Περίληψη: "Το πυρίτιο, οι ιδιότητές του και οι αλλοτροπικές αλλαγές. Το πυρίτιο είναι ένα βιογενές στοιχείο. Το πυρίτιο, οι ιδιότητές του και οι αλλοτροπικές τροποποιήσεις - τα χημικά χαρακτηριστικά του πυριτίου

Το κρυσταλλικό πυρίτιο είναι ένα σκούρο γκρι υλικό με ατσάλινη λάμψη. Η δομή του πυριτίου είναι παρόμοια με τη δομή του διαμαντιού: το κρυσταλλικό πλέγμα είναι κυβικό προσανατολισμένο στο πρόσωπο, αλλά λόγω του μακρύτερου δεσμού μεταξύ των ατόμων Si-Si  έναντι του μήκους του δεσμού C-C  Η σκληρότητα του πυριτίου είναι πολύ μικρότερη από το διαμάντι. Το πυρίτιο είναι πολύ εύθραυστο, η πυκνότητά του είναι 2,33 g / cm3.

Όπως ο άνθρακας, αναφέρεται σε πυρίμαχες ουσίες.

Η κρυσταλλική δομή του πυριτίου (σχήμα 2).

Το κρυσταλλικό πλέγμα του πυριτίου είναι κυβικός προσανατολισμένος προς τον πρόσωπο τύπος διαμαντιού, η παράμετρος α = 0,54307 nm (άλλες πολυμορφικές τροποποιήσεις του πυριτίου επιτυγχάνονται σε υψηλές πιέσεις), αλλά λόγω του μεγαλύτερου μήκους δεσμού μεταξύ των ατόμων Si-Si  έναντι του μήκους του δεσμού C-C  Η σκληρότητα του πυριτίου είναι πολύ μικρότερη από το διαμάντι. Το πυρίτιο είναι εύθραυστο, μόνο όταν θερμαίνεται πάνω από 800 ° C γίνεται πλαστική ουσία. Είναι ενδιαφέρον το γεγονός ότι το πυρίτιο είναι διαφανές στην υπέρυθρη ακτινοβολία, ξεκινώντας από ένα μήκος κύματος 1,1 μικρομέτρων. Ιδιαίτερη συγκέντρωση φορέα - 13,1 × 10 28 m? 3

Εικόνα 2. Σχήμα πυριτίου και σχέδιο ομοιοπολικής σύνδεσης αλυσίδας: α - ομοιοπολικός δεσμός. β - γενική άποψη

Χημικές ιδιότητες

Στις ενώσεις, το πυρίτιο τείνει να εμφανίζει μία κατάσταση οξείδωσης +4 ή\u003e 4, δεδομένου ότι το άτομο πυριτίου είναι πιο χαρακτηριστικό της sp3 κατάστασης - υβριδισμού των τροχιακών. Συνεπώς, σε όλες τις ενώσεις εκτός από πυριτία (II) Sio, το πυρίτιο είναι τετρασθενές.

Χημικά, το πυρίτιο είναι ανενεργό. Σε θερμοκρασία δωματίου αντιδρά μόνο με αέριο φθόριο και σχηματίζεται πτητικό τετραφθοριούχο πυρίτιο. SiF 4   . Όταν θερμαίνεται σε θερμοκρασία 400-500 ° C, το πυρίτιο αντιδρά με οξυγόνο για να σχηματίσει διοξείδιο Sio 2   , με χλώριο, βρώμιο και ιώδιο - με το σχηματισμό των αντίστοιχων ευκόλως πτητικών τετρααλογονιδίων SiHalogen 4 .

Το πυρίτιο δεν αντιδρά άμεσα με το υδρογόνο, ενώ οι ενώσεις πυριτίου με υδρογόνο είναι σιλάνια με τον γενικό τύπο Si n   H 2n + 2  - Ελήφθη έμμεσα. Μονοσιλάνιο SiH 4   (που ονομάζεται συχνά απλά σιλάνιο) απελευθερώνεται όταν τα πυριτιδικά μέταλλα αλληλεπιδρούν με όξινα διαλύματα, για παράδειγμα:

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

Το σιλάνιο σχηματίστηκε σε αυτή την αντίδραση SiH 4   περιέχει ένα μίγμα άλλων σιλανίων, ιδιαίτερα διισιλίου Si 2   H 6   και τρισιλάνη Si 3   H 8   στην οποία υπάρχει μια αλυσίδα ατόμων πυριτίου διασυνδεδεμένη με απλούς δεσμούς (-Si-Si-Si-).

Με άζωτο, το πυρίτιο σε θερμοκρασία περίπου 1000 ° C σχηματίζει νιτρίδιο Si 3   Ν 4   , με βορίδια - ανθεκτικά σε θερμότητα και χημικά Sib 3   SiB 6   και sib 12   . Η ένωση πυριτίου και το πλησιέστερο ανάλογο στον περιοδικό πίνακα - καρβίδιο άνθρακα - πυριτίου SiC  (carborundum) χαρακτηρίζεται από υψηλή σκληρότητα και χαμηλή χημική δραστηριότητα. Το Carborundum χρησιμοποιείται ευρέως ως λειαντικό υλικό.

Όταν το πυρίτιο θερμαίνεται με μέταλλα, εμφανίζονται πυριτίδια. Τα πυριτίδια μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες: ιονικά ομοιοπολικά (αλκαλιμέταλλα, πυριτίδια αλκαλικών γαιών και μαγνήσιο Ca 2   Si, Mg 2   Si  και άλλα.) και μεταλλικά (πυριτιοκτόνα μετάλλων μεταπτώσεως). Τα πυριτίδια των ενεργών μετάλλων αποσυντίθενται κάτω από την επίδραση των οξέων, τα πυριτίδια μεταβατικών μετάλλων είναι χημικά σταθερά και δεν αποσυντίθενται κάτω από την δράση των οξέων. Τα πυριτίδια που μοιάζουν με μέταλλα έχουν υψηλά σημεία τήξης (έως 2000 ° C). Μεταξύ των συνθέσεων σχηματίζονται συχνότερα πυριτιοκτόνα όπως τα μέταλλα. Μεσέ μου 3   Si 2   Εγώ 2   Si 3   Εγώ 5   Si 3   και mesi 2   . Τα πυριτίδια τύπου μέταλλο είναι χημικά αδρανή, ανθεκτικά στη δράση του οξυγόνου ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες.

Κατά την αποκατάσταση Sio 2   πυριτίου σε υψηλές θερμοκρασίες σχηματίζει σίλικα (II) Sio.

Το πυρίτιο χαρακτηρίζεται από το σχηματισμό ενώσεων οργανοπυριτίου στα οποία τα άτομα πυριτίου συνδέονται σε μεγάλες αλυσίδες με γεφύρωση ατόμων οξυγόνου - Ω-, και σε κάθε άτομο πυριτίου, εκτός από δύο άτομα Ωπρόσθεσαν δύο επιπλέον οργανικές ρίζες R 1   και R 2 = CH 3   , C 2   H 5   , C 6   H 5   CH 2   CH 2   CF 3   και άλλοι

Για τη χάραξη πυριτίου, το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο είναι ένα μείγμα υδροφθορικού και νιτρικού οξέος. Ορισμένοι ειδικοί συλλέκτες προβλέπουν την προσθήκη χρωμικού ανυδρίτη και άλλων ουσιών. Κατά τη διάρκεια της χάραξης, το διάλυμα χάραξης οξέως θερμαίνεται γρήγορα στο σημείο βρασμού, ενώ ο ρυθμός χάραξης αυξάνεται πολλές φορές.

Si + 2ΗΝΟ 3   = SiO 2   + ΟΧΙ ΟΧΙ 2   + Η 2   Ο

Sio 2   + 4HF = SiF 4   + 2Η 2   Ο

3SiF 4   + 3Η 2   Ο = 2Η 2   SiF 6   + νΗ 2   Sio 3

Για τη χάραξη του πυριτίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν υδατικά διαλύματα αλκαλίων. Η διάβρωση του πυριτίου σε αλκαλικά διαλύματα αρχίζει σε θερμοκρασία διαλύματος μεγαλύτερη από 60 ° C.

Si + 2ΚΟΗ + Η 2   O = k 2   Sio 3   + 2Η 2 ^

Κ 2   Sio 3   + 2Η 2   O-h 2   Sio 3   + 2ΚΟΗ

Φυσικές ιδιότητες

Το κρυσταλλικό πλέγμα κυβικού προσανατολισμού τύπου διαμαντιού πυριτίου, παράμετρος α  = 0,54307 nm (άλλες πολυμορφικές τροποποιήσεις πυριτίου ελήφθησαν υπό υψηλές πιέσεις), αλλά λόγω του μεγαλύτερου μήκους δεσμού μεταξύ ατόμων Si-Si σε σύγκριση με το μήκος του δεσμού C - C, η σκληρότητα του πυριτίου είναι σημαντικά μικρότερη από εκείνη του διαμαντιού. Το πυρίτιο είναι εύθραυστο, μόνο όταν θερμαίνεται πάνω από 800 ° C γίνεται πλαστική ουσία. Είναι ενδιαφέρον το γεγονός ότι το πυρίτιο είναι διαφανές στην υπέρυθρη ακτινοβολία, ξεκινώντας από ένα μήκος κύματος 1,1 μικρομέτρων. Ιδιαίτερη συγκέντρωση φορέα φόρτισης - 13,1 · 10 28 m? 3

Ηλεκτροφυσικές ιδιότητες

Το στοιχειακό πυρίτιο σε μονοκρυσταλλική μορφή είναι ένας ημιαγωγός χωρίς άμεσο χάσμα. Το διάκενο ζώνης σε θερμοκρασία δωματίου είναι 1,12 eV, και σε T = 0 K είναι 1,21 eV. Η συγκέντρωση των ενδογενών φορέων φορτίου σε πυρίτιο υπό κανονικές συνθήκες είναι περίπου 1,5 · 10 10 cm3.

Οι ηλεκτροφυσικές ιδιότητες του κρυσταλλικού πυριτίου επηρεάζονται σε μεγάλο βαθμό από τις ακαθαρσίες που περιέχονται σε αυτό. Για να ληφθούν κρύσταλλοι πυριτίου με αγωγιμότητα οπών, εισάγονται στοιχεία πυριτίου σε άτομα της τρίτης ομάδας, όπως το βόριο, το αργίλιο, το γάλλιο, το ίνδιο. Για να ληφθούν κρύσταλλοι πυριτίου με ηλεκτρονική αγωγιμότητα, τα άτομα των στοιχείων της ομάδας V, όπως ο φωσφόρος, το αρσενικό και το αντιμόνιο, εισάγονται στο πυρίτιο. (εικόνα 3)

Σχήμα 3. Κρύσταλλοι πυριτίου και πλακίδια πυριτίου για κατασκευή ημιαγωγών

Κατά τη δημιουργία ηλεκτρονικών συσκευών που βασίζονται στο πυρίτιο, χρησιμοποιείται το σχεδόν κοντινό στρώμα του υλικού (έως και δέκα μικρά), οπότε η ποιότητα της κρυσταλλικής επιφάνειας μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τις ηλεκτρικές ιδιότητες του πυριτίου και, κατά συνέπεια, τις ιδιότητες της τελικής συσκευής. Όταν δημιουργούνται ορισμένες συσκευές, χρησιμοποιούνται τεχνικές που σχετίζονται με την τροποποίηση της επιφάνειας, για παράδειγμα, με την επεξεργασία της επιφάνειας του πυριτίου με διάφορους χημικούς παράγοντες.

1. Διηλεκτρική διαπερατότητα: 12

2. Κινητικότητα ηλεκτρονίων: 1300-1450 cmI / (in · c).

3. Κινητικότητα των τρυπών: 500 cm² / (in · c).

4. Το πλάτος της απαγορευμένης ζώνης 1.205-2.84 · 10 -4 · T

5. Διάρκεια ζωής ηλεκτρονίου: 5 ns - 10 ms

6. Η μέση ελεύθερη διαδρομή μέσου ηλεκτρονίων: περίπου 0,1 cm

7. Το μήκος της ελεύθερης διαδρομής της οπής: περίπου 0,02 - 0,06 cm

Δημοτικό εκπαιδευτικό ίδρυμα

"Δευτεροβάθμιο σχολείο № 6"

Πόλεις του Murom

Περίληψη στη χημεία με θέμα:

"Το πυρίτιο, οι ιδιότητές του και οι αλλοτροπικές αλλαγές. Το πυρίτιο - ένα βιογενές στοιχείο "

Εκπληρωμένος φοιτητής 8 Στην τάξη

Shvetsova Tatyana

Ο επικεφαλής Kornyshova S.S.

Εισαγωγή 3

Ιστορικό ανακάλυψης πυριτίου 4

Το πυρίτιο στη φύση και η βιομηχανική εξόρυξη 5

Το πυρίτιο, οι ιδιότητές του και οι αλλοτροπικές τροποποιήσεις 7

Τρόποι για να πάρει πυρίτιο 10

Οι ενώσεις πυριτίου και οι ιδιότητές τους 11

Σιλικόνη - Θρεπτικό συστατικό 14

Πυριτική βιομηχανία 17

Συμπέρασμα 19

Λογοτεχνία 20

Εισαγωγή

Οι θεραπευτικές ιδιότητες του πυριτίου ήταν γνωστά πολύ πριν από σήμερα: στην αρχαία Κίνα και η Ινδία έχουν χρησιμοποιήσει από καιρό τις θεραπευτικές ιδιότητες των νέων μπαμπού, που περιέχει πυρίτιο, και η Ρωσία έχουν χρησιμοποιηθεί λευκό πηλό για τη θεραπεία αναιμικών παιδιών και των ευπαθών ηλικιωμένων ατόμων, και την καούρα από δηλητηρίαση από ασθένειες του δέρματος. Ακόμη και στη φαρμακευτική πρακτική της αρχαίας Ινδίας και της Κίνας, και αργότερα η λαϊκή ιατρική πολλών χωρών χρησιμοποίησε αφέψημα, εγχύσεις και εκχυλίσματα τέτοιων φυτών που περιέχουν πυρίτιο, όπως αλογοουρά, τσουκνίδα, ορειβάτης, μπαμπού και το περίφημο ginseng. Για περισσότερο από 200 χρόνια, το πυρίτιο έχει χρησιμοποιηθεί στην κλασική ομοιοπαθητική, είναι πολύ δημοφιλές στη σύγχρονη κοσμετολογία και χρησιμοποιείται ευρέως στη μεσοθεραπεία για την αναζωογόνηση του δέρματος (αναζωογόνηση).

Στόχος: Η μελέτη των ιδιοτήτων του πυριτίου και των φυσικών ενώσεών του, για τη βελτίωση της γνώσης σχετικά με τη δομή των ατόμων.

· Καθορίστε τη δομή του πυριτίου, την αξία του πυριτίου και των ενώσεών του και την πρακτική εφαρμογή τους.

· Επισημάνετε την αξία του πυριτίου ως θρεπτικού συστατικού

· Προσδιορίστε τους κύριους τομείς της βιομηχανίας πυριτικών

Ιστορία ανακάλυψης πυριτίου

Το πυρίτιο αποτελεί στοιχείο της κύριας υποομάδας της τέταρτης ομάδας της τρίτης περιόδου του περιοδικού πίνακα χημικών στοιχείων. Ι. Μεντελλέεφ, με ατομικό αριθμό 14. Σημειώνεται με το σύμβολο Si (lat. Silicium).

Το Pure Creme απομονώθηκε το 1811 από τους Γάλλους επιστήμονες Joseph Louis Gay-Lussac και Louis Jacques Tenard.

Το 1825, ο Σουηδός χημικός Johns Jakob Berzelius, με τη δράση μεταλλικού καλίου επί φθοριούχου πυριτίου SiF 4, έλαβε καθαρό στοιχειακό πυρίτιο. Το νέο στοιχείο έλαβε το όνομα "silicium" (από το λατινικό Silex - flint). Το ρωσικό όνομα "πυρίτιο" εισήχθη το 1834 από τον ρώσο χημικό Γερμανό Ιβάνοβιτς Έσετ. Μεταφράστηκε από την αρχαία ελληνική κρήμνιο - "βράχος, βουνό".

(από τη λατινική. πυριτία - φλαμίσκο · ρωσικό όνομα από την ελληνική - κρήμνο - γκρεμό) Si - ανακαλύφθηκε από τον J.
  Berzelius (Στοκχόλμη, Σουηδία) το 1824. Και εδώ είναι το πυρίτιο (Silicium - lat.) Χημικό στοιχείο, ατομικός αριθμός 14, ομάδα IV του περιοδικού συστήματος.

Το 1825, ο Σουηδός χημικός Johns Jacob Berzelius, με τη δράση μεταλλικού καλίου επί φθοριούχου πυριτίου SiF 4, έλαβε καθαρό στοιχειακό πυρίτιο. Το νέο στοιχείο έλαβε το όνομα "πυρίτιο" (από το λατινικό Silex - flint). Το ρωσικό όνομα "πυρίτιο" εισήχθη το 1834 από τον ρώσο χημικό Γερμανό Ιβάνοβιτς Έσετ. Μεταφράστηκε από την ελληνική κρέμονο - "βράχος, βουνό".

Όντας στη φύση

Το πυρίτιο στη φύση και η βιομηχανική εξόρυξη

Τις περισσότερες φορές στη φύση, το πυρίτιο βρίσκεται υπό μορφή ενώσεων πυριτίας με βάση το διοξείδιο του πυριτίου (IV) SiO 2 (περίπου 12% της μάζας του φλοιού της γης). Τα κυριότερα ορυκτά που σχηματίζονται από το διοξείδιο του πυριτίου είναι η άμμος (ποτάμι και χαλαζία), ο χαλαζίας και ο χαλαζίτης. Η δεύτερη πιο κοινή ομάδα ενώσεων πυριτίου στη φύση είναι τα πυριτικά άλατα και τα αργιλοπυριτικά άλατα.

Υπάρχουν μεμονωμένα γεγονότα για την εξεύρεση καθαρού πυριτίου στη φυσική του μορφή: Μεταλλικό πυρίτιο σε ijolitah του ορυχείου Hot Mining, Petrology των συνήθων χονδριτών.

· Si02 + 2Mg = 2MgO + Si,

Το πυρίτιο, οι ιδιότητές του και οι αλλοτροπικές τροποποιήσεις

Το κρυσταλλικό πυρίτιο είναι μια σκούρα γκρι ουσία με λαμπερό χάλυβα. Η δομή του πυριτίου είναι παρόμοια με αυτή του διαμαντιού: το κρυσταλλικό πλέγμα είναι κυβικό προσανατολισμένο στο πρόσωπο, αλλά λόγω του μεγαλύτερου δεσμού μεταξύ των ατόμων Si-Si σε σύγκριση με το μήκος δεσμού C-C, η σκληρότητα του πυριτίου είναι πολύ μικρότερη από το διαμάντι. Το πυρίτιο είναι πολύ εύθραυστο, η πυκνότητά του είναι 2,33 g / cm3.

Όπως ο άνθρακας, αναφέρεται σε πυρίμαχες ουσίες.

Κρυσταλλική δομή πυριτίου.

Χημικές ιδιότητες

1. Si + 2ΗΝΟ3 = Si02 + ΝΟ + ΝΟ2 + Η2Ο

2. Si02 + 4HF = SiF4 + 2Η2Ο

3. 3SiF4 + 3Η2O = 2Η2SiF6 + H2SiO3

1. Si + 2KOH + Η2Ο = Κ2SίΟ3 + 2Η2

2. K2SiO3 + 2H2OleH2SiO3 + 2KOH

Φυσικές ιδιότητες

Το κρυσταλλικό πλέγμα του πυριτίου είναι ένας κυβικός προσανατολισμένος προς τον πρόσωπο τύπος διαμαντιού, η παράμετρος α = 0,54307 nm (άλλες πολυμορφικές τροποποιήσεις του πυριτίου ελήφθησαν υπό υψηλές πιέσεις), αλλά λόγω του μεγαλύτερου μήκους δεσμού μεταξύ των ατόμων Si-Si σε σύγκριση με το μήκος δεσμού C-C, λιγότερο από το διαμάντι. Το πυρίτιο είναι εύθραυστο, μόνο όταν θερμαίνεται πάνω από 800 ° C γίνεται πλαστική ουσία. Είναι ενδιαφέρον το γεγονός ότι το πυρίτιο είναι διαφανές στην υπέρυθρη ακτινοβολία, ξεκινώντας από ένα μήκος κύματος 1,1 μικρομέτρων. Η εγγενής συγκέντρωση φορέων φορτίου είναι 13,1 × 10 28 m -3

Ηλεκτροφυσικές ιδιότητες

Το στοιχειακό πυρίτιο σε μονοκρυσταλλική μορφή είναι ένας ημιαγωγός με έμμεσο διάκενο ζώνης. Διαφορά ζώνης στο δωμάτιο

η θερμοκρασία είναι 1,12 eV, και σε T = 0 K είναι 1,21 eV. Η συγκέντρωση ενδογενών φορέων φορτίου σε πυρίτιο κάτω από κανονικές συνθήκες είναι περίπου 1,5 × 10 10 cm -3 [η πηγή δεν καθορίζεται 342 ημέρες].

Οι ηλεκτροφυσικές ιδιότητες του κρυσταλλικού πυριτίου επηρεάζονται σε μεγάλο βαθμό από τις ακαθαρσίες που περιέχονται σε αυτό. Για να ληφθούν κρύσταλλοι πυριτίου με αγωγιμότητα οπών, εισάγονται στοιχεία πυριτίου σε άτομα της τρίτης ομάδας, όπως το βόριο, το αργίλιο, το γάλλιο, το ίνδιο. Για να ληφθούν κρύσταλλοι πυριτίου με ηλεκτρονική αγωγιμότητα, τα άτομα των στοιχείων της ομάδας V, όπως ο φωσφόρος, το αρσενικό και το αντιμόνιο, εισάγονται στο πυρίτιο.

Κατά τη δημιουργία ηλεκτρονικών συσκευών που βασίζονται στο πυρίτιο, χρησιμοποιείται το σχεδόν κοντινό στρώμα του υλικού (έως και δέκα μικρά), οπότε η ποιότητα της κρυσταλλικής επιφάνειας μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τις ηλεκτρικές ιδιότητες του πυριτίου και, κατά συνέπεια, τις ιδιότητες της τελικής συσκευής. Όταν δημιουργούνται ορισμένες συσκευές, χρησιμοποιούνται τεχνικές που σχετίζονται με την τροποποίηση της επιφάνειας, για παράδειγμα, με την επεξεργασία της επιφάνειας του πυριτίου με διάφορους χημικούς παράγοντες.

1. Διηλεκτρική διαπερατότητα: 12

2. Η κινητικότητα των ηλεκτρονίων: 1300-1450 cm² / (in · c).

3. Κινητικότητα των τρυπών: 500 cm² / (in · c).

4. Το πλάτος της απαγορευμένης ζώνης 1,205-2,84 × 10 -4 · T

5. Διάρκεια ζωής ηλεκτρονίου: 5 ns - 10 ms

6. Η μέση ελεύθερη διαδρομή μέσου ηλεκτρονίων: περίπου 0,1 cm

7. Το μήκος της ελεύθερης διαδρομής της οπής: περίπου 0,02 - 0,06 cm

Τρόποι για να πάρει πυρίτιο

Το ελεύθερο πυρίτιο μπορεί να ληφθεί με τη λεύκανση λεπτής λευκής άμμου με μαγνήσιο, το οποίο με χημική σύσταση είναι σχεδόν καθαρό οξείδιο του πυριτίου,

· Si02 + 2Mg = 2MgO + Si,

Το άμορφο πυρίτιο που σχηματίζεται στην περίπτωση αυτή έχει τη μορφή καστανής σκόνης, η πυκνότητα της οποίας είναι 2,0 g / cm3

Στη βιομηχανία, το πυρίτιο τεχνικής ποιότητας επιτυγχάνεται μειώνοντας το τήγμα SiO2 με κωκ στους περίπου 1800 ° C σε κλίβανοι τόξου. Η καθαρότητα του πυριτίου που λαμβάνεται κατ 'αυτόν τον τρόπο μπορεί να φθάσει το 99,9% (οι κύριες ακαθαρσίες είναι άνθρακες, μέταλλα).

Πιθανός περαιτέρω καθαρισμός του πυριτίου από ακαθαρσίες.

· Ο καθαρισμός υπό εργαστηριακές συνθήκες μπορεί να γίνει με προκαταρκτική προετοιμασία πυριτίου μαγνησίου Mg2Si. Περαιτέρω, αέριο μονοσιλάνιο SiH4 λαμβάνεται από πυριτικό μαγνήσιο χρησιμοποιώντας υδροχλωρικό ή οξικό οξύ. Το μονοσιλάνιο καθαρίζεται με απόσταξη, προσρόφηση και άλλες μεθόδους και στη συνέχεια αποσυντίθεται σε πυρίτιο και υδρογόνο σε θερμοκρασία περίπου 1000 ° C.

· Ο καθαρισμός του πυριτίου σε βιομηχανική κλίμακα πραγματοποιείται με απευθείας χλωρίωση του πυριτίου. Δημιουργούνται ενώσεις της σύνθεσης SiCl4 και SiCl3H, τα οποία καθαρίζονται με ακαθαρσίες με διάφορους τρόπους (συνήθως με απόσταξη και δυσαναλογία) και μειώνονται στο τελικό στάδιο με καθαρό υδρογόνο σε θερμοκρασίες από 900 έως 1100 ° C.

· Ανάπτυξη φθηνότερων, καθαρότερων και πιο αποτελεσματικών τεχνολογιών βιομηχανικού καθαρισμού πυριτίου. Για το 2010, αυτές περιλαμβάνουν την τεχνολογία καθαρισμού πυριτίου χρησιμοποιώντας φθόριο (αντί για χλώριο). τεχνολογίες για την απόσταξη του μονοξειδίου του πυριτίου · τεχνολογίες που βασίζονται στη χάραξη ακαθαρσιών, συγκεντρώνοντας στα διακρυσταλλικά όρια.

Η μέθοδος παραγωγής πυριτίου σε καθαρή μορφή αναπτύχθηκε από τον Nikolai Nikolayevich Beketov.

Ο μεγαλύτερος παραγωγός πυριτίου στη Ρωσία είναι η OKRusal - το πυρίτιο παράγεται σε φυτά στην πόλη Kamensk-Uralsky (περιοχή Sverdlovsk) και στην πόλη Shelekhov (περιοχή Irkutsk).

Οι ενώσεις πυριτίου και οι ιδιότητές τους

Συνδέσεις πυριτίου

Καρβίδιο του πυριτίου (SiC) Σιλάνια (Si n H 2n + 2) Φθοροπυριτικό οξύ (H2) Σιλικοϊκά οξέα (SiO2 · n  Η2Ο) Οξείδιο του πυριτίου (II) (SiO) Οξείδιο του πυριτίου (IV) (Si02) Σιλικόνη πηκτής ( n  Si02 · m (SiSi 2) Silicone oil (Si 3 Bi 4) Πυριτικό νάτριο (Si 3 Bi 4) Πυριτικό ασβέστιο (Si 3 Bi 4) Πυριτικό νάτριο (Si 3 Bi 4) Πυριτικό ασβέστιο (CaSi 2) Πυριτίδιο μαγγανίου (Mg2Si) Τριχλωροσιλάνιο (SiHCl3) Χλωριούχο πυρίτιο (IV) (SiCl4) Χλωριούχα πυρίτιο Νιτρίδιο πυριτίου (Si3N4) Τετραϊωδίδιο πυριτίου (SiI4) πυριτίου (SiS2) Moissanite

Με χημικές ιδιότητες, το πυρίτιο είναι μη μεταλλικό. Δεδομένου ότι στο εξωτερικό επίπεδο ενέργειας υπάρχουν 4 ηλεκτρόνια, ο βαθμός οξείδωσης και των 4 και +4 είναι χαρακτηριστικός του πυριτίου. Χημικά, το πυρίτιο είναι ελάχιστα ενεργό. Σε θερμοκρασία δωματίου αντιδρά μόνο με φθοριούχο αέριο και σχηματίζεται πτητικό τετραφθοριούχο πυρίτιο:

Si + 2F2 = SiF4

Όταν θερμαίνεται, το θρυμματισμένο πυρίτιο αντιδρά με οξυγόνο για να σχηματίσει οξείδιο του πυριτίου (IV):

Si + 02 = Si02

Τα οξέα (εκτός από το μείγμα υδροφθορίου και αζώτου) δεν επηρεάζουν το πυρίτιο. Ωστόσο, διαλύεται σε αλκάλια, σχηματίζοντας πυριτικό άλας και υδρογόνο.

Si + 2 NaOH + Η2Ο = Na2SiO3 + 2H2

Στις ενώσεις, το πυρίτιο τείνει να παρουσιάζει βαθμό οξείδωσης +4 ή -4, εφόσον η κατάσταση της sp3 υβριδισμού των τροχιακών είναι πιο χαρακτηριστική του ατόμου πυριτίου. Επομένως, σε όλες τις ενώσεις εκτός του οξειδίου του πυριτίου (II) SiO, το πυρίτιο είναι τετρασθενές.

Χημικά, το πυρίτιο είναι ανενεργό. Σε θερμοκρασία δωματίου αντιδρά μόνο με αέριο φθόριο και σχηματίζεται πτητικό τετραφθοριούχο πυρίτιο SiF4. Όταν θερμαίνεται σε θερμοκρασία 400-500 ° C, το πυρίτιο αντιδρά με οξυγόνο για να σχηματίσει διοξείδιο SiO2, με χλώριο, βρώμιο και ιώδιο για να σχηματίσει τα αντίστοιχα εύκολα πτητικά τετρααλογονίδια του SiHalogen 4.

Το πυρίτιο δεν αντιδρά άμεσα με το υδρογόνο, ενώ οι ενώσεις πυριτίου με υδρογόνο - σιλάνια με τον γενικό τύπο Si n H 2n + 2 - λαμβάνονται έμμεσα. Το μονοσιλάνιο SiH 4 (που συχνά ονομάζεται απλά σιλάνιο) απελευθερώνεται όταν τα πυριτιδικά μέταλλα αλληλεπιδρούν με όξινα διαλύματα, για παράδειγμα:

Ca2Si + 4HCl → 2CaCl2 + SiH4.

Το σιλάνιο SiH4 που σχηματίζεται σε αυτή την αντίδραση περιέχει ένα μίγμα άλλων σιλανίων, ειδικότερα διισιλάνιο Si2H6 και τρισιλάνιο Si3H8, στο οποίο υπάρχει μία αλυσίδα ατόμων πυριτίου συνδεδεμένη με απλούς δεσμούς (-Si-Si-Si-) .

Με άζωτο, το πυρίτιο σε θερμοκρασία περίπου 1000 ° C σχηματίζει ένα νιτρίδιο του Si 3 N 4, με βόρια - ανθεκτικά σε θερμό και χημικά βορίδια SiB 3, SiB 6 και SiB 12. Η ένωση πυριτίου και το πλησιέστερο ανάλογο στον περιοδικό πίνακα - καρβίδιο άνθρακα - πυριτίου SiC (carborundum) χαρακτηρίζεται από υψηλή σκληρότητα και χαμηλή χημική δραστηριότητα. Το Carborundum χρησιμοποιείται ευρέως ως λειαντικό υλικό.

Όταν το πυρίτιο θερμαίνεται με μέταλλα, εμφανίζονται πυριτίδια. Τα πυριτίδια μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες: ιονικά ομοιοπολικά (πυριτίδια αλκαλικών μετάλλων, μετάλλων αλκαλικών γαιών και τύπου Ca2Si, Mg2Si κ.λπ.) και μεταλλοπυριτικά μεταλλικά πυριτίδια. Τα πυριτίδια των ενεργών μετάλλων αποσυντίθενται κάτω από την επίδραση των οξέων, τα πυριτίδια μεταβατικών μετάλλων είναι χημικά σταθερά και δεν αποσυντίθενται κάτω από την δράση των οξέων. Τα πυριτίδια που μοιάζουν με μέταλλα έχουν υψηλά σημεία τήξης (έως 2000 ° C). Τα σιλικονίδια όπως τα μέταλλα MeSi, Me3Si2, Me2Si3, Me5Si3 και MeSi2 σχηματίζονται συχνότερα. Τα πυριτίδια τύπου μέταλλο είναι χημικά αδρανή, ανθεκτικά στη δράση του οξυγόνου ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες.

Όταν το Si02 μειώνεται με πυρίτιο σε υψηλές θερμοκρασίες, σχηματίζεται οξείδιο του πυριτίου (II) SiO.

Το πυρίτιο χαρακτηρίζεται από το σχηματισμό ενώσεων οργανοπυριτίου στις οποίες τα άτομα πυριτίου συνδέονται σε μεγάλες αλυσίδες με τα γεφυρωτικά άτομα οξυγόνου -Ο- και σε κάθε άτομο πυριτίου, εκτός από δύο άτομα Ο, δύο επιπλέον οργανικές ρίζες R1 και R2 = CH3, C συνδέονται 2 Η5, C6H5, CH2CH2CF3, κλπ.

Για τη χάραξη πυριτίου, το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο είναι ένα μείγμα υδροφθορικού και νιτρικού οξέος. Ορισμένοι ειδικοί συλλέκτες προβλέπουν την προσθήκη χρωμικού ανυδρίτη και άλλων ουσιών. Κατά τη διάρκεια της χάραξης, το διάλυμα χάραξης οξέως θερμαίνεται γρήγορα στο σημείο βρασμού, ενώ ο ρυθμός χάραξης αυξάνεται πολλές φορές.

4. Si + 2ΗΝΟ3 = Si02 + ΝΟ + ΝΟ2 + Η2Ο

5. SiO2 + 4HF = SiF4 + 2Η2Ο

6. 3SiF4 + 3Η2O = 2Η2SiF6 + H2Si03

Για τη χάραξη του πυριτίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν υδατικά διαλύματα αλκαλίων. Η διάβρωση του πυριτίου σε αλκαλικά διαλύματα αρχίζει σε θερμοκρασία διαλύματος μεγαλύτερη από 60 ° C.

3. Si + 2KOH + Η2O = K2SiO3 + 2H2

4. K2SiO3 + 2Η2OΗ2Η2SiΟ3 + 2ΚΟΗ

Είναι ένα υλικό για την πιο ανθεκτική φυσική ένωση του πυριτίου - οξείδιο του πυριτίου (IV). Πρόκειται για πυριτία, χαλαζία, διαφανείς κρυστάλλους χαλαζία - κρυστάλλινο βράχο, μια εξαιρετικά κρυσταλλική ποικιλία χαλαζία - ιάσπιρο, λεπτούς σπόρους χαλαζία - άμμο (όλα τα δείγματα παρουσιάζονται στην έκθεση και αποδεικνύονται). Τα πυριτικά άλατα είναι επίσης εξαιρετικά κοινά στη φύση.

Για παράδειγμα:

Ο καολινίτης είναι το κύριο συστατικό του λευκού πηλού.

Τα τεχνητά πυριτικά κεραμικά, το γυαλί και το τσιμέντο έχουν μεγάλη σημασία. Ας εξοικειωθούμε με την παραγωγή ορισμένων από τα υλικά που παράγονται από τη βιομηχανία πυριτικών, περισσότερο.

Σιλικόνη - Θρεπτικό

Στο ανθρώπινο σώμα, η περιεκτικότητα σε πυρίτιο είναι 7-10 χρόνια, βρίσκεται στο αίμα, στους μύες, στα ανοσολογικά αρμόδια όργανα - τον θύμο αδένα και τα επινεφρίδια. Το πυρίτιο είναι το κύριο δομικό στοιχείο του ανθρώπινου σώματος, αν το ασβέστιο είναι ένα στοιχείο άκαμπτων οστικών δομών του μυοσκελετικού συστήματος, τότε το πυρίτιο είναι ένα στοιχείο ευέλικτων δομών, είναι απαραίτητο για το σχηματισμό και ανάπτυξη συνδετικού ιστού, ο οποίος αντιπροσωπεύεται ευρέως στο σώμα μας - οστά, αρθρώσεις, τένοντες, φακούς του οφθαλμού, αιμοφόρα αγγεία, καθώς και δέρμα, βλεννογόνους, μαλλιά και νύχια. Ο συνδετικός ιστός έχει μια ιδιότητα που το διακρίνει από άλλους ιστούς του σώματος - την ικανότητα αναγέννησης (αποκατάστασης). Η υψηλή περιεκτικότητα πυριτίου στον συνδετικό ιστό οφείλεται στην παρουσία του στη σύνθεση πρωτεϊνικών συμπλοκών που αποτελούν τον σκελετό των ιστών και τους δίνουν δύναμη και ελαστικότητα. Το πυρίτιο εμπλέκεται σε χημικές αντιδράσεις που περιέχουν μεμονωμένες ίνες κολλαγόνου και ελαστίνης, αποτρέπει τη δημιουργία ρυτίδων, εξομαλύνει την ενυδάτωση του δέρματος, ενισχύει τα μαλλιά και τα νύχια. Οι ενώσεις πυριτίου είναι βασικοί ενεργοποιητές της αναγέννησης του συνδετικού ιστού στο ανθρώπινο σώμα, επιταχύνουν τις μεταβολικές διαδικασίες στο σώμα, έχουν διεγερτικό αποτέλεσμα στην ανάπτυξη των δερματικών κυττάρων, την παραγωγή κολλαγόνου, ελαστίνης και κερατίνης. Η ικανότητα του πυριτίου να διαρθρώνει το νερό και τα σωματικά υγρά είναι γνωστή, μειώνει την επιφανειακή τάση του νερού, καθιστώντας το πιο βιοδιαθέσιμο, έτσι το πυρίτιο προάγει την ενυδάτωση των κυττάρων και των ιστών. Έχει αποκαλυφθεί ότι στα παιδιά ο κορεσμός των σωματικών ιστών με το υγρό είναι υψηλότερος από εκείνον των ηλικιωμένων, επομένως το πυρίτιο παίζει σημαντικό ρόλο στην πρόληψη της διαδικασίας γήρανσης του σώματος. Ως δομικό αντιοξειδωτικό, το πυρίτιο εμποδίζει τις διεργασίες υπεροξείδωσης λιπιδίων, το οποίο έχει θετική επίδραση στην ενίσχυση της προστατευτικής λειτουργίας του δέρματος και στην αύξηση της αντοχής των μαλλιών και των νυχιών στην οξειδωτική δράση των ελεύθερων ριζών. Δεδομένου ότι η βιολογική ηλικία ενός ατόμου καθορίζεται ακριβώς από το ρυθμό μεταβολικών διεργασιών, η έλλειψη πυριτίου στο σώμα είναι μία από τις αιτίες της γήρανσης.

Οι επιστημονικές μελέτες έχουν δείξει ότι το πυρίτιο εμπλέκεται στο μεταβολισμό περισσότερων από 70 ιχνοστοιχείων (ασβέστιο, μαγνήσιο, φθόριο, νάτριο, θείο, αλουμίνιο, ψευδάργυρος, μολυβδαίνιο, μαγγάνιο, κοβάλτιο και πολλά άλλα) · δεν απορροφώνται εάν το σώμα στερείται πυριτίου. Η έλλειψη πυριτίου στο σώμα συνεπάγεται μικρολευκωματώσεις, διαταραχές των λειτουργιών πολλών συστημάτων σώματος και μεταβολικές διαταραχές. Η παραβίαση του μεταβολισμού του πυριτίου οδηγεί σε αναιμία, οστεοπόρωση, απώλεια μαλλιών, ασθένειες των αρθρώσεων, φυματίωση, διαβήτη, ερυσίπελα του δέρματος, χολόλιθοι και ουρολιθίαση

Η μοναδική ικανότητα του πυριτίου να καθαρίζει τους ζωντανούς οργανισμούς είναι γνωστή εδώ και πολύ καιρό, οι οργανικές του ενώσεις μπορούν να σχηματίσουν στο υδάτινο περιβάλλον του σώματος βιοηλεκτρικά φορτισμένα συστήματα που "κολλάνε" τους ιούς της γρίπης, της ηπατίτιδας, του έρπητα, των παθογόνων, των μυκήτων και απενεργοποιούν τους στον εαυτό τους. Είναι γνωστό ότι η έλλειψη πυριτίου συνοδεύεται πάντοτε από δυσβαστορίωση, η συχνότερη εκδήλωση της οποίας είναι η καντιντίαση, που εκδηλώνεται ως ελκωτικές αλλοιώσεις του στοματικού βλεννογόνου, της μύτης, της ανώτερης αναπνευστικής οδού, του πεπτικού συστήματος και του ουροποιητικού συστήματος. Τα κολλοειδή πυριτίου σχηματίζουν πολύπλοκες ενώσεις με Candides και τις τοξίνες τους και τις απομακρύνουν από το σώμα. Η φυσιολογική χλωρίδα του εντέρου, η οποία περιλαμβάνει τα μπιφιδό βακτήρια και τα γαλακτοβακίλλια, δεν έχει τη δυνατότητα σύνδεσης με συστήματα κολλοειδούς πυριτίου και παραμένει στο έντερο, κάτι που είναι πολύ σημαντικό για την κανονική λειτουργία

πεπτικό σύστημα. Για να μην αναφέρουμε την αξία του πυριτίου για το ανοσοποιητικό σύστημα: τα κύτταρα του αίματος που είναι υπεύθυνα για τις προστατευτικές λειτουργίες του σώματος (μονοκύτταρα, λεμφοκύτταρα) και παράγουν προστατευτικά αντισώματα - είναι εκπρόσωποι του συνδετικού ιστού. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η έλλειψη πυριτίου μειώνει την ανοσία και εμφανίζονται διάφορες ασθένειες που είναι παρατεταμένες, συνήθως αυτές είναι οι πυώδεις διεργασίες - φρουγγούλωση, αποστήματα, ιγμορίτιδα, ωτίτιδα, αμυγδαλίτιδα, μη τραυματισμένα τραύματα και συρίγγια. Έχει ήδη αποδειχθεί ότι πολλές σοβαρές ασθένειες (καρκίνος, φυματίωση, λέπρα, καταρράκτης, ηπατίτιδα, δυσεντερία, ρευματισμός, αρθρίτιδα) συνδέονται είτε με έλλειψη πυριτίου στους ιστούς είτε με παραβίαση του μεταβολισμού του. Το πυρίτιο έχει αντιφλεγμονώδες και ανοσοδιεγερτικό αποτέλεσμα σε αναπνευστικές λοιμώξεις και χρόνια βρογχίτιδα, μειώνει τις αλλεργικές αντιδράσεις στο βρογχικό άσθμα. Οι επιστήμονες έχουν δώσει μεγάλη προσοχή στο γεγονός ότι σε περιοχές όπου το έδαφος είναι πλούσιο σε πυρίτιο, ο καρκίνος είναι εξαιρετικά σπάνιος.

Παίρνουμε πυρίτιο με νερό, φυτικά και ζωικά τρόφιμα, η καθημερινή ανάγκη για πυρίτιο είναι 20-30 mg, ειδικά οι έγκυες γυναίκες, οι θηλάζουσες μητέρες και τα παιδιά χρειάζονται ειδικό πυρίτιο. Τα όργανα και τα συστήματα σχηματίζονται ενεργά στον παιδικό οργανισμό και η ανάγκη για ένα στοιχείο σύνδεσης είναι πολύ υψηλότερη από αυτή ενός ενήλικα. Με την έλλειψη πυριτίου στα σώματα των παιδιών, αναπτύσσεται ραχίτιδα, καταστρέφονται τα δόντια και προχωρά η τερηδόνα, τα παιδιά υστερούν στη σωματική και πνευματική ανάπτυξη. Σε ενήλικες, η τερηδόνα συνδέεται με την τριχόπτωση, την ευθραυστότητα και τα εύθραυστα νύχια. Με την ηλικία, η κατάποση πυριτίου μειώνεται, το ασβέστιο παίρνει τη θέση του στα οστά, έτσι τα οστά χάνουν την ελαστικότητα, σκληρύνουν, γίνονται εύθραυστα και εμφανίζεται οστεοπόρωση. Με περίπου τον ίδιο τρόπο, αναπτύσσεται οστεοχονδρωσία στο σώμα: οι μεσοσπονδύλιοι χόνδροι γεμίζουν με ασβέστιο, χάνουν την ελαστικότητά τους, γίνονται πιο λεπτές και η κινητικότητά τους επιδεινώνεται. Όταν μειώνεται η ποσότητα του πυριτίου στο σώμα, το ασβέστιο δεν απορροφάται από τον οστικό ιστό, με τη μορφή αλάτων που εναποτίθεται στις αρθρώσεις και με τη μορφή άμμου και πετρών - στη χοληδόχο κύστη και στους νεφρούς, προκαλώντας την εμφάνιση σύνδρομο ουρικής αρθρίτιδας. Στη διαδικασία γήρανσης, ο κίνδυνος κατάγματα αυξάνεται σημαντικά, αποδεικνύεται ότι υπάρχει ισχυρή συσσώρευση πυριτίου στη θέση κάταγμα και η ποσότητα αυξάνεται 50 φορές σε σύγκριση με υγιή μέρη του οστού. Το σώμα το στέλνει στην περιοχή προβλημάτων "για να βοηθήσει" για τον γρήγορο σχηματισμό νέου οστικού ιστού. Η καταγραφή του πυριτίου προωθεί την σταθεροποίηση του ασβεστίου στα οστά, βελτιώνει την ελαστικότητα και τον μυϊκό τόνο, ενισχύει τους συνδέσμους και τους χόνδρους των αρθρώσεων. Είναι γνωστό ότι η ηλικία ενός ατόμου μπορεί να κριθεί από την κατάσταση των πλοίων του. Το 1957, Γάλλοι επιστήμονες περιέγραψαν τα γεγονότα που επιβεβαιώνουν ότι η αθηροσκλήρωση είναι πολύ χαμηλή σε πυρίτιο στα τοιχώματα των αιμοφόρων αγγείων. Όταν το πυρίτιο αντικαθιστά ανεπάρκεια ασβεστίου του, ωστόσο μειώνει την ελαστικότητα των αιμοφόρων αγγείων και την ίδια στιγμή αύξηση της διαπερατότητας των τοιχωμάτων, μέσα από τα ελαττώματα που σχηματίζονται από τους ιστούς στην κυκλοφορία του αίματος και να διεισδύσουν σε χοληστερόλη εναποτίθεται στα τοιχώματα των αιμοφόρων αγγείων, σχηματίζοντας ένα χοληστερόλη πλάκες. Αυτή η διαδικασία οδηγεί σε αγγειοσυστολή και προκαλεί στηθάγχη, καρδιακή προσβολή, αρρυθμία, εγκεφαλικό επεισόδιο, υπέρταση, ψυχικές διαταραχές, εξασθένιση της μνήμης κλπ. Με ανεπάρκεια πυριτίου, η ελαστικότητα και τα φλεβικά αγγεία υποφέρουν, οι φλέβες τεντώνονται και αλλάζουν τη θέση τους και εμφανίζεται μια κιρσώδης ασθένεια των κάτω άκρων. Μια επαρκής ποσότητα πυριτίου στην καθημερινή διατροφή μπορεί να αποκαταστήσει την εσωτερική επένδυση των αιμοφόρων αγγείων, να αποκαταστήσει την ελαστικότητά τους, να βελτιώσει την φλεβική κυκλοφορία και να βοηθήσει στη μείωση της χαμηλής πυκνότητας χοληστερόλης. Το πυρίτιο είναι ένας καθολικός και απολύτως ασφαλής διεγέρτης της παραγωγής ενέργειας στο σώμα όταν εισέρχεται στα κύτταρα του σώματος.

υπάρχει μια δραστική σύνθεση τριφωσφορικής αδενοσίνης (ATP) - ενός μορίου που παρέχει ενέργεια για όλες τις βιοχημικές διεργασίες που εμφανίζονται στα κύτταρα.

Βιολογικός ρόλος

Για ορισμένους οργανισμούς, το πυρίτιο είναι ένα σημαντικό θρεπτικό συστατικό. Είναι μέρος των σχηματισμών στήριξης σε φυτά και σε σκελετικά ζώα. Το πυρίτιο συγκεντρώνεται σε μεγάλες ποσότητες από θαλάσσιους οργανισμούς - διατόμους, ακτινολόγος, σφουγγάρια. Μεγάλες ποσότητες συμπυκνωμάτων πυριτίου αλογοουρά και δημητριακά, πρώτα απ 'όλα - η υποοικογένεια Bamboks και Risovidnyh, συμπεριλαμβανομένης - σποράς ρύζι. Ο ανθρώπινος μυϊκός ιστός περιέχει (1-2) × 10-2% πυρίτιο, ιστό οστών - 17 × 10-4%, αίμα - 3,9 mg / l. Κάθε μέρα, μέχρι 1 g πυριτίου εισέρχεται στο ανθρώπινο σώμα με τροφή.

Οι ενώσεις πυριτίου είναι σχετικά μη τοξικές. Αλλά πολύ επικίνδυνη εισπνοή λεπτών σωματιδίων όπως τα πυριτικά άλατα, και σχηματίζεται διοξείδιο του πυριτίου, για παράδειγμα, με ανατινάξεις, με σμίλευση ορυχεία βράχο, όταν η συσκευή αμμοβολή και t. D. Τα μικροσωματίδια SiO 2 εντός των πνευμόνων, κρυσταλλώνονται σε αυτά, και οι προκύπτοντες κρύσταλλοι καταστρέφουν τον ιστό του πνεύμονα και προκαλούν σοβαρή ασθένεια - πυριτίαση. Για να αποφευχθεί η είσοδος επικίνδυνης σκόνης στους πνεύμονες, θα πρέπει να χρησιμοποιείται αναπνευστήρας για την προστασία των αναπνευστικών οργάνων.

