Abstrak: “Silikon, sifat-sifatnya dan perubahan alotropik. Silikon adalah unsur biogenik. Silikon, sifat-sifatnya dan modifikasi alotropik - fitur kimia silikon

Silikon kristal adalah bahan abu-abu gelap dengan kilau baja. Struktur silikon mirip dengan struktur berlian: kisi kristal berpusat pada wajah kubik, tetapi karena ikatan yang lebih panjang antara atom Si-Si versus panjang ikatan C-C Kekerasan silikon jauh lebih sedikit daripada berlian. Silikon sangat rapuh, densitasnya adalah 2,33 g / cm3.

Seperti halnya batu bara, mengacu pada bahan tahan api.

Struktur kristal silikon (Gbr. 2).

Kisi kristal silikon adalah jenis berlian yang berpusat pada wajah kubik, parameter a = 0,54307 nm (modifikasi polimorfik silikon lainnya diperoleh pada tekanan tinggi), tetapi karena panjang ikatan yang lebih panjang antara atom Si-Si versus panjang ikatan C-C Kekerasan silikon jauh lebih sedikit daripada berlian. Silikon rapuh, hanya ketika dipanaskan di atas 800 ° C itu menjadi zat plastik. Menariknya, silikon transparan untuk radiasi inframerah, mulai dari panjang gelombang 1,1 mikrometer. Konsentrasi pembawa sendiri - 13,1 × 10 28 m? 3

Gambar 2. Skema ikatan kisi silikon dan rantai kovalen: ikatan a-kovalen; b - tampilan umum

Sifat kimia

Dalam senyawa, silikon cenderung menunjukkan keadaan oksidasi +4 atau? 4, karena atom silikon lebih berkarakteristik dari keadaan sp 3 - hibridisasi orbital. Oleh karena itu, dalam semua senyawa kecuali silika (II) Sio, silikon adalah tetravalen.

Silikon secara kimia tidak aktif. Pada suhu kamar, hanya bereaksi dengan gas fluor, dan silikon tetrafluoride yang mudah menguap terbentuk. SiF 4 . Ketika dipanaskan hingga suhu 400--500 ° C, silikon bereaksi dengan oksigen membentuk dioksida Sio 2 , dengan klorin, bromin, dan yodium - dengan pembentukan tetrahalida yang mudah menguap yang sesuai SiHalogen 4 .

Silikon tidak langsung bereaksi dengan hidrogen, senyawa silikon dengan hidrogen adalah silan dengan rumus umum Si n H 2n + 2 - Diperoleh secara tidak langsung. Monosilane Sih 4 (sering disebut hanya silan) dilepaskan ketika logam silisida berinteraksi dengan larutan asam, misalnya:

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

Silan terbentuk dalam reaksi ini Sih 4 mengandung campuran silana lainnya, khususnya, disilane Si 2 H 6 dan trisilane Si 3 H 8 di mana ada rantai atom silikon yang saling terhubung oleh ikatan tunggal (-Si-Si-Si-).

Dengan nitrogen, silikon pada suhu sekitar 1000 ° C membentuk nitrida Si 3 N 4 , dengan boron - borida yang tahan terhadap panas dan kimia Sib 3 SiB 6 dan saudara 12 . Senyawa silikon dan analog terdekatnya pada tabel periodik - karbon - silikon karbida SiC (Carborundum) ditandai dengan kekerasan tinggi dan aktivitas kimia yang rendah. Karborundum banyak digunakan sebagai bahan abrasif.

Ketika silikon dipanaskan dengan logam, terjadi silikida. Silikida dapat dibagi menjadi dua kelompok: ion-kovalen (logam alkali, silikat logam alkali tanah dan magnesium). Ca 2 Si, Mg 2 Si dan lain-lain.) dan mirip logam (logam transisi silisida). Silisida logam aktif terurai menjadi aksi asam, logam transisi silisida stabil secara kimiawi dan tidak terurai di bawah aksi asam. Silisida seperti logam memiliki titik leleh tinggi (hingga 2000 ° C). Silisida seperti logam dari komposisi paling sering dibentuk. Mesi aku 3 Si 2 Saya 2 Si 3 Saya 5 Si 3 dan mesi 2 . Silisida seperti logam secara kimiawi inert, tahan terhadap aksi oksigen bahkan pada suhu tinggi.

Saat memulihkan Sio 2 silikon pada suhu tinggi membentuk silika (II) Sio.

Silikon dicirikan oleh pembentukan senyawa organosilicon di mana atom silikon terhubung dalam rantai panjang dengan menjembatani atom oksigen - Oh-, dan untuk setiap atom silikon, kecuali untuk dua atom Ohmenambahkan dua lagi radikal organik R 1 dan R 2 = CH 3 , C 2 H 5 , C 6 H 5 CH 2 CH 2 CF 3 dan lainnya

Untuk etsa silikon, yang paling banyak digunakan adalah campuran asam hidrofluorik dan nitrat. Beberapa pemetik khusus menyediakan penambahan kromik anhidrida dan zat lainnya. Selama etsa, larutan etsa asam dengan cepat dipanaskan ke titik didih, sedangkan laju etsa meningkat berkali-kali lipat.

Si + 2HNO 3 = SiO 2 + TIDAK + TIDAK 2 + H 2 O

Sio 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O

3SiF 4 + 3H 2 O = 2H 2 SiF 6 + vH 2 Sio 3

Untuk etsa silikon dapat digunakan larutan alkali. Etsa silikon dalam larutan alkali dimulai pada suhu larutan lebih dari 60 ° C.

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

K 2 Sio 3 + 2H 2 O-h 2 Sio 3 + 2KOH

Sifat fisik

Kisi kristal dari tipe berlian kubik berpusat pada silikon, parameter a = 0,54307 nm (modifikasi polimorfik silikon lainnya diperoleh pada tekanan tinggi), tetapi karena panjang ikatan yang lebih panjang antara atom Si-Si dibandingkan dengan panjang ikatan C - C, kekerasan silikon jauh lebih kecil dari pada berlian. Silikon rapuh, hanya ketika dipanaskan di atas 800 ° C itu menjadi zat plastik. Menariknya, silikon transparan untuk radiasi inframerah, mulai dari panjang gelombang 1,1 mikrometer. Konsentrasi pembawa muatan sendiri - 13,1 · 10 28 m? 3

Sifat elektrofisika

Silikon unsur dalam bentuk monokristalin adalah semikonduktor non-direct-gap. Celah pita pada suhu kamar adalah 1,12 eV, dan pada T = 0 K adalah 1,21 eV. Konsentrasi pembawa muatan intrinsik dalam silikon dalam kondisi normal adalah sekitar 1,5-10 cm? 3.

Sifat elektrofisika silikon kristal sangat dipengaruhi oleh pengotor yang terkandung di dalamnya. Untuk mendapatkan kristal silikon dengan konduktivitