseline. Kada se kvarcni pijesak stapa s vunom na visokim temperaturama, otapa se silicijum karbid SiC, koji je dostupan samo dijamantu. Stoga je potrebno za oštrenje ríztsív metalorízalnyh verstatív i poliranje skupog kamena.

Od rastopljenog kvarca pripremaju se razne hemijske kvarcne posude koje mogu izdržati visoke temperature i ne pucaju na hladnom.

Z'ednannya silicijum je osnova za savijanje skladišta u cement.

Zvichayne greška može skladište, koja se može izraziti formulom Na 2 O CaO 6SiO 2. Yogo se osvaja na specijalnim šporetama sa topljenom sumish sodom, vapnjakom i piskom.

Vídmínna riža skla - zdatníst rozm'yakshuvatisya í u rastopljenom čeliku nabubri da li je to oblik, jer se čuva kada se skladište uhvati. Na osnovu čega se izrađuje pribor i izrađuje ostala roba.

Dodatkoví yakosti sklu daju različite aditive. Dakle, uvođenje olovnog oksida se reducira na kristalno čistu boju, hrom oksid postaje zelene boje, kobalt oksid plave, itd. (Sl. 164).

Mal. 164.
Proizvodi iz magacina boja

Sklo je jedan od najstarijih vinara u narodu. Već 3-4 tise. Zbog toga je izbio rat u Egiptu, Siriji, Finikiju i Crnom moru.

Sklo - isti materijal nije manji od remísnikív, ali i umjetnici. Majstor je dostigao najviši nivo savršenstva Drevni Rim, kao da su u stanju da oduzmu nagib boja i rad svojih mozaika.

Mal. 165.
Staklo u boji na vitražima katedrale Notre Dame, Chartres

Stvorite umjetnička djela iz skladišta s obov'yazkovymi atributima velikog muzeja, i šarenim vitražima crkve, mozaičkim pločama - svijetlim stražnjicama (Sl. 165). U jednoj od prostorija filijale Ruske akademije nauka u Sankt Peterburgu nalazi se mozaik portret Petra I, pobjednika M. V. Lomonosova (sl. 166).

Mal. 166.
Mozaik portret Petra I

Područja zagušenja su prilično velika. Tse vikonne, plyashkove, lampov, dzerkalne sklo; optički nagib - od okulara do naočala za kameru; sočiva nerazlučivih optičkih uređaja - od mikroskopa do teleskopa.

Drugi najvažniji materijal, premazi na bazi silicijuma, je cement. Yogo se koristi za pečenje gline i vape u specijalnim pećnicama koje se umotaju.

Ako se prah cementa pomiješa s vodom, onda cement nije čvrsto uspostavljen, inače, kako se zovu budilice, cementni rozčin, koji je korak po korak teži. Prilikom dodavanja betona u cement, ili drobljeni kamen, beton treba skinuti kao završni premaz. Materijalnost betona raste, tako da se u novi uvodi novi okvir - izlazi liveni beton od kojeg se prave zidovi panela, blokovi preklopa, fermi mostovi itd.

Skladište se bavi proizvodnjom cementa silikatna industrija. Vaughn proizvodi i silikatnu keramiku - ceglu, porculan (mali 167), fajansu i proizvode od njih.

Mal. 167.
Porcelanske sorte

Vídkrittya silicon. Iako su u davna vremena ljudi pobjeđivali u korištenju silicijuma, sam silicij je prvi odnio 1824. godine švedski hemičar J. Ya. Berzelius. Međutim, 12 godina prije novog kremena, J. Gay-Lussac i L. Tenard su odvedeni, ale vin duzhe zabrudneniy kuće.

Latinski naziv silicum potiče od latinske riječi silex-kremen. Ruski naziv "silicijum" podseća na kremnos od oraha - "skel, skel".

Nove reči koje razumeju

1. Prirodni izvori silicijuma: silicijum, kvarc i druge vrste, silicijum, aluminosilikat, azbest.
2. Biološki značaj silicijuma.
3. Dominacija silicijuma: napívprovídnikoví, interakcija s kiselim, metali, livade.
4. Silane.
5. Silicijum (IV) oksid. Yoga Budova i moć: interakcija sa livadama, osnovnim oksidima, karbonatima i magnezijumom.
6. Silicijumska kiselina i njene soli. Rozchinne slo.
7. Zastosuvannya silicij i yogo pola.
8. Sklo.
9. Cement.

imenovati dan

Silicijum se najčešće u prirodi nalazi u obliku silicijum dioksida - bazi na bazi silicijum dioksida (IV) SiO 2 (oko 12% Zemljine mase boginja). Glavni minerali i stijene koje se gase silicijum dioksidom su lanac (bogati i kvarc), kvarc i kvarcit, kremen, polov_spar. Silicijum i aluminosilikat su u prirodi presavijeni za širinu.

Napominje se jedna po jedna činjenica važnosti čistog silicijuma u njegovom izvornom izgledu.

Otrimannya

Silicijum će izaći kada pržite hrskavu belu pisku (silicijum dioksid) sa magnezijumom:

S i O 2 + 2 M g → 2 M g O + Si (\displaystyle ~(\mathsf (SiO_(2)+2Mg\ \rightarrow \ 2MgO+Si)))

Na šta se nagodiš amorfni silicijum , šta može izgledati kao smeđi prah.

U industriji se silicijum tehnička čistoća dobija topljenjem SiO 2 sa koksom na temperaturi od oko 1800°C u rudno-termalnim pećima tipa osovine. Čistoća silicijuma uklonjenog takvim razredom može doseći 99,9% (glavne kuće su ugalj, metal).

Možete se odmaknuti od pročišćavanja silicijuma iz kuća.

• Prečišćavanje u laboratorijskim toaletima može se vršiti putem frontalnog posedovanja magnezijum silicida Mg 2 Si. Dali smo magnezijev silicid za dodatne hlorovodonične ili oktične kiseline da uklonimo monosilan SiH 4 sličan gasu. Monosilan se pročišćava rektifikacijom, sorpcijom i drugim metodama, a zatim stavlja na silicijum i vodu na temperaturi od oko 1000 °C.

• Pročišćavanje silicijuma u industrijskim razmjerima provodi se putem neposrednog hloriranja silicija. Time se rastvaraju polunabori skladišnog SiCl 4, SiHCl 3 i SiH 2 Cl 2. Njihov na drugačiji način očistiti kuću (u pravilu destilacijom i disproporcijom) i u završnoj fazi dodati čistu vodu na temperaturama od 900 do 1100 °C.

• Razvijaju se jeftinije, čistije i efikasnije industrijske tehnologije za prečišćavanje silicijuma. Za 2010 prije njih moguće je uvesti tehnologije za prečišćavanje silicija zamjenskim fluorom (zamjena hlora); tehnologije koje prenose destilaciju u silicijum monoksid; tehnologije zasnovane na kućama od vitraža koje se fokusiraju na granice između kristala.

Vmíst domíshok na finaliziranom silicijumu može se smanjiti na 10 -8 -10 -6% po masi. Više izvještaja o ishrani čistog silicijuma pregledano je u članku Polikristalni silicij.

Metoda dobijanja silicijuma u čistom obliku fragmentacije po Mikola, Mikolayovich Beketov.

Fizička snaga

Kristalna rešetka silicijuma je kubično centrirana poput dijamanta, parametar a = 0,54307 nm (na visoki škripac ukloniti druge polimorfne modifikacije silicijuma), ali kroz veću vezu između Si-Si atoma u vezu s vezom zv'azku S-S tvrdoća silicijuma je znatno manja od tvrdoće dijamanta. Silicijum pucketa, tek kada se zagreje na 800°C, postaje plastični govor. Vín prozory za infrachervonogo viprominyuvannya s dozhini khvili 1,1 mikrona. Vlažna koncentracija nosa u punjenju je 5,81 10 15 m-3 (za temperaturu od 300 K).