Πυριτική βιομηχανία

Το Gzhel είναι ένα από τα παραδοσιακά ρωσικά κέντρα για την παραγωγή κεραμικών. Πρόκειται για μια απέραντη περιοχή αποτελούμενη από 27 χωριά ενωμένα στο "Gzhelsky Bush" που βρίσκεται περίπου 60 χιλιόμετρα από τη Μόσχα κατά μήκος της σιδηροδρομικής γραμμής Μόσχα-Μουρόμ-Καζάν. Αυτή είναι η περιοχή Ramensky της Περιφέρειας της Μόσχας (που φαίνεται στο χάρτη της Περιφέρειας Μόσχας).

Το Gzhel είναι γνωστό από καιρό για τον πηλό του. Ο μεγάλος Ρώσος επιστήμονας Μιχαήλ Λομονόσοφ, να εκτιμήσουν Gzhel πηλό, έγραψε γι 'αυτούς, όπως ευγενή λόγια: «Δεν υπάρχει σχεδόν καμία γης η πιο αγνή και χωρίς primesheniya περίπτωση στον κόσμο, koyu χημικοί έχουν ζητήσει Gzhel, η οποία πουθενά δεν έχω δει beliznoyuprevoskhodnee» Μέχρι τα μέσα του 18ου αιώνα, ο Γζέλ δημιούργησε κεραμικά, συνηθισμένα για την εποχή εκείνη, από τούβλα, αγγεία, καθώς και πρωτόγονα παιδικά παιχνίδια.

Το δεύτερο μισό του XVIII αιώνα - ημι-φαγεντιανή, που ελήφθη ως ενδιάμεσο υλικό σε αναζήτηση της συνταγής πορσελάνης, βαμμένο με μπλε σμάλτο σε ένα γκρι, χοντρό, πορώδες θραύσμα. Η ζωγραφική για τα φουστάνια, τις κανάτες, τις πλάκες είχε ένα γραφικό χαρακτήρα και έμοιαζε με ένα ζωγραφισμένο περίγραμμα.

Η αρχή του XIX αιώνα - η εποχή της πορσελάνης. Η πορσελάνη των ιδιωτικών εργοστασίων στο Gzhel διακρίθηκε από τη μεγάλη φωτεινότητα, έναν συνδυασμό αντίθεση χρωμάτων των διαφόρων μορφών των καθημερινών αντικειμένων.

Το 1972 δημιουργήθηκε το μοντέρνο στυλ προϊόντος Gzhel χρησιμοποιώντας βαφή κοβαλτίου.

Το λεπτό καλλιτεχνικό σύστημα της γραφής Gzhel εδραιώθηκε σε μεμονωμένα χειρόγραφα και ιδιαίτερους τρόπους των ερμηνευτών. Χρησιμοποιώντας το ίδιο σύνολο εικονογραφικών στοιχείων στο έργο του, κάθε καλλιτέχνης δημιούργησε τη δική του ατομική ιστορία ζωγραφικής: μπουκέτο ή ξεχωριστό λουλούδι, ζωικό ή φυτικό κόσμο, εικόνες ανθρώπων.

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό στη ζωγραφική πορσελάνης του Gzhel είναι μια γραφική αρχή. Μεγάλη σημασία αποδίδει η κίνηση της βούρτσας, ικανή να δημιουργήσει μια πληθώρα λεπτότερων διαβαθμίσεων του μπλε χρώματος: από ηχηρή κορεσμένη έως θολή μπλε. Σε συνδυασμό με ένα λευκό φόντο, η εικόνα δημιουργεί ένα ανοιχτό σχέδιο στην επιφάνεια του προϊόντος: στο κέντρο - ένα φωτεινό, μεγάλο σημείο - μια εικόνα ενός λουλουδιού, και γύρω από μια φωτεινή σκέδαση των κλαδιών με φύλλα και μούρα, μπούκλες, ρόπαλα.

Χρώματα πορσελάνης ζωγράφου χρωματισμένα με οξείδιο κοβαλτίου (II).

Τώρα είναι αδύνατο να πούμε ακριβώς ποιος και πότε εφευρέθηκε το γυαλί. Είναι γνωστό μόνο ότι το γυαλί είναι μία από τις παλαιότερες εφευρέσεις της ανθρωπότητας. Έτσι, το κολιέ που βρίσκεται στο λαιμό της μούμιας της αιγυπτιακής βασίλισσας Χατσεψούτ, αποτελούμενο από πράσινο-μαύρο γυάλινο χάντρες, έχει ηλικία 3.400 ετών. Οι μεγάλοι κύριοι της παραγωγής διαφόρων προϊόντων γυαλιού ήταν οι Ρωμαίοι γυαλί. Έκαναν κανάτες για νερό, λάδι και κρασί, κύπελλα και κύπελλα, αγγεία, δάκρυα - μικροσκοπικά μπουκάλια αρωμάτων. Μια σημαντική συμβολή στην ανάπτυξη της γυαλί τέχνης στη Ρωσία έγινε από τον Lomonosov. Δημιουργήθηκε από αυτόν το 1748

, Το χημικό εργαστήριο πραγματοποιήθηκε περίπου 4.000 δοκιμές για το μαγείρεμα χρωματιστό γυαλί, το οποίο Lomonosov «όχι μόνο έγραψε συνταγές, αλλά και τα υλικά με τα χέρια τους ... ως επί το πλείστον κρεμασμένα στο φούρνο και να θέσει ...» Με βάση τις συνταγές που αναπτύχθηκε από Lomonosov, γυαλί εργοστάσιο στο Ust Η Rudita το 1753 άρχισε να παράγει πολύχρωμα διαφανή γυαλιά για την κατασκευή χάντρες, πιάτα και άλλα είδη ψιλικών και αδιαφανή στο μωσαϊκό. Από το γυαλί αυτό, ο Lomonosov έκανε διάφορους ψηφιδωτούς πίνακες, ανάμεσα στους οποίους ήταν η "Μάχη Poltava", η οποία έλαβε τη μεγαλύτερη φήμη και έχει επιβιώσει μέχρι σήμερα.

Η σύνθεση του κοινού γυαλιού παραθύρου εκφράζεται με τον τύπο Na2O * CaO * 6SiO2

Χρησιμοποιούμε χαλαζιακή άμμο, σόδα και ασβεστόλιθο για την παραγωγή συνηθισμένου γυαλιού. Αυτές οι ουσίες αναμιγνύονται επιμελώς και υποβάλλονται σε ισχυρή θέρμανση. Η χημεία της μεθόδου μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής: κατά τη σύντηξη σχηματίζονται πυριτικά άλατα νατρίου και ασβεστίου, τα οποία στη συνέχεια συντήκονται με διοξείδιο του πυριτίου (σε περίσσεια):

Si02 + Na2C03 = Na2Si03 + C02

Si02 + CaC03 = CaSiO3 + C02

Na2SiO3 + CaSiO3 + 4SiO2 = Na2O * CaO * 6SiO2

Για ειδική αλλαγή γυαλιού η σύνθεση του αρχικού μείγματος. Αντικατάσταση σόδα με Na2CO3 ανθρακικό κάλιο K 2 CO 3, πάρτε πυρίμαχο γυαλί (για χημικά γυάλινα σκεύη). Αντικαταστήστε την κιμωλία CaCO 3 οξείδιο του μολύβδου (II) PbO, και σόδας ποτάσας, πάρετε κρυστάλλινο γυαλί. Είναι μάλλον μαλακό και εύτηκτο, αλλά πολύ βαρύ, διακρίνεται από ισχυρή λάμψη και υψηλό συντελεστή διάθλασης φωτός, αποσυνθένοντας τις ακτίνες φωτός σε όλα τα χρώματα του ουράνιου τόξου και προκαλώντας το παιχνίδι του φωτός.

Η συμπερίληψη του οξειδίου του βορίου αντί των αλκαλικών συστατικών δίνει αυτές τις ιδιότητες αντοχής στη γυαλάδα.

Η συνηθισμένη γυάλινη μάζα μετά την ψύξη έχει μια κιτρινωπή-πράσινη ή μπλε-πράσινη απόχρωση. Το γυαλί μπορεί να χρωματιστεί εάν η σύνθεση του μείγματος κάνει την προσθήκη ορισμένων οξειδίων μετάλλων. Οι σιδηρούχες ενώσεις χρωμάτων γυαλί σε χρώματα - από μπλε-πράσινο και κίτρινο έως κόκκινο-καφέ, οξείδιο μαγγανίου (IV) - από κίτρινο και καφέ έως μοβ, οξείδιο του χρωμίου (III) σε χλοοτάπητα, οξείδιο κοβαλτίου (ΙΙ) Οξείδιο του νικελίου (II) - από ιώδες έως γκρι-καφέ, θειούχο νάτριο - σε κίτρινο, οξείδιο του χαλκού (II) - σε κόκκινο χρώμα.

Στην ανθρώπινη ζωή, το γυαλί έχει κερδίσει τεράστια σημασία. Είναι ορατή παντού, είναι σε κάθε βήμα - στην καθημερινή ζωή της ζωής μας, στη βιομηχανία, στην τεχνολογία, στην επιστήμη, στα έργα τέχνης. Παράθυρο, μπουκάλι, λάμπα, καθρέφτης, γυαλί οικιακής και εργαστηριακής υάλου, οπτικό γυαλί (από γυαλιά γυαλιών μέχρι σύνθετα αναισθητικά των φωτογραφικών μηχανών), φακοί ατέλειωτων οπτικών συσκευών - από μικροσκόπια έως τηλεσκόπια. Είναι δύσκολο να καταγράψετε όλες τις εφαρμογές του γυαλιού και είναι αδύνατο να μετρήσετε τα διάφορα αντικείμενα που κατασκευάζονται από αυτό. Αυτό το υλικό, λόγω των μοναδικών ιδιοτήτων του, ευχαριστεί και, πιθανότατα, είναι γοητευτικό, θα είναι πάντοτε παρόν σε μια ζωή ικανή να εκτιμήσει την ομορφιά του.

Συμπέρασμα

Έτσι, σήμερα αποδεικνύεται ότι το πυρίτιο συμβάλλει:

· Καθαρισμός και ενίσχυση του σώματος και αποτελεσματική απορρόφηση των θρεπτικών ουσιών, μακρο- και μικροστοιχείων

· Αυξήστε τον συνολικό τόνο, αυξήστε τους ενεργειακούς πόρους του σώματος, βελτιώστε τις ψυχικές επιδόσεις, επιβραδύνετε τη διαδικασία γήρανσης

· Εξάλειψη των διαταραχών που προκαλούνται από τις επιβλαβείς επιδράσεις των ελεύθερων ριζών, αποτρέποντας την εμφάνιση πολλών χρόνιων παθήσεων

Τα άτομα πυριτίου αποτελούν τη βάση πηλού, άμμου και βράχων. Το μεγαλύτερο μέρος του κρούστας αποτελείται από ανόργανες ενώσεις πυριτίου (28% κ.β.). Μπορούμε να πούμε ότι ολόκληρος ο ανόργανος κόσμος συνδέεται με το πυρίτιο. Υπό φυσικές συνθήκες, ορυκτά πυριτίου βρίσκονται επίσης σε ασβεστίτες και κιμωλίες. Το πυρίτιο είναι το δεύτερο στοιχείο μετά το οξυγόνο από την άποψη των αποθεμάτων στην κρούστα και αποτελεί περίπου το ένα τρίτο του συνολικού βάρους του. Κάθε 6 άτομο στο φλοιό της γης είναι ένα άτομο πυριτίου. Το πυρίτιο σε θαλασσινό νερό περιέχει ακόμη περισσότερο από τον φώσφορο, που είναι τόσο απαραίτητο για τη ζωή στη Γη. Στο σώμα μας, πυρίτιο βρίσκεται στον θυρεοειδή αδένα, επινεφρίδια, υπόφυση. Η υψηλότερη συγκέντρωσή της βρίσκεται στα μαλλιά και τα νύχια. Το πυρίτιο είναι επίσης ένα συστατικό του κολλαγόνου, η κύρια πρωτεΐνη του συνδετικού ιστού. Ο κύριος ρόλος της είναι η συμμετοχή σε μια χημική αντίδραση, η στερέωση μεμονωμένων ινών κολλαγόνου και ελαστίνης, δίνοντας τη δύναμη και την ελαστικότητα του συνδετικού ιστού. Η έλλειψη πυριτίου στο σώμα οδηγεί σε: osteomalacia (μαλάκυνση των οστών), ασθένειες των ματιών, τα δόντια, τα νύχια, το δέρμα και τα μαλλιά? επιταχυνόμενη φθορά του αρθρικού χόνδρου. ερυσίπελα του δέρματος. πέτρες στο ήπαρ και τα νεφρά. δυσβαστοραιμία. αθηροσκλήρωση. Η σχέση μεταξύ της συγκέντρωσης πυριτίου στο πόσιμο νερό και στις καρδιαγγειακές παθήσεις βρέθηκε. Η φυματίωση, ο διαβήτης, η λέπρα, η ηπατίτιδα, η υπέρταση, ο καταρράκτης, η αρθρίτιδα, ο καρκίνος συνοδεύονται από μείωση της συγκέντρωσης πυριτίου στους ιστούς και τα όργανα ή διαταραχές του μεταβολισμού. Εν τω μεταξύ, το σώμα μας χάνει καθημερινά το πυρίτιο - κατά μέσο όρο καταναλώνουμε 3,5 mg πυριτίου την ημέρα με τρόφιμα και νερό και χάνουμε περίπου 9 mg την ημέρα.

Λογοτεχνία

· Samsonov. GV Silicides και η χρήση τους στη μηχανική. Κίεβο, εκδοτικός οίκος της Ακαδημίας Επιστημών της ουκρανικής SSR, 1959. 204 σελ.

· Aleshin Ε. Ρ., Aleshin Ν. Ε. Εικ. Μόσχα, 1993. 504 σελ. 100 εικ.

"Άνθρακας και πυρίτιο" - Διαμάντι καλά εδάφη - ένα διαμάντι. Ο μαλακός γραφίτης έχει μια στρωματοποιημένη δομή. Οξείδιο του πυριτίου (IV). Ο κατοπτρικός άνθρακας έχει μια στρωματοποιημένη δομή. Χημικές ιδιότητες Άνθρακα. Γραφίτη Μέθοδοι απόκτησης: εργαστηριακές και βιομηχανικές. Γυαλί Ένα από τα πιο μαλακά από τα στερεά. Περισσότερο από το 99% του άνθρακα στην ατμόσφαιρα έχει τη μορφή διοξειδίου του άνθρακα.

"Silicon" - Αλληλεπίδραση με μέταλλα. Γενικά χαρακτηριστικά του πυριτίου στη θέση του περιοδικού συστήματος. Εφαρμογή. Προϊόντα πυριτικής βιομηχανίας. Πυριτικά άλατα - άλατα πυριτικού οξέος. Πυριτίδια Στα εργαστήρια, το πυρίτιο παράγεται μειώνοντας το οξείδιο του πυριτίου SiO2. Η δομή του ατόμου πυριτίου. Μέχρι το τέλος του εξωτερικού επιπέδου, το πυρίτιο στερείται 4 ηλεκτρονίων.

"Μάθημα πυριτίου" - Στην εκδήλωση των μη μεταλλικών και μεταλλικών ιδιοτήτων. Επιλέξτε τις σωστές δηλώσεις: Οξείδια, άνθρακα και υδροξείδια του πυριτίου; Η φύση του οξειδίου: α) βασική, β) όξινη, γ) αμφοτερική. Τύποι δεσμών και κρυστάλλων σε απλές ουσίες. Πυριτική βιομηχανία. Express survey. Λουλούδι - πέντε λουλούδια.

"Ενώσεις πυριτίου" - Κυβικό πλέγμα με κέντρο το πρόσωπο. Jasper Ορυκτά με βάση το SiO2. Agat Το πυρίτιο και οι ενώσεις του. Πυριτικά άλατα και υδρογόνο. Αμέθυστος. Λαμβάνοντας πυριτικά άλατα. Λαμβάνοντας πυρίτιο στο εργαστήριο. Η χρήση πυριτίου. Χημικές ιδιότητες του SiO2. Φυσικά πυριτικά άλατα. Ποικιλίες χαλαζία. Η ανακάλυψη του πυριτίου. Οξείδιο του πυριτίου.

"Ισότοπα πυριτίου" - Παραγωγή μονοκρυσταλλικών σπόρων. Η κατανομή της συγκέντρωσης ισοτόπων κατά μήκος του σπόρου. Προοπτικές για τη χρήση μονοϊσοτοπικού πυριτίου. Θερμική αγωγιμότητα ισοτοπικώς εμπλουτισμένου πυριτίου-28. Φάσματα Raman ισοτοπικώς εμπλουτισμένου πυριτίου. Χωνευτήρι Εξάρτηση του χάσματος ζώνης πυριτίου σε ατομική μάζα.

"Σιλικόνιο και οι ενώσεις του" - Το πυρίτιο μπορεί να είναι ταυτόχρονα οξειδωτικό και αναγωγικό. Το κρυσταλλικό πλέγμα του πυριτίου μοιάζει με τη δομή ενός διαμαντιού. Τα πυριτικά πυριτικά αντιπροσωπεύουν περισσότερο από το 1/4 της μάζας ολόκληρου του φλοιού. Κεραμικά. Το πυρίτιο ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά το 1811 από τους Gay-Lussac και Tenar. Σύγχρονα κεραμικά πιάτα. Εξετάστε τις φυσικές ενώσεις πυριτίου.

Υπάρχουν συνολικά 6 παρουσιάσεις.

Δημοτικό εκπαιδευτικό ίδρυμα

"Δευτεροβάθμιο σχολείο № 6"

Πόλεις του Murom

Περίληψη στη χημεία με θέμα:

"Το πυρίτιο, οι ιδιότητές του και οι αλλοτροπικές αλλαγές. Το πυρίτιο - ένα βιογενές στοιχείο "

Εκπληρωμένος φοιτητής 8 Στην τάξη

Shvetsova Tatyana

Ο επικεφαλής Kornyshova S.S.

Εισαγωγή 3

Ιστορικό ανακάλυψης πυριτίου 4

Το πυρίτιο στη φύση και η βιομηχανική εξόρυξη 5

Το πυρίτιο, οι ιδιότητές του και οι αλλοτροπικές τροποποιήσεις 7

Τρόποι για να πάρει πυρίτιο 10

Οι ενώσεις πυριτίου και οι ιδιότητές τους 11

Σιλικόνη - Θρεπτικό συστατικό 14

Πυριτική βιομηχανία 17

Συμπέρασμα 19

Λογοτεχνία 20

Εισαγωγή

Οι θεραπευτικές ιδιότητες του πυριτίου ήταν γνωστά πολύ πριν από σήμερα: στην αρχαία Κίνα και η Ινδία έχουν χρησιμοποιήσει από καιρό τις θεραπευτικές ιδιότητες των νέων μπαμπού, που περιέχει πυρίτιο, και η Ρωσία έχουν χρησιμοποιηθεί λευκό πηλό για τη θεραπεία αναιμικών παιδιών και των ευπαθών ηλικιωμένων ατόμων, και την καούρα από δηλητηρίαση από ασθένειες του δέρματος. Ακόμη και στη φαρμακευτική πρακτική της αρχαίας Ινδίας και της Κίνας, και αργότερα η λαϊκή ιατρική πολλών χωρών χρησιμοποίησε αφέψημα, εγχύσεις και εκχυλίσματα τέτοιων φυτών που περιέχουν πυρίτιο, όπως αλογοουρά, τσουκνίδα, ορειβάτης, μπαμπού και το περίφημο ginseng. Για περισσότερο από 200 χρόνια, το πυρίτιο έχει χρησιμοποιηθεί στην κλασική ομοιοπαθητική, είναι πολύ δημοφιλές στη σύγχρονη κοσμετολογία και χρησιμοποιείται ευρέως στη μεσοθεραπεία για την αναζωογόνηση του δέρματος (αναζωογόνηση).

Στόχος: Η μελέτη των ιδιοτήτων του πυριτίου και των φυσικών ενώσεών του, για τη βελτίωση της γνώσης σχετικά με τη δομή των ατόμων.

· Καθορίστε τη δομή του πυριτίου, την αξία του πυριτίου και των ενώσεών του και την πρακτική εφαρμογή τους.

· Επισημάνετε την αξία του πυριτίου ως θρεπτικού συστατικού

· Προσδιορίστε τους κύριους τομείς της βιομηχανίας πυριτικών

Ιστορία ανακάλυψης πυριτίου

Το πυρίτιο αποτελεί στοιχείο της κύριας υποομάδας της τέταρτης ομάδας της τρίτης περιόδου του περιοδικού πίνακα χημικών στοιχείων. Ι. Μεντελλέεφ, με ατομικό αριθμό 14. Σημειώνεται με το σύμβολο Si (lat. Silicium).

Το Pure Creme απομονώθηκε το 1811 από τους Γάλλους επιστήμονες Joseph Louis Gay-Lussac και Louis Jacques Tenard.

Το 1825, ο Σουηδός χημικός Johns Jakob Berzelius, με τη δράση μεταλλικού καλίου επί φθοριούχου πυριτίου SiF 4, έλαβε καθαρό στοιχειακό πυρίτιο. Το νέο στοιχείο έλαβε το όνομα "silicium" (από το λατινικό Silex - flint). Το ρωσικό όνομα "πυρίτιο" εισήχθη το 1834 από τον ρώσο χημικό Γερμανό Ιβάνοβιτς Έσετ. Μεταφράστηκε από την αρχαία ελληνική κρήμνιο - "βράχος, βουνό".

(από τη λατινική. πυριτία - φλαμίσκο · ρωσικό όνομα από την ελληνική - κρήμνο - γκρεμό) Si - ανακαλύφθηκε από τον J.
  Berzelius (Στοκχόλμη, Σουηδία) το 1824. Και εδώ είναι το πυρίτιο (Silicium - lat.) Χημικό στοιχείο, ατομικός αριθμός 14, ομάδα IV του περιοδικού συστήματος.

Το 1825, ο Σουηδός χημικός Johns Jacob Berzelius, με τη δράση μεταλλικού καλίου επί φθοριούχου πυριτίου SiF 4, έλαβε καθαρό στοιχειακό πυρίτιο. Το νέο στοιχείο έλαβε το όνομα "πυρίτιο" (από το λατινικό Silex - flint). Το ρωσικό όνομα "πυρίτιο" εισήχθη το 1834 από τον ρώσο χημικό Γερμανό Ιβάνοβιτς Έσετ. Μεταφράστηκε από την ελληνική κρέμονο - "βράχος, βουνό".

Όντας στη φύση

Το πυρίτιο στη φύση και η βιομηχανική εξόρυξη

Τις περισσότερες φορές στη φύση, το πυρίτιο βρίσκεται υπό μορφή ενώσεων πυριτίας με βάση το διοξείδιο του πυριτίου (IV) SiO 2 (περίπου 12% της μάζας του φλοιού της γης). Τα κυριότερα ορυκτά που σχηματίζονται από το διοξείδιο του πυριτίου είναι η άμμος (ποτάμι και χαλαζία), ο χαλαζίας και ο χαλαζίτης. Η δεύτερη πιο κοινή ομάδα ενώσεων πυριτίου στη φύση είναι τα πυριτικά άλατα και τα αργιλοπυριτικά άλατα.

Υπάρχουν μεμονωμένα γεγονότα για την εξεύρεση καθαρού πυριτίου στη φυσική του μορφή: Μεταλλικό πυρίτιο σε ijolitah του ορυχείου Hot Mining, Petrology των συνήθων χονδριτών.

· Si02 + 2Mg = 2MgO + Si,

Το πυρίτιο, οι ιδιότητές του και οι αλλοτροπικές τροποποιήσεις

Το κρυσταλλικό πυρίτιο είναι μια σκούρα γκρι ουσία με λαμπερό χάλυβα. Η δομή του πυριτίου είναι παρόμοια με αυτή του διαμαντιού: το κρυσταλλικό πλέγμα είναι κυβικό προσανατολισμένο στο πρόσωπο, αλλά λόγω του μεγαλύτερου δεσμού μεταξύ των ατόμων Si-Si σε σύγκριση με το μήκος δεσμού C-C, η σκληρότητα του πυριτίου είναι πολύ μικρότερη από το διαμάντι. Το πυρίτιο είναι πολύ εύθραυστο, η πυκνότητά του είναι 2,33 g / cm3.

Όπως ο άνθρακας, αναφέρεται σε πυρίμαχες ουσίες.

Κρυσταλλική δομή πυριτίου.

Χημικές ιδιότητες

1. Si + 2ΗΝΟ3 = Si02 + ΝΟ + ΝΟ2 + Η2Ο

2. Si02 + 4HF = SiF4 + 2Η2Ο

3. 3SiF4 + 3Η2O = 2Η2SiF6 + H2SiO3

1. Si + 2KOH + Η2Ο = Κ2SίΟ3 + 2Η2

2. K2SiO3 + 2H2OleH2SiO3 + 2KOH

Φυσικές ιδιότητες

Το κρυσταλλικό πλέγμα του πυριτίου είναι ένας κυβικός προσανατολισμένος προς τον πρόσωπο τύπος διαμαντιού, η παράμετρος α = 0,54307 nm (άλλες πολυμορφικές τροποποιήσεις του πυριτίου ελήφθησαν υπό υψηλές πιέσεις), αλλά λόγω του μεγαλύτερου μήκους δεσμού μεταξύ των ατόμων Si-Si σε σύγκριση με το μήκος δεσμού C-C, λιγότερο από το διαμάντι. Το πυρίτιο είναι εύθραυστο, μόνο όταν θερμαίνεται πάνω από 800 ° C γίνεται πλαστική ουσία. Είναι ενδιαφέρον το γεγονός ότι το πυρίτιο είναι διαφανές στην υπέρυθρη ακτινοβολία, ξεκινώντας από ένα μήκος κύματος 1,1 μικρομέτρων. Η εγγενής συγκέντρωση φορέων φορτίου είναι 13,1 × 10 28 m -3

Ηλεκτροφυσικές ιδιότητες

Το στοιχειακό πυρίτιο σε μονοκρυσταλλική μορφή είναι ένας ημιαγωγός με έμμεσο διάκενο ζώνης. Διαφορά ζώνης στο δωμάτιο

η θερμοκρασία είναι 1,12 eV, και σε T = 0 K είναι 1,21 eV. Η συγκέντρωση ενδογενών φορέων φορτίου σε πυρίτιο κάτω από κανονικές συνθήκες είναι περίπου 1,5 × 10 10 cm -3 [η πηγή δεν καθορίζεται 342 ημέρες].

Οι ηλεκτροφυσικές ιδιότητες του κρυσταλλικού πυριτίου επηρεάζονται σε μεγάλο βαθμό από τις ακαθαρσίες που περιέχονται σε αυτό. Για να ληφθούν κρύσταλλοι πυριτίου με αγωγιμότητα οπών, εισάγονται στοιχεία πυριτίου σε άτομα της τρίτης ομάδας, όπως το βόριο, το αργίλιο, το γάλλιο, το ίνδιο. Για να ληφθούν κρύσταλλοι πυριτίου με ηλεκτρονική αγωγιμότητα, τα άτομα των στοιχείων της ομάδας V, όπως ο φωσφόρος, το αρσενικό και το αντιμόνιο, εισάγονται στο πυρίτιο.

Κατά τη δημιουργία ηλεκτρονικών συσκευών που βασίζονται στο πυρίτιο, χρησιμοποιείται το σχεδόν κοντινό στρώμα του υλικού (έως και δέκα μικρά), οπότε η ποιότητα της κρυσταλλικής επιφάνειας μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τις ηλεκτρικές ιδιότητες του πυριτίου και, κατά συνέπεια, τις ιδιότητες της τελικής συσκευής. Όταν δημιουργούνται ορισμένες συσκευές, χρησιμοποιούνται τεχνικές που σχετίζονται με την τροποποίηση της επιφάνειας, για παράδειγμα, με την επεξεργασία της επιφάνειας του πυριτίου με διάφορους χημικούς παράγοντες.

1. Διηλεκτρική διαπερατότητα: 12

2. Η κινητικότητα των ηλεκτρονίων: 1300-1450 cm² / (in · c).

3. Κινητικότητα των τρυπών: 500 cm² / (in · c).

4. Το πλάτος της απαγορευμένης ζώνης 1,205-2,84 × 10 -4 · T

5. Διάρκεια ζωής ηλεκτρονίου: 5 ns - 10 ms

6. Η μέση ελεύθερη διαδρομή μέσου ηλεκτρονίων: περίπου 0,1 cm

7. Το μήκος της ελεύθερης διαδρομής της οπής: περίπου 0,02 - 0,06 cm

Τρόποι για να πάρει πυρίτιο

Το ελεύθερο πυρίτιο μπορεί να ληφθεί με τη λεύκανση λεπτής λευκής άμμου με μαγνήσιο, το οποίο με χημική σύσταση είναι σχεδόν καθαρό οξείδιο του πυριτίου,

· Si02 + 2Mg = 2MgO + Si,

Το άμορφο πυρίτιο που σχηματίζεται στην περίπτωση αυτή έχει τη μορφή καστανής σκόνης, η πυκνότητα της οποίας είναι 2,0 g / cm3

Στη βιομηχανία, το πυρίτιο τεχνικής ποιότητας επιτυγχάνεται μειώνοντας το τήγμα SiO2 με κωκ στους περίπου 1800 ° C σε κλίβανοι τόξου. Η καθαρότητα του πυριτίου που λαμβάνεται κατ 'αυτόν τον τρόπο μπορεί να φθάσει το 99,9% (οι κύριες ακαθαρσίες είναι άνθρακες, μέταλλα).

Πιθανός περαιτέρω καθαρισμός του πυριτίου από ακαθαρσίες.

· Ο καθαρισμός υπό εργαστηριακές συνθήκες μπορεί να γίνει με προκαταρκτική προετοιμασία πυριτίου μαγνησίου Mg2Si. Περαιτέρω, αέριο μονοσιλάνιο SiH4 λαμβάνεται από πυριτικό μαγνήσιο χρησιμοποιώντας υδροχλωρικό ή οξικό οξύ. Το μονοσιλάνιο καθαρίζεται με απόσταξη, προσρόφηση και άλλες μεθόδους και στη συνέχεια αποσυντίθεται σε πυρίτιο και υδρογόνο σε θερμοκρασία περίπου 1000 ° C.

· Ο καθαρισμός του πυριτίου σε βιομηχανική κλίμακα πραγματοποιείται με απευθείας χλωρίωση του πυριτίου. Δημιουργούνται ενώσεις της σύνθεσης SiCl4 και SiCl3H, τα οποία καθαρίζονται με ακαθαρσίες με διάφορους τρόπους (συνήθως με απόσταξη και δυσαναλογία) και μειώνονται στο τελικό στάδιο με καθαρό υδρογόνο σε θερμοκρασίες από 900 έως 1100 ° C.

· Ανάπτυξη φθηνότερων, καθαρότερων και πιο αποτελεσματικών τεχνολογιών βιομηχανικού καθαρισμού πυριτίου. Για το 2010, αυτές περιλαμβάνουν την τεχνολογία καθαρισμού πυριτίου χρησιμοποιώντας φθόριο (αντί για χλώριο). τεχνολογίες για την απόσταξη του μονοξειδίου του πυριτίου · τεχνολογίες που βασίζονται στη χάραξη ακαθαρσιών, συγκεντρώνοντας στα διακρυσταλλικά όρια.

Η μέθοδος παραγωγής πυριτίου σε καθαρή μορφή αναπτύχθηκε από τον Nikolai Nikolayevich Beketov.

Ο μεγαλύτερος παραγωγός πυριτίου στη Ρωσία είναι η OKRusal - το πυρίτιο παράγεται σε φυτά στην πόλη Kamensk-Uralsky (περιοχή Sverdlovsk) και στην πόλη Shelekhov (περιοχή Irkutsk).

Οι ενώσεις πυριτίου και οι ιδιότητές τους

Συνδέσεις πυριτίου

Καρβίδιο του πυριτίου (SiC) Σιλάνια (Si n H 2n + 2) Φθοροπυριτικό οξύ (H2) Σιλικοϊκά οξέα (SiO2 · n  Η2Ο) Οξείδιο του πυριτίου (II) (SiO) Οξείδιο του πυριτίου (IV) (Si02) Σιλικόνη πηκτής ( n  Si02 · m (SiSi 2) Silicone oil (Si 3 Bi 4) Πυριτικό νάτριο (Si 3 Bi 4) Πυριτικό ασβέστιο (Si 3 Bi 4) Πυριτικό νάτριο (Si 3 Bi 4) Πυριτικό ασβέστιο (CaSi 2) Πυριτίδιο μαγγανίου (Mg2Si) Τριχλωροσιλάνιο (SiHCl3) Χλωριούχο πυρίτιο (IV) (SiCl4) Χλωριούχα πυρίτιο Νιτρίδιο πυριτίου (Si3N4) Τετραϊωδίδιο πυριτίου (SiI4) πυριτίου (SiS2) Moissanite

Με χημικές ιδιότητες, το πυρίτιο είναι μη μεταλλικό. Δεδομένου ότι στο εξωτερικό επίπεδο ενέργειας υπάρχουν 4 ηλεκτρόνια, ο βαθμός οξείδωσης και των 4 και +4 είναι χαρακτηριστικός του πυριτίου. Χημικά, το πυρίτιο είναι ελάχιστα ενεργό. Σε θερμοκρασία δωματίου αντιδρά μόνο με φθοριούχο αέριο και σχηματίζεται πτητικό τετραφθοριούχο πυρίτιο:

Si + 2F2 = SiF4

Όταν θερμαίνεται, το θρυμματισμένο πυρίτιο αντιδρά με οξυγόνο για να σχηματίσει οξείδιο του πυριτίου (IV):

Si + 02 = Si02

Τα οξέα (εκτός από το μείγμα υδροφθορίου και αζώτου) δεν επηρεάζουν το πυρίτιο. Ωστόσο, διαλύεται σε αλκάλια, σχηματίζοντας πυριτικό άλας και υδρογόνο.