Elektrofizička snaga

Elementarni silicijum u monokristalnom obliku je provodnik sa indirektnim zazorom. Širina ograđenog prostora na sobnoj temperaturi skladištenje 1,12 eV, a pri T = 0 K - 1,21 eV. Koncentracija vlažnih nosača naboja u silicijumu za normalne umove postaje blizu 1,5·10 10 cm −3.

Na elektrotrofnoj snazi ​​kristalnog silicijuma, veliki priliv gradi kuće koje lutaju u mraku. Da biste izdvojili kristale silicijuma sa dubokom provodljivošću, uvedite atome elemenata grupe III u silicijum, kao što su bor, aluminijum, galijum i indij. Da biste izdvojili kristale iz silicijuma sa elektronskom provodljivošću u silicijum, uvedite atome elementi V-í̈ grupe, kao što su fosfor, mish'yak, surma.

Kada se elektronski uređaji sklapaju na bazi silicijuma, važno je pričvrstiti površinsku kuglu na materijal (do desetina mikrona), tako da se kvalitet površine kristala može dodati elektrostatičkoj snazi ​​silicijuma i, po svemu sudeći, na snagu gotovog alata. U toku montaže određenih uređaja, dodaje se vicorous, nanosi se na modifikaciju površine, na primjer, površina je premazana silicijumom sa raznim hemijskim agensima i njen oprominennya.

Hemijska snaga

Slično atomima ugljika, atome silicija karakterizira sp 3 -hibridizacija orbitala. Na vezi sa hibridizacijom, čisti kristalni silicijum stvara zrna poput dijamanta, u kojima je silicijum hotivalentan. Istovremeno, silicijumski zvuk se manifestuje i kao hotivalentni element sa stepenom oksidacije +4 ili -4. Zustrichayutsya dvovalentni polu silicijum, na primjer, silicijum oksid (II) - SiO.

Za normalne umove, silicijum je hemijski neaktivan i aktivno reaguje samo sa gasovitim fluorom, sa kojim je otopljen isparljivi silicijum tetrafluorid SiF4. Takva „neaktivnost“ silicijuma je posljedica pasivizacije površine nanoveličine kugle silicijum dioksida, koja se negativno taloži u prisustvu kisele, iznova i iznova vode (vodene pare).

zakiseljavanjem otopljenim SiO 2 dioksidom, proces je praćen povećanjem volumena kuglice dioksida na površini, stabilnost procesa oksidacije je ograničena difuzijom atomske kiseline i kriokonzerviranog dioksida.

Kada se zagrije na temperaturu od preko 400-500 °C, silicijum reaguje sa hlorom, bromom i jodom - uz usvajanje lako isparljivih tetrahalida SiHal 4 i, eventualno, halogenida u složenom skladištu.

Sa vodom silicijum bez sredine ne reaguje, ali sa vodom silicijum - silani sa formulom Si n H 2n + 2 - poseduju indirektan način. Monosilan SiH 4 (yogo se često naziva jednostavno silan) se vidi u interakciji metalnih silicida s kiselinama, na primjer:

C a 2 S i + 4 H C l → 2 C a C l 2 + S i H 4 (\displaystyle ~(\mathsf (Ca_(2)Si+4HCl\ \rightarrow \ 2CaCl_(2)+SiH_(4))\ ) uparrow)))

SiH 4 silan, koji se rastvara u ovoj reakciji, osvetljava kuće i druge silane, zokrem, Si 2 H 6 disilan i Si 3 H 8 trisilan, u nekim kopljima za atome silicija, povezane jednostrukim vezama (-Si -Si-Si- ) .

Silicijum reaguje sa azotom i borom na temperaturama blizu 1000°C, rastvarajući nitrid Si 3 N 4 i termički i hemijski stabilne boride SiB 3 , SiB 6 i SiB 12 .