Si + 2 NaOH + Η2Ο = Na2SiO3 + 2H2

Στις ενώσεις, το πυρίτιο τείνει να παρουσιάζει βαθμό οξείδωσης +4 ή -4, εφόσον η κατάσταση της sp3 υβριδισμού των τροχιακών είναι πιο χαρακτηριστική του ατόμου πυριτίου. Επομένως, σε όλες τις ενώσεις εκτός του οξειδίου του πυριτίου (II) SiO, το πυρίτιο είναι τετρασθενές.

Χημικά, το πυρίτιο είναι ανενεργό. Σε θερμοκρασία δωματίου αντιδρά μόνο με αέριο φθόριο και σχηματίζεται πτητικό τετραφθοριούχο πυρίτιο SiF4. Όταν θερμαίνεται σε θερμοκρασία 400-500 ° C, το πυρίτιο αντιδρά με οξυγόνο για να σχηματίσει διοξείδιο SiO2, με χλώριο, βρώμιο και ιώδιο για να σχηματίσει τα αντίστοιχα εύκολα πτητικά τετρααλογονίδια του SiHalogen 4.

Το πυρίτιο δεν αντιδρά άμεσα με το υδρογόνο, ενώ οι ενώσεις πυριτίου με υδρογόνο - σιλάνια με τον γενικό τύπο Si n H 2n + 2 - λαμβάνονται έμμεσα. Το μονοσιλάνιο SiH 4 (που συχνά ονομάζεται απλά σιλάνιο) απελευθερώνεται όταν τα πυριτιδικά μέταλλα αλληλεπιδρούν με όξινα διαλύματα, για παράδειγμα:

Ca2Si + 4HCl → 2CaCl2 + SiH4.

Το σιλάνιο SiH4 που σχηματίζεται σε αυτή την αντίδραση περιέχει ένα μίγμα άλλων σιλανίων, ειδικότερα διισιλάνιο Si2H6 και τρισιλάνιο Si3H8, στο οποίο υπάρχει μία αλυσίδα ατόμων πυριτίου συνδεδεμένη με απλούς δεσμούς (-Si-Si-Si-) .

Με άζωτο, το πυρίτιο σε θερμοκρασία περίπου 1000 ° C σχηματίζει ένα νιτρίδιο του Si 3 N 4, με βόρια - ανθεκτικά σε θερμό και χημικά βορίδια SiB 3, SiB 6 και SiB 12. Η ένωση πυριτίου και το πλησιέστερο ανάλογο στον περιοδικό πίνακα - καρβίδιο άνθρακα - πυριτίου SiC (carborundum) χαρακτηρίζεται από υψηλή σκληρότητα και χαμηλή χημική δραστηριότητα. Το Carborundum χρησιμοποιείται ευρέως ως λειαντικό υλικό.

Όταν το πυρίτιο θερμαίνεται με μέταλλα, εμφανίζονται πυριτίδια. Τα πυριτίδια μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες: ιονικά ομοιοπολικά (πυριτίδια αλκαλικών μετάλλων, μετάλλων αλκαλικών γαιών και τύπου Ca2Si, Mg2Si κ.λπ.) και μεταλλοπυριτικά μεταλλικά πυριτίδια. Τα πυριτίδια των ενεργών μετάλλων αποσυντίθενται κάτω από την επίδραση των οξέων, τα πυριτίδια μεταβατικών μετάλλων είναι χημικά σταθερά και δεν αποσυντίθενται κάτω από την δράση των οξέων. Τα πυριτίδια που μοιάζουν με μέταλλα έχουν υψηλά σημεία τήξης (έως 2000 ° C). Τα σιλικονίδια όπως τα μέταλλα MeSi, Me3Si2, Me2Si3, Me5Si3 και MeSi2 σχηματίζονται συχνότερα. Τα πυριτίδια τύπου μέταλλο είναι χημικά αδρανή, ανθεκτικά στη δράση του οξυγόνου ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες.

Όταν το Si02 μειώνεται με πυρίτιο σε υψηλές θερμοκρασίες, σχηματίζεται οξείδιο του πυριτίου (II) SiO.

Το πυρίτιο χαρακτηρίζεται από το σχηματισμό ενώσεων οργανοπυριτίου στις οποίες τα άτομα πυριτίου συνδέονται σε μεγάλες αλυσίδες με τα γεφυρωτικά άτομα οξυγόνου -Ο- και σε κάθε άτομο πυριτίου, εκτός από δύο άτομα Ο, δύο επιπλέον οργανικές ρίζες R1 και R2 = CH3, C συνδέονται 2 Η5, C6H5, CH2CH2CF3, κλπ.

Για τη χάραξη πυριτίου, το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο είναι ένα μείγμα υδροφθορικού και νιτρικού οξέος. Ορισμένοι ειδικοί συλλέκτες προβλέπουν την προσθήκη χρωμικού ανυδρίτη και άλλων ουσιών. Κατά τη διάρκεια της χάραξης, το διάλυμα χάραξης οξέως θερμαίνεται γρήγορα στο σημείο βρασμού, ενώ ο ρυθμός χάραξης αυξάνεται πολλές φορές.

4. Si + 2ΗΝΟ3 = Si02 + ΝΟ + ΝΟ2 + Η2Ο

5. SiO2 + 4HF = SiF4 + 2Η2Ο

6. 3SiF4 + 3Η2O = 2Η2SiF6 + H2Si03

Για τη χάραξη του πυριτίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν υδατικά διαλύματα αλκαλίων. Η διάβρωση του πυριτίου σε αλκαλικά διαλύματα αρχίζει σε θερμοκρασία διαλύματος μεγαλύτερη από 60 ° C.

3. Si + 2KOH + Η2O = K2SiO3 + 2H2

4. K2SiO3 + 2Η2OΗ2Η2SiΟ3 + 2ΚΟΗ

Είναι ένα υλικό για την πιο ανθεκτική φυσική ένωση του πυριτίου - οξείδιο του πυριτίου (IV). Πρόκειται για πυριτία, χαλαζία, διαφανείς κρυστάλλους χαλαζία - κρυστάλλινο βράχο, μια εξαιρετικά κρυσταλλική ποικιλία χαλαζία - ιάσπιρο, λεπτούς σπόρους χαλαζία - άμμο (όλα τα δείγματα παρουσιάζονται στην έκθεση και αποδεικνύονται). Τα πυριτικά άλατα είναι επίσης εξαιρετικά κοινά στη φύση.

Για παράδειγμα:

Ο καολινίτης είναι το κύριο συστατικό του λευκού πηλού.

Τα τεχνητά πυριτικά κεραμικά, το γυαλί και το τσιμέντο έχουν μεγάλη σημασία. Ας εξοικειωθούμε με την παραγωγή ορισμένων από τα υλικά που παράγονται από τη βιομηχανία πυριτικών, περισσότερο.

Σιλικόνη - Θρεπτικό

Στο ανθρώπινο σώμα, η περιεκτικότητα σε πυρίτιο είναι 7-10 χρόνια, βρίσκεται στο αίμα, στους μύες, στα ανοσολογικά αρμόδια όργανα - τον θύμο αδένα και τα επινεφρίδια. Το πυρίτιο είναι το κύριο δομικό στοιχείο του ανθρώπινου σώματος, αν το ασβέστιο είναι ένα στοιχείο άκαμπτων οστικών δομών του μυοσκελετικού συστήματος, τότε το πυρίτιο είναι ένα στοιχείο ευέλικτων δομών, είναι απαραίτητο για το σχηματισμό και ανάπτυξη συνδετικού ιστού, ο οποίος αντιπροσωπεύεται ευρέως στο σώμα μας - οστά, αρθρώσεις, τένοντες, φακούς του οφθαλμού, αιμοφόρα αγγεία, καθώς και δέρμα, βλεννογόνους, μαλλιά και νύχια. Ο συνδετικός ιστός έχει μια ιδιότητα που το διακρίνει από άλλους ιστούς του σώματος - την ικανότητα αναγέννησης (αποκατάστασης). Η υψηλή περιεκτικότητα πυριτίου στον συνδετικό ιστό οφείλεται στην παρουσία του στη σύνθεση πρωτεϊνικών συμπλοκών που αποτελούν τον σκελετό των ιστών και τους δίνουν δύναμη και ελαστικότητα. Το πυρίτιο εμπλέκεται σε χημικές αντιδράσεις που περιέχουν μεμονωμένες ίνες κολλαγόνου και ελαστίνης, αποτρέπει τη δημιουργία ρυτίδων, εξομαλύνει την ενυδάτωση του δέρματος, ενισχύει τα μαλλιά και τα νύχια. Οι ενώσεις πυριτίου είναι βασικοί ενεργοποιητές της αναγέννησης του συνδετικού ιστού στο ανθρώπινο σώμα, επιταχύνουν τις μεταβολικές διαδικασίες στο σώμα, έχουν διεγερτικό αποτέλεσμα στην ανάπτυξη των δερματικών κυττάρων, την παραγωγή κολλαγόνου, ελαστίνης και κερατίνης. Η ικανότητα του πυριτίου να διαρθρώνει το νερό και τα σωματικά υγρά είναι γνωστή, μειώνει την επιφανειακή τάση του νερού, καθιστώντας το πιο βιοδιαθέσιμο, έτσι το πυρίτιο προάγει την ενυδάτωση των κυττάρων και των ιστών. Έχει αποκαλυφθεί ότι στα παιδιά ο κορεσμός των σωματικών ιστών με το υγρό είναι υψηλότερος από εκείνον των ηλικιωμένων, επομένως το πυρίτιο παίζει σημαντικό ρόλο στην πρόληψη της διαδικασίας γήρανσης του σώματος. Ως δομικό αντιοξειδωτικό, το πυρίτιο εμποδίζει τις διεργασίες υπεροξείδωσης λιπιδίων, το οποίο έχει θετική επίδραση στην ενίσχυση της προστατευτικής λειτουργίας του δέρματος και στην αύξηση της αντοχής των μαλλιών και των νυχιών στην οξειδωτική δράση των ελεύθερων ριζών. Δεδομένου ότι η βιολογική ηλικία ενός ατόμου καθορίζεται ακριβώς από το ρυθμό μεταβολικών διεργασιών, η έλλειψη πυριτίου στο σώμα είναι μία από τις αιτίες της γήρανσης.

Οι επιστημονικές μελέτες έχουν δείξει ότι το πυρίτιο εμπλέκεται στο μεταβολισμό περισσότερων από 70 ιχνοστοιχείων (ασβέστιο, μαγνήσιο, φθόριο, νάτριο, θείο, αλουμίνιο, ψευδάργυρος, μολυβδαίνιο, μαγγάνιο, κοβάλτιο και πολλά άλλα) · δεν απορροφώνται εάν το σώμα στερείται πυριτίου. Η έλλειψη πυριτίου στο σώμα συνεπάγεται μικρολευκωματώσεις, διαταραχές των λειτουργιών πολλών συστημάτων σώματος και μεταβολικές διαταραχές. Η παραβίαση του μεταβολισμού του πυριτίου οδηγεί σε αναιμία, οστεοπόρωση, απώλεια μαλλιών, ασθένειες των αρθρώσεων, φυματίωση, διαβήτη, ερυσίπελα του δέρματος, χολόλιθοι και ουρολιθίαση

Η μοναδική ικανότητα του πυριτίου να καθαρίζει τους ζωντανούς οργανισμούς είναι γνωστή εδώ και πολύ καιρό, οι οργανικές του ενώσεις μπορούν να σχηματίσουν στο υδάτινο περιβάλλον του σώματος βιοηλεκτρικά φορτισμένα συστήματα που "κολλάνε" τους ιούς της γρίπης, της ηπατίτιδας, του έρπητα, των παθογόνων, των μυκήτων και απενεργοποιούν τους στον εαυτό τους. Είναι γνωστό ότι η έλλειψη πυριτίου συνοδεύεται πάντοτε από δυσβαστορίωση, η συχνότερη εκδήλωση της οποίας είναι η καντιντίαση, που εκδηλώνεται ως ελκωτικές αλλοιώσεις του στοματικού βλεννογόνου, της μύτης, της ανώτερης αναπνευστικής οδού, του πεπτικού συστήματος και του ουροποιητικού συστήματος. Τα κολλοειδή πυριτίου σχηματίζουν πολύπλοκες ενώσεις με Candides και τις τοξίνες τους και τις απομακρύνουν από το σώμα. Η φυσιολογική χλωρίδα του εντέρου, η οποία περιλαμβάνει τα μπιφιδό βακτήρια και τα γαλακτοβακίλλια, δεν έχει τη δυνατότητα σύνδεσης με συστήματα κολλοειδούς πυριτίου και παραμένει στο έντερο, κάτι που είναι πολύ σημαντικό για την κανονική λειτουργία

πεπτικό σύστημα. Για να μην αναφέρουμε την αξία του πυριτίου για το ανοσοποιητικό σύστημα: τα κύτταρα του αίματος που είναι υπεύθυνα για τις προστατευτικές λειτουργίες του σώματος (μονοκύτταρα, λεμφοκύτταρα) και παράγουν προστατευτικά αντισώματα - είναι εκπρόσωποι του συνδετικού ιστού. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η έλλειψη πυριτίου μειώνει την ανοσία και εμφανίζονται διάφορες ασθένειες που είναι παρατεταμένες, συνήθως αυτές είναι οι πυώδεις διεργασίες - φρουγγούλωση, αποστήματα, ιγμορίτιδα, ωτίτιδα, αμυγδαλίτιδα, μη τραυματισμένα τραύματα και συρίγγια. Έχει ήδη αποδειχθεί ότι πολλές σοβαρές ασθένειες (καρκίνος, φυματίωση, λέπρα, καταρράκτης, ηπατίτιδα, δυσεντερία, ρευματισμός, αρθρίτιδα) συνδέονται είτε με έλλειψη πυριτίου στους ιστούς είτε με παραβίαση του μεταβολισμού του. Το πυρίτιο έχει αντιφλεγμονώδες και ανοσοδιεγερτικό αποτέλεσμα σε αναπνευστικές λοιμώξεις και χρόνια βρογχίτιδα, μειώνει τις αλλεργικές αντιδράσεις στο βρογχικό άσθμα. Οι επιστήμονες έχουν δώσει μεγάλη προσοχή στο γεγονός ότι σε περιοχές όπου το έδαφος είναι πλούσιο σε πυρίτιο, ο καρκίνος είναι εξαιρετικά σπάνιος.