Na temperaturama iznad 1000°C moguće je koristiti silicijum koji je najbliži analog periodnom sistemu - ugljik - silicijum karbid SiC (karbound), koji se odlikuje velikom tvrdoćom i malom hemijskom aktivnošću. Karborund se široko koristi kao abrazivni materijal. Time se, međutim, topljenje silicijuma (1415 °C) može kontaktirati tri sata sa ugljem s obzirom na velike komade sinterovanog finozrnog grafita izostatskog presovanja, praktično se ne mijenja i ne ometa ostatak.

Donji elementi 4. grupe (Ge, Sn, Pb) su neprevučeni silicijumom, kao i većina drugih metala. Pri zagrijavanju sa silicijumom i metalima mogu nastati njihove poluljuske, silicidi. Silicidi se mogu podijeliti u dvije grupe: jonsko-kovalentni (silicidi lokva, lokva-zemaljskih metala i magnezijuma tipa Ca 2 Si, Mg 2 Si i in) i metalo-slični (silicidi prelaznih metala). Silicidi aktivnih metala izlažu se pod razblaženjem kiselina; Silicidi slični metalima imaju visoku tačku topljenja (do 2000 °C). Najčešće se koriste metalna skladišta silicida Ja si, Ja 3Si2, Ja 2 Si 3 , Ja 5 Si 3 i Ja Si 2 . Silicidi slični metalima su hemijski inertni, otporni na kiselost na visokim temperaturama.

Posebno je važno napomenuti da silicijum brtvi eutektički zbir, koji omogućava spiking (fuzionisanje) materijala za brtvljenje ferosilicij keramike na temperaturama koje su osjetno niže, niže od temperature topljenja brtve i silicija.

Prilikom dodavanja SiO 2 u silicijum na temperaturama iznad 1200 ° C, silicijum oksid (II) - SiO se otapa. Ovaj proces je stalno podržan proizvodnjom kristala silicijumskim metodama

Silicijum na čelu vizija 1811. J.Gay-Lussac i L.Tenar prilikom prolaska para silicijum fluorida preko metalnog kalijuma, proteini nisu opisani kod njih kao element. Švedski hemičar J. Berzelius 1823. godine dajući opis silicijuma koji je uklonio tokom obrade kalijeve soli K 2 SiF 6 sa metalnim kalijumom na visokoj temperaturi. Novi element je nazvan "silicijum" (lat. silex - kremen). Ruski naziv "silicijum" uveo je 1834. godine ruski hemičar Herman Ivanovič Hes. U prevodu sa drugog grčkog. krhmnoz- Kut, planina.

Znanje u prirodi, otrimannya:

U prirodi se silicijum nalazi u vibrirajućem dioksidu i silikatima u drugom skladištu. Prirodni silicijum dioksid je važniji u obliku kvarca, želeći da koristi druge minerale - kristobalit, tridimit, kit, kuzit. Amorfni silicijum se akumulira u naslagama dijatomeja na dnu mora i okeana - te se naslage talože sa SiO 2, ulazeći u skladište dijatomeja i drugih cilijata.
Vilniy silicijum se može koristiti za pečenje sa magnezijumskim hrskavim belim piskuom, koji se za hemijsko skladište može očistiti silicijum oksidom SiO 2 + 2Mg = 2MgO + Si. U industriji, silicijum tehnička čistoća se dobija topljenjem SiO 2 sa koksom na temperaturi od oko 1800 °C u lučnim pećima. Čistoća silicijuma dobivenog takvim rangom može doseći 99,9% (glavne kuće su ugalj, metal).

fizičke moći:

Amorfni silicijum može izgledati kao smeđi prah, čija je debljina gušća 2,0 g / cm 3. Kristalni silicijum - tamno siv, blistav kristalni govor, kristalizovan i tvrd, kristališe se u dijamantima. Ovo je tipičan provodnik (bolje je provoditi struju, niži izolatorski tip gume, a viši za provodnik - srednji). Silicijum pucketa, tek kada se zagreje na 800°C, postaje plastični govor. Cíkavo, scho silikatni prosorij do infrachervony viprominyuvannya, počevši od dugog vjetra 1,1 mikrona.

Hemijska snaga:

Hemijski niskoaktivan silicijum. Na sobnoj temperaturi reaguje samo sa fluorom sličnim gasu, isparljivi silicijum tetrafluorid SiF 4 se rastvara na ovoj temperaturi. Kada se zagrije na temperaturu od 400-500°C, silicijum reaguje sa kiselinom sa otopljenim dioksidom, sa hlorom, bromom i jodom - sa otopljenim lako isparljivim tetrahalidima SiHal 4 . Na temperaturama blizu 1000°C, silicijum reaguje sa azotom da bi rastvorio nitrid Si 3 N 4 sa borom - termički i hemijski stabilan borid SiB 3, SiB 6 i SiB 12. Sa vodenim silicijumom ne reaguje bez problema.
Za jetkanje silicijumom najšire se koristi zbir fluorovodonične i dušične kiseline.
Postavite do livade.
Silicijum se odlikuje stepenom oksidacije od +4 ili -4.

Najvažnija polja:

Silicijum dioksid, SiO 2- (Silicijum anhidrid) ...
...
Silicijumske kiseline- slab, nejasan, utvoryuyuyutsya pri dodavanju kiseline na veličinu silikata izgleda kao gel (govor poput želatine). Poznato je da H 4 SiO 4 (orto-silicijum) i H 2 SiO 3 (meta-silicijum ili silicijum) variraju i neopozivo se pretvaraju u SiO 2 kada se zagreju i osuše. Čvrsti porozni proizvod za ulazak - silika gel može se otvoriti na površini i biti kao adsorbent gasova, sredstvo za sušenje, katalizator i katalizator habanja.
silikat- soli silicijumske kiseline dobra (krim silikati natrijuma i kalijuma) nisu rastvorljive u vodi. moć.
Vodopadi- analozi ugljenih hidrata, silani, polovično, u nekim atomima silicijuma s jednom vezom, snagu yakscho atom silicija z'êdnaní podvíyny zv'yazkom. Koplje i kilcija se koriste slično kao i ugljikohidrati. Sve moći mogu biti samostalne, stvarati vibracije sumiša ponavljanjem i lako reagirati s vodom.

Zastosuvannya:

Najznačajnija količina silicijuma poznata je po izboru legura za primenu aluminijuma, bakra i magnezijuma, kao i za izbor ferosilicida, koji mogu biti važni za izbor čelika i opreme za grejanje. Silikonski kristali zastosovuyut Sony baterije i napívprovidnikovih pomoćne zgrade - tranzistori i diode. Silicijum služi i kao sirovina za proizvodnju organosilicijumskih ploča, odnosno siloksana, bojenje uljem, uljem, plastikom i sintetičkim kaučukom. Neorganski puževi silicijum vikorist se koristi u tehnologiji keramike i čelika, kao izolacioni materijal i pezokristala

Za neke organizme silicijum je važan biogeni element. Vín uđite u skladište pratećih koliba kod roslina i skeleta - kod stvorenja. Morski organizmi – dijatomeje, alge, radiolarije, spužve – koncentrisani su u velikim površinama silicijuma. Odlični brojevi preslice i žitarice se koncentrišu sa silicijumom, u prvom crnom - bambusovim i pidrodinima nalik na rižu, među njima - sadni pirinač. M'yazova tkivo osobe za osvetu (1-2) 10 -2% silicija, koštano tkivo - 17 10 -4%, krv - 3,9 mg / l. Međutim, danas se do 1 g silicijuma može unijeti u tijelo osobe.

Antonov S.M., Tomilin K.G.
HF Tjumenski državni univerzitet, 571 grupa.