Παίρνουμε πυρίτιο με νερό, φυτικά και ζωικά τρόφιμα, η καθημερινή ανάγκη για πυρίτιο είναι 20-30 mg, ειδικά οι έγκυες γυναίκες, οι θηλάζουσες μητέρες και τα παιδιά χρειάζονται ειδικό πυρίτιο. Τα όργανα και τα συστήματα σχηματίζονται ενεργά στον παιδικό οργανισμό και η ανάγκη για ένα στοιχείο σύνδεσης είναι πολύ υψηλότερη από αυτή ενός ενήλικα. Με την έλλειψη πυριτίου στα σώματα των παιδιών, αναπτύσσεται ραχίτιδα, καταστρέφονται τα δόντια και προχωρά η τερηδόνα, τα παιδιά υστερούν στη σωματική και πνευματική ανάπτυξη. Σε ενήλικες, η τερηδόνα συνδέεται με την τριχόπτωση, την ευθραυστότητα και τα εύθραυστα νύχια. Με την ηλικία, η κατάποση πυριτίου μειώνεται, το ασβέστιο παίρνει τη θέση του στα οστά, έτσι τα οστά χάνουν την ελαστικότητα, σκληρύνουν, γίνονται εύθραυστα και εμφανίζεται οστεοπόρωση. Με περίπου τον ίδιο τρόπο, αναπτύσσεται οστεοχονδρωσία στο σώμα: οι μεσοσπονδύλιοι χόνδροι γεμίζουν με ασβέστιο, χάνουν την ελαστικότητά τους, γίνονται πιο λεπτές και η κινητικότητά τους επιδεινώνεται. Όταν μειώνεται η ποσότητα του πυριτίου στο σώμα, το ασβέστιο δεν απορροφάται από τον οστικό ιστό, με τη μορφή αλάτων που εναποτίθεται στις αρθρώσεις και με τη μορφή άμμου και πετρών - στη χοληδόχο κύστη και στους νεφρούς, προκαλώντας την εμφάνιση σύνδρομο ουρικής αρθρίτιδας. Στη διαδικασία γήρανσης, ο κίνδυνος κατάγματα αυξάνεται σημαντικά, αποδεικνύεται ότι υπάρχει ισχυρή συσσώρευση πυριτίου στη θέση κάταγμα και η ποσότητα αυξάνεται 50 φορές σε σύγκριση με υγιή μέρη του οστού. Το σώμα το στέλνει στην περιοχή προβλημάτων "για να βοηθήσει" για τον γρήγορο σχηματισμό νέου οστικού ιστού. Η καταγραφή του πυριτίου προωθεί την σταθεροποίηση του ασβεστίου στα οστά, βελτιώνει την ελαστικότητα και τον μυϊκό τόνο, ενισχύει τους συνδέσμους και τους χόνδρους των αρθρώσεων. Είναι γνωστό ότι η ηλικία ενός ατόμου μπορεί να κριθεί από την κατάσταση των πλοίων του. Το 1957, Γάλλοι επιστήμονες περιέγραψαν τα γεγονότα που επιβεβαιώνουν ότι η αθηροσκλήρωση είναι πολύ χαμηλή σε πυρίτιο στα τοιχώματα των αιμοφόρων αγγείων. Όταν το πυρίτιο αντικαθιστά ανεπάρκεια ασβεστίου του, ωστόσο μειώνει την ελαστικότητα των αιμοφόρων αγγείων και την ίδια στιγμή αύξηση της διαπερατότητας των τοιχωμάτων, μέσα από τα ελαττώματα που σχηματίζονται από τους ιστούς στην κυκλοφορία του αίματος και να διεισδύσουν σε χοληστερόλη εναποτίθεται στα τοιχώματα των αιμοφόρων αγγείων, σχηματίζοντας ένα χοληστερόλη πλάκες. Αυτή η διαδικασία οδηγεί σε αγγειοσυστολή και προκαλεί στηθάγχη, καρδιακή προσβολή, αρρυθμία, εγκεφαλικό επεισόδιο, υπέρταση, ψυχικές διαταραχές, εξασθένιση της μνήμης κλπ. Με ανεπάρκεια πυριτίου, η ελαστικότητα και τα φλεβικά αγγεία υποφέρουν, οι φλέβες τεντώνονται και αλλάζουν τη θέση τους και εμφανίζεται μια κιρσώδης ασθένεια των κάτω άκρων. Μια επαρκής ποσότητα πυριτίου στην καθημερινή διατροφή μπορεί να αποκαταστήσει την εσωτερική επένδυση των αιμοφόρων αγγείων, να αποκαταστήσει την ελαστικότητά τους, να βελτιώσει την φλεβική κυκλοφορία και να βοηθήσει στη μείωση της χαμηλής πυκνότητας χοληστερόλης. Το πυρίτιο είναι ένας καθολικός και απολύτως ασφαλής διεγέρτης της παραγωγής ενέργειας στο σώμα όταν εισέρχεται στα κύτταρα του σώματος.

υπάρχει μια δραστική σύνθεση τριφωσφορικής αδενοσίνης (ATP) - ενός μορίου που παρέχει ενέργεια για όλες τις βιοχημικές διεργασίες που εμφανίζονται στα κύτταρα.

Βιολογικός ρόλος

Για ορισμένους οργανισμούς, το πυρίτιο είναι ένα σημαντικό θρεπτικό συστατικό. Είναι μέρος των σχηματισμών στήριξης σε φυτά και σε σκελετικά ζώα. Το πυρίτιο συγκεντρώνεται σε μεγάλες ποσότητες από θαλάσσιους οργανισμούς - διατόμους, ακτινολόγος, σφουγγάρια. Μεγάλες ποσότητες συμπυκνωμάτων πυριτίου αλογοουρά και δημητριακά, πρώτα απ 'όλα - η υποοικογένεια Bamboks και Risovidnyh, συμπεριλαμβανομένης - σποράς ρύζι. Ο ανθρώπινος μυϊκός ιστός περιέχει (1-2) × 10-2% πυρίτιο, ιστό οστών - 17 × 10-4%, αίμα - 3,9 mg / l. Κάθε μέρα, μέχρι 1 g πυριτίου εισέρχεται στο ανθρώπινο σώμα με τροφή.

Οι ενώσεις πυριτίου είναι σχετικά μη τοξικές. Αλλά πολύ επικίνδυνη εισπνοή λεπτών σωματιδίων όπως τα πυριτικά άλατα, και σχηματίζεται διοξείδιο του πυριτίου, για παράδειγμα, με ανατινάξεις, με σμίλευση ορυχεία βράχο, όταν η συσκευή αμμοβολή και t. D. Τα μικροσωματίδια SiO 2 εντός των πνευμόνων, κρυσταλλώνονται σε αυτά, και οι προκύπτοντες κρύσταλλοι καταστρέφουν τον ιστό του πνεύμονα και προκαλούν σοβαρή ασθένεια - πυριτίαση. Για να αποφευχθεί η είσοδος επικίνδυνης σκόνης στους πνεύμονες, θα πρέπει να χρησιμοποιείται αναπνευστήρας για την προστασία των αναπνευστικών οργάνων.

Πυριτική βιομηχανία

Το Gzhel είναι ένα από τα παραδοσιακά ρωσικά κέντρα για την παραγωγή κεραμικών. Πρόκειται για μια απέραντη περιοχή αποτελούμενη από 27 χωριά ενωμένα στο "Gzhelsky Bush" που βρίσκεται περίπου 60 χιλιόμετρα από τη Μόσχα κατά μήκος της σιδηροδρομικής γραμμής Μόσχα-Μουρόμ-Καζάν. Αυτή είναι η περιοχή Ramensky της Περιφέρειας της Μόσχας (που φαίνεται στο χάρτη της Περιφέρειας Μόσχας).

Το Gzhel είναι γνωστό από καιρό για τον πηλό του. Ο μεγάλος Ρώσος επιστήμονας Μιχαήλ Λομονόσοφ, να εκτιμήσουν Gzhel πηλό, έγραψε γι 'αυτούς, όπως ευγενή λόγια: «Δεν υπάρχει σχεδόν καμία γης η πιο αγνή και χωρίς primesheniya περίπτωση στον κόσμο, koyu χημικοί έχουν ζητήσει Gzhel, η οποία πουθενά δεν έχω δει beliznoyuprevoskhodnee» Μέχρι τα μέσα του 18ου αιώνα, ο Γζέλ δημιούργησε κεραμικά, συνηθισμένα για την εποχή εκείνη, από τούβλα, αγγεία, καθώς και πρωτόγονα παιδικά παιχνίδια.

Το δεύτερο μισό του XVIII αιώνα - ημι-φαγεντιανή, που ελήφθη ως ενδιάμεσο υλικό σε αναζήτηση της συνταγής πορσελάνης, βαμμένο με μπλε σμάλτο σε ένα γκρι, χοντρό, πορώδες θραύσμα. Η ζωγραφική για τα φουστάνια, τις κανάτες, τις πλάκες είχε ένα γραφικό χαρακτήρα και έμοιαζε με ένα ζωγραφισμένο περίγραμμα.

Η αρχή του XIX αιώνα - η εποχή της πορσελάνης. Η πορσελάνη των ιδιωτικών εργοστασίων στο Gzhel διακρίθηκε από τη μεγάλη φωτεινότητα, έναν συνδυασμό αντίθεση χρωμάτων των διαφόρων μορφών των καθημερινών αντικειμένων.

Το 1972 δημιουργήθηκε το μοντέρνο στυλ προϊόντος Gzhel χρησιμοποιώντας βαφή κοβαλτίου.

Το λεπτό καλλιτεχνικό σύστημα της γραφής Gzhel εδραιώθηκε σε μεμονωμένα χειρόγραφα και ιδιαίτερους τρόπους των ερμηνευτών. Χρησιμοποιώντας το ίδιο σύνολο εικονογραφικών στοιχείων στο έργο του, κάθε καλλιτέχνης δημιούργησε τη δική του ατομική ιστορία ζωγραφικής: μπουκέτο ή ξεχωριστό λουλούδι, ζωικό ή φυτικό κόσμο, εικόνες ανθρώπων.

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό στη ζωγραφική πορσελάνης του Gzhel είναι μια γραφική αρχή. Μεγάλη σημασία αποδίδει η κίνηση της βούρτσας, ικανή να δημιουργήσει μια πληθώρα λεπτότερων διαβαθμίσεων του μπλε χρώματος: από ηχηρή κορεσμένη έως θολή μπλε. Σε συνδυασμό με ένα λευκό φόντο, η εικόνα δημιουργεί ένα ανοιχτό σχέδιο στην επιφάνεια του προϊόντος: στο κέντρο - ένα φωτεινό, μεγάλο σημείο - μια εικόνα ενός λουλουδιού, και γύρω από μια φωτεινή σκέδαση των κλαδιών με φύλλα και μούρα, μπούκλες, ρόπαλα.

Χρώματα πορσελάνης ζωγράφου χρωματισμένα με οξείδιο κοβαλτίου (II).

Τώρα είναι αδύνατο να πούμε ακριβώς ποιος και πότε εφευρέθηκε το γυαλί. Είναι γνωστό μόνο ότι το γυαλί είναι μία από τις παλαιότερες εφευρέσεις της ανθρωπότητας. Έτσι, το κολιέ που βρίσκεται στο λαιμό της μούμιας της αιγυπτιακής βασίλισσας Χατσεψούτ, αποτελούμενο από πράσινο-μαύρο γυάλινο χάντρες, έχει ηλικία 3.400 ετών. Οι μεγάλοι κύριοι της παραγωγής διαφόρων προϊόντων γυαλιού ήταν οι Ρωμαίοι γυαλί. Έκαναν κανάτες για νερό, λάδι και κρασί, κύπελλα και κύπελλα, αγγεία, δάκρυα - μικροσκοπικά μπουκάλια αρωμάτων. Μια σημαντική συμβολή στην ανάπτυξη της γυαλί τέχνης στη Ρωσία έγινε από τον Lomonosov. Δημιουργήθηκε από αυτόν το 1748

, Το χημικό εργαστήριο πραγματοποιήθηκε περίπου 4.000 δοκιμές για το μαγείρεμα χρωματιστό γυαλί, το οποίο Lomonosov «όχι μόνο έγραψε συνταγές, αλλά και τα υλικά με τα χέρια τους ... ως επί το πλείστον κρεμασμένα στο φούρνο και να θέσει ...» Με βάση τις συνταγές που αναπτύχθηκε από Lomonosov, γυαλί εργοστάσιο στο Ust Η Rudita το 1753 άρχισε να παράγει πολύχρωμα διαφανή γυαλιά για την κατασκευή χάντρες, πιάτα και άλλα είδη ψιλικών και αδιαφανή στο μωσαϊκό. Από το γυαλί αυτό, ο Lomonosov έκανε διάφορους ψηφιδωτούς πίνακες, ανάμεσα στους οποίους ήταν η "Μάχη Poltava", η οποία έλαβε τη μεγαλύτερη φήμη και έχει επιβιώσει μέχρι σήμερα.

Η σύνθεση του κοινού γυαλιού παραθύρου εκφράζεται με τον τύπο Na2O * CaO * 6SiO2

Χρησιμοποιούμε χαλαζιακή άμμο, σόδα και ασβεστόλιθο για την παραγωγή συνηθισμένου γυαλιού. Αυτές οι ουσίες αναμιγνύονται επιμελώς και υποβάλλονται σε ισχυρή θέρμανση. Η χημεία της μεθόδου μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής: κατά τη σύντηξη σχηματίζονται πυριτικά άλατα νατρίου και ασβεστίου, τα οποία στη συνέχεια συντήκονται με διοξείδιο του πυριτίου (σε περίσσεια):

Si02 + Na2C03 = Na2Si03 + C02

Si02 + CaC03 = CaSiO3 + C02

Na2SiO3 + CaSiO3 + 4SiO2 = Na2O * CaO * 6SiO2

Για ειδική αλλαγή γυαλιού η σύνθεση του αρχικού μείγματος. Αντικατάσταση σόδα με Na2CO3 ανθρακικό κάλιο K 2 CO 3, πάρτε πυρίμαχο γυαλί (για χημικά γυάλινα σκεύη). Αντικαταστήστε την κιμωλία CaCO 3 οξείδιο του μολύβδου (II) PbO, και σόδας ποτάσας, πάρετε κρυστάλλινο γυαλί. Είναι μάλλον μαλακό και εύτηκτο, αλλά πολύ βαρύ, διακρίνεται από ισχυρή λάμψη και υψηλό συντελεστή διάθλασης φωτός, αποσυνθένοντας τις ακτίνες φωτός σε όλα τα χρώματα του ουράνιου τόξου και προκαλώντας το παιχνίδι του φωτός.

Η συμπερίληψη του οξειδίου του βορίου αντί των αλκαλικών συστατικών δίνει αυτές τις ιδιότητες αντοχής στη γυαλάδα.

Η συνηθισμένη γυάλινη μάζα μετά την ψύξη έχει μια κιτρινωπή-πράσινη ή μπλε-πράσινη απόχρωση. Το γυαλί μπορεί να χρωματιστεί εάν η σύνθεση του μείγματος κάνει την προσθήκη ορισμένων οξειδίων μετάλλων. Οι σιδηρούχες ενώσεις χρωμάτων γυαλί σε χρώματα - από μπλε-πράσινο και κίτρινο έως κόκκινο-καφέ, οξείδιο μαγγανίου (IV) - από κίτρινο και καφέ έως μοβ, οξείδιο του χρωμίου (III) σε χλοοτάπητα, οξείδιο κοβαλτίου (ΙΙ) Οξείδιο του νικελίου (II) - από ιώδες έως γκρι-καφέ, θειούχο νάτριο - σε κίτρινο, οξείδιο του χαλκού (II) - σε κόκκινο χρώμα.

Στην ανθρώπινη ζωή, το γυαλί έχει κερδίσει τεράστια σημασία. Είναι ορατή παντού, είναι σε κάθε βήμα - στην καθημερινή ζωή της ζωής μας, στη βιομηχανία, στην τεχνολογία, στην επιστήμη, στα έργα τέχνης. Παράθυρο, μπουκάλι, λάμπα, καθρέφτης, γυαλί οικιακής και εργαστηριακής υάλου, οπτικό γυαλί (από γυαλιά γυαλιών μέχρι σύνθετα αναισθητικά των φωτογραφικών μηχανών), φακοί ατέλειωτων οπτικών συσκευών - από μικροσκόπια έως τηλεσκόπια. Είναι δύσκολο να καταγράψετε όλες τις εφαρμογές του γυαλιού και είναι αδύνατο να μετρήσετε τα διάφορα αντικείμενα που κατασκευάζονται από αυτό. Αυτό το υλικό, λόγω των μοναδικών ιδιοτήτων του, ευχαριστεί και, πιθανότατα, είναι γοητευτικό, θα είναι πάντοτε παρόν σε μια ζωή ικανή να εκτιμήσει την ομορφιά του.

Συμπέρασμα

Έτσι, σήμερα αποδεικνύεται ότι το πυρίτιο συμβάλλει:

· Καθαρισμός και ενίσχυση του σώματος και αποτελεσματική απορρόφηση των θρεπτικών ουσιών, μακρο- και μικροστοιχείων

· Αυξήστε τον συνολικό τόνο, αυξήστε τους ενεργειακούς πόρους του σώματος, βελτιώστε τις ψυχικές επιδόσεις, επιβραδύνετε τη διαδικασία γήρανσης

· Εξάλειψη των διαταραχών που προκαλούνται από τις επιβλαβείς επιδράσεις των ελεύθερων ριζών, αποτρέποντας την εμφάνιση πολλών χρόνιων παθήσεων

Τα άτομα πυριτίου αποτελούν τη βάση πηλού, άμμου και βράχων. Το μεγαλύτερο μέρος του κρούστας αποτελείται από ανόργανες ενώσεις πυριτίου (28% κ.β.). Μπορούμε να πούμε ότι ολόκληρος ο ανόργανος κόσμος συνδέεται με το πυρίτιο. Υπό φυσικές συνθήκες, ορυκτά πυριτίου βρίσκονται επίσης σε ασβεστίτες και κιμωλίες. Το πυρίτιο είναι το δεύτερο στοιχείο μετά το οξυγόνο από την άποψη των αποθεμάτων στην κρούστα και αποτελεί περίπου το ένα τρίτο του συνολικού βάρους του. Κάθε 6 άτομο στο φλοιό της γης είναι ένα άτομο πυριτίου. Το πυρίτιο σε θαλασσινό νερό περιέχει ακόμη περισσότερο από τον φώσφορο, που είναι τόσο απαραίτητο για τη ζωή στη Γη. Στο σώμα μας, πυρίτιο βρίσκεται στον θυρεοειδή αδένα, επινεφρίδια, υπόφυση. Η υψηλότερη συγκέντρωσή της βρίσκεται στα μαλλιά και τα νύχια. Το πυρίτιο είναι επίσης ένα συστατικό του κολλαγόνου, η κύρια πρωτεΐνη του συνδετικού ιστού. Ο κύριος ρόλος της είναι η συμμετοχή σε μια χημική αντίδραση, η στερέωση μεμονωμένων ινών κολλαγόνου και ελαστίνης, δίνοντας τη δύναμη και την ελαστικότητα του συνδετικού ιστού. Η έλλειψη πυριτίου στο σώμα οδηγεί σε: osteomalacia (μαλάκυνση των οστών), ασθένειες των ματιών, τα δόντια, τα νύχια, το δέρμα και τα μαλλιά? επιταχυνόμενη φθορά του αρθρικού χόνδρου. ερυσίπελα του δέρματος. πέτρες στο ήπαρ και τα νεφρά. δυσβαστοραιμία. αθηροσκλήρωση. Η σχέση μεταξύ της συγκέντρωσης πυριτίου στο πόσιμο νερό και στις καρδιαγγειακές παθήσεις βρέθηκε. Η φυματίωση, ο διαβήτης, η λέπρα, η ηπατίτιδα, η υπέρταση, ο καταρράκτης, η αρθρίτιδα, ο καρκίνος συνοδεύονται από μείωση της συγκέντρωσης πυριτίου στους ιστούς και τα όργανα ή διαταραχές του μεταβολισμού. Εν τω μεταξύ, το σώμα μας χάνει καθημερινά το πυρίτιο - κατά μέσο όρο καταναλώνουμε 3,5 mg πυριτίου την ημέρα με τρόφιμα και νερό και χάνουμε περίπου 9 mg την ημέρα.

Λογοτεχνία

· Samsonov. GV Silicides και η χρήση τους στη μηχανική. Κίεβο, εκδοτικός οίκος της Ακαδημίας Επιστημών της ουκρανικής SSR, 1959. 204 σελ.

· Aleshin Ε. Ρ., Aleshin Ν. Ε. Εικ. Μόσχα, 1993. 504 σελ. 100 εικ.

Αλλοτροπία - από την ύπαρξη δύο ή περισσοτέρων απλών ουσιών του ίδιου χημικού στοιχείου, διαφορετικές ως προς τη δομή και τις ιδιότητές τους - τις αποκαλούμενες αλλοτροπικές τροποποιήσεις ή μορφές.

Το φαινόμενο της αλλοτροπίας οφείλεται είτε στη διαφορετική σύνθεση των μορίων απλής ουσίας (αλλοτροπία της σύνθεσης) είτε στη μέθοδο τοποθέτησης ατόμων ή μορίων στο κρυσταλλικό πλέγμα (αλλοτροπία της μορφής).

2.1 Κρύσταλλο πυριτίου

Το κρυσταλλικό πυρίτιο είναι η κύρια μορφή στην οποία χρησιμοποιείται πυρίτιο στην παραγωγή φωτοηλεκτρικών μετατροπέων και ηλεκτρονικών συσκευών στερεάς κατάστασης με τη χρήση επίπεδης τεχνολογίας. Η χρήση πυριτίου υπό τη μορφή λεπτών μεμβρανών (επιταξιακά στρώματα) κρυσταλλικής και άμορφης δομής σε διάφορα υποστρώματα αναπτύσσεται ενεργά. Σκούρο γκρι ουσία με μεταλλική λάμψη, μεγάλη σκληρότητα, ευθραυστότητα, ημιαγωγός, αδρανής.

Ανάλογα με το σκοπό, υπάρχουν:

1 Σιλικόνη ηλεκτρονικής ποιότητας (το λεγόμενο "ηλεκτρονικό πυρίτιο") - το πυρίτιο υψηλής ποιότητας με περιεκτικότητα σε πυρίτιο πάνω από 99,999% κατά βάρος, υψηλότερα ποσοστά ζωής (πάνω από 25 μs), που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ηλεκτρονικών συσκευών στερεάς κατάστασης, μικροκυκλωμάτων κλπ. Η ηλεκτρική αντίσταση του πυριτίου ηλεκτρονικής ποιότητας μπορεί να κυμαίνεται από περίπου 0,001 έως 150 Ohm · cm, αλλά η αντίσταση θα πρέπει να παρέχεται αποκλειστικά από την ακαθαρσία, δηλ. Άλλες ακαθαρσίες εισέρχονται στον κρύσταλλο, αν και s και η παροχή της συγκεκριμένης ηλεκτρικής αντίστασης, κατά κανόνα, είναι απαράδεκτη. Το μεγαλύτερο μέρος των κρυστάλλων πυριτίου της ηλεκτρονικής ποιότητας είναι το λεγόμενο. "Κρύσταλλοι ελεύθερης εξουδετέρωσης", δηλ. Η πυκνότητα εξάρθρωσης αυτών δεν υπερβαίνει τα 10 cm-2, εν τούτοις, σε μερικές περιπτώσεις, για την κατασκευή ηλεκτρονικών συσκευών χρησιμοποιούνται επίσης πλινθώματα με διπλή ή ακόμη και πολυκρυσταλλική δομή.

2 Το πυρίτιο ηλιακού βαθμού (το λεγόμενο "ηλιακό πυρίτιο") είναι πυρίτιο με περιεκτικότητα σε πυρίτιο πάνω από 99,99% κατά βάρος, με μέσες τιμές των χρόνων ζωής του φορέα και την ηλεκτρική αντίσταση (μέχρι 25 μs και έως 10 Ω cm) παραγωγή φωτοβολταϊκών κυψελών (ηλιακά κύτταρα) ·

3 Τεχνικά πυρίτιο - πυρίτιο πολυκρυσταλλικής δομής, που λαμβάνεται με τη μέθοδο της καρβοθερμικής αναγωγής από καθαρή άμμο χαλαζία. περιέχει 98% πυρίτιο, η κύρια πρόσμειξη είναι άνθρακας, έχει υψηλή περιεκτικότητα σε στοιχεία κράματος - βόριο, φώσφορο, αλουμίνιο. χρησιμοποιούνται κυρίως για την παραγωγή πολυκρυσταλλικών

πυριτίου · το 2006-2009 Εμείς επιχειρήσει να χρησιμοποιήσει αυτό το υλικό για την παραγωγή του κρυσταλλικού πυριτίου ηλιακά βαθμού οφείλεται σε ανεπάρκεια του ηλιακού πρώτης ύλης βαθμού πυριτίου: εμπορική μετεπεξεργασίας πυριτίου που εκτελούνται για αυτό από τη σύνθλιψη από τα όρια των κόκκων και ακαθαρσίες ματώνουν επικέντρωση στα όρια, και στη συνέχεια ανακρυστάλλωση διεξήχθη με μία από τις παραπάνω μεθόδους).

Ανάλογα με τη μέθοδο ανακρυστάλλωσης, υπάρχουν:

- μονοκρυσταλλικού πυριτίου - κυλινδρικών πλινθωμάτων πυριτίου μονο- και πολυκρυσταλλικής δομής με διάμετρο μέχρι 400 mm, που λαμβάνεται με τη μέθοδο Czochralski. Στο μονοπυρίτιο, η κρυσταλλική δομή είναι ομοιόμορφη, χωρίς όρια κόκκων (που παρατηρείται ακόμη και στην εμφάνιση). Η σωστή διάταξη των ατόμων πυριτίου σε ένα μονό κρυσταλλικό πλέγμα πυριτίου δημιουργεί μια σαφή δομή της ταινίας. Κάθε άτομο πυριτίου έχει 4 ηλεκτρόνια στο εξωτερικό κέλυφος. Τα ηλεκτρόνια των γειτονικών ατόμων σχηματίζουν ζεύγη που ανήκουν και στα δύο άτομα ταυτόχρονα, έτσι ώστε κάθε άτομο έχει 4 δεσμούς με γειτονικά άτομα.

Η συμπεριφορά του μονοκρυσταλλικού πυριτίου είναι αρκετά προβλέψιμη, ωστόσο, λόγω του χαμηλού ρυθμού ανάπτυξης και της πολυπλοκότητας της παραγωγικής διαδικασίας, είναι ο πιο ακριβός τύπος πυριτίου. Το μονοκρυσταλλικό πυρίτιο αποτελεί τη βάση της σύγχρονης ηλεκτρονικής τεχνολογίας. Απαιτούνται εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις για την καθαρότητα και την τελειότητα της δομής. Οι συγκεντρώσεις ηλεκτρικά δραστικών προσμείξεων είναι συνήθως εντός 10-13 -10 18 cm ³, οι ηλεκτρικά δραστικές ακαθαρσίες βάθους είναι μικρότερες από 10 15 cm ³ και οι ηλεκτρικά ανενεργές προσμείξεις είναι μικρότερες από 10 18 -10 19 cm ³. Οι κύριοι τύποι δομικών ελαττωμάτων είναι οι αποκαλούμενες μικροεκπτώσεις. Κατά κανόνα, πρόκειται για μικρούς βρόχους εξάρθρωσης ή συστάδες εγγενών και ελαττωμάτων σημείων πρόσμειξης.

- πυρίτιο μονόκρυστα μη χωνευτήρια - κυλινδρικά πλινθώματα πυριτίου μονής κρυσταλλικής δομής με διάμετρο μέχρι 150 mm, που λαμβάνεται με τη μέθοδο τήξης ζώνης χωρίς χωνευτήρα.

- πολύπλευρα ορθογώνια μπλοκ πυριτίου πολυκρυσταλλικής δομής με διαστάσεις έως 1000x1000x600mm, που λαμβάνονται με τη μέθοδο κατευθυντικής κρυστάλλωσης σε δοχείο. Καταλαμβάνει μια ενδιάμεση θέση μεταξύ πολυ- και μονοκρυσταλλικού πυριτίου σε μέγεθος και αριθμό κρυστάλλων. Είναι πολύ πιο εύκολο να αναπτυχθούν πολλαπλά κρύσταλλα πυριτίου από τους απλούς κρυστάλλους, επομένως το κόστος τους είναι χαμηλότερο. Πάντως, η ποιότητα του πολυκρυστάλλου σε σύγκριση με έναν μόνο κρύσταλλο είναι επίσης χαμηλότερη λόγω της παρουσίας πολλαπλών ορίων κόκκων των μονών κρυστάλλων των οποίων αποτελείται το πολυκρυστάλλωμα. Τα όρια των κόκκων δημιουργούν επιπρόσθετα ελαττωματικά επίπεδα στο χάσμα ζώνης του ημιαγωγού, που είναι τοπικά κέντρα με υψηλό ρυθμό ανασυνδυασμού, γεγονός που οδηγεί σε μείωση του συνολικού

διάρκεια των μεταφορέων μειονοτήτων. Επιπλέον, τα όρια των κόκκων μειώνουν την απόδοση εμποδίζοντας το ρεύμα του φορέα και δημιουργώντας διαδρομές ολίσθησης για το ρεύμα που ρέει μέσω της διακλάδωσης p-n.

Για να αποφευχθούν πολύ μεγάλες απώλειες ανασυνδυασμού στα όρια των κόκκων, το μέγεθος των κόκκων πρέπει να είναι τουλάχιστον μερικά χιλιοστά. Αυτή η προϋπόθεση σημαίνει επίσης ότι το μέγεθος ενός μόνο κόκκου θα είναι μεγαλύτερο από το πάχος του ηλιακού στοιχείου, πράγμα που θα μειώσει την αντίσταση στο ρεύμα του φορέα και το συνολικό μήκος των οριακών περιοχών του ηλιακού κυττάρου. Ένα τέτοιο πολυκρυσταλλικό πυρίτιο χρησιμοποιείται ευρέως σε εμπορικά ηλιακά κύτταρα.

- το πολυπυριτικό είναι ένα πυρίτιο υψηλής καθαρότητας με περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες μικρότερη από 0,0001%, που αποτελείται από μεγάλο αριθμό μικρών κρυσταλλικών κόκκων προσανατολισμένων τυχαία σε σχέση μεταξύ τους.

Στην πραγματικότητα, το τεχνικό πυρίτιο είναι επίσης πολυκρυσταλλικό, ωστόσο, για να αποφευχθεί σύγχυση, η έννοια του "πολυκρυσταλλικού πυριτίου" εφαρμόζεται μόνο σε εξαιρετικά καθαρό πυρίτιο ημιαγωγού. Το πολυσιλικό είναι η καθαρότερη μορφή βιομηχανικού πυριτίου και το κύριο υλικό για τη μικροηλεκτρονική και την ηλιακή ενέργεια - ένα ημιτελές προϊόν που λαμβάνεται με τον καθαρισμό του τεχνικού πυριτίου με χλωριούχες μεθόδους και χρησιμοποιείται για την παραγωγή μονο- και πολυκρυσταλλικού πυριτίου.

Επί του παρόντος διακρίνουν πολυπυριτίου «e» (ημιαγωγών) ποιότητας (περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες λιγότερο από 1 · 10 -10%) και πολυπυριτίου «ηλιακή» ποιότητας (περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες λιγότερο από 1 × 10 -5%). Η πλειοψηφία των πολυπυριτίου παράγεται στον κόσμο, με τη μορφή του κυλινδρικές ράβδοι γκρι χρώματος με τραχιά δενδριτική επιφάνεια. Στο κέντρο της ράβδου υπάρχει ένας "σπόρος" από μονο- ή πολυ-πυρίτιο στρογγυλού ή τετράγωνου τμήματος με διάμετρο (πλευρά) 8-10 mm. Οι κρυσταλλίτες στενής συσκευασίας υπό μορφή κοντών βελόνων, με διατομή μικρότερη από 1 mm, αναπτύσσονται από τον "σπόρο" κάθετο προς το γενετικό σώμα.

Το πολυσιλικό είναι μια πρώτη ύλη για την παραγωγή πιο προηγμένων τύπων πυριτίου - πολυκρυσταλλικού πυριτίου (πολυπυρίτιο) και μονοκρυσταλλικού πυριτίου (μονοπυριτίου), ενώ σε ορισμένες εφαρμογές μπορεί να χρησιμοποιηθεί και στην καθαρή του μορφή.

-. Τα θραύσματα πυριτίου - θραύσματα, θραύσματα και άλλα καθαρά απόβλητα παραγωγής πυριτίου με τις μεθόδους που περιγράφονται παραπάνω χωρίς οξείδωση, συντηγμένα μέρη του χωνευτηρίου ή επένδυσης - με τη σειρά τους, μπορούν να χωριστούν σε υποομάδες ανάλογα με την προέλευση - χρησιμοποιούνται ως εργαζόμενο υλικό για την παραγωγή κρυσταλλικού πυριτίου.

-. umg-θραύσματα - μεταλλουργικά καθαρισμένο τεχνικό πυρίτιο - είναι το τεχνικό πυρίτιο που υποβάλλεται σε καθαρισμό μέσω αλληλεπίδρασης του τήγματος πυριτίου με άλλες ουσίες (για την εξαγωγή ακαθαρσιών ή τη μεταφορά τους σε αδιάλυτη ή αέρια φάση κλπ.) και μετά

μετά την κατευθυνόμενη κρυστάλλωση και μετέπειτα την αφαίρεση της ζώνης συγκέντρωσης των προσμείξεων.

-. σαπίσουν-λεύκωμα - θραύσματα, αποκόμματα και άλλες μεθόδους παραγωγής κρυσταλλικού αποβλήτων πυριτίου που περιγράφηκε παραπάνω με τα κατάλοιπα που ευθυγραμμίζουν ή χωνευτήρι, ίχνη οξείδωσης shlaka- συνήθως είναι επίσης η περιοχή, όπου στην κρυστάλλωση των ακαθαρσιών, η πιο παραγκωνίζονται βρώμικο πυριτίου- με τη σειρά του μπορεί να διαιρεθεί σε υποομάδες, ανάλογα με την προέλευσή τους - μετά τον καθαρισμό από ακαθαρσίες ξένων ουσιών μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πρόσθετο σε ανακυκλώσιμες πρώτες ύλες μετά την παραλαβή βαθμών πυριτίου με μειωμένες απαιτήσεις ποιότητας.

Το μονοκρυσταλλικό χωνευτήριο πυριτίου παράγεται μόνο με ηλεκτρονική ποιότητα. Το πολυ-πυρίτιο παράγεται μόνο ηλιακή ποιότητα. Το μονοκρυσταλλικό πυρίτιο, οι σωλήνες και οι ταινίες που λαμβάνονται με τη μέθοδο Czochralski μπορούν να έχουν ηλεκτρονική και ηλιακή ποιότητα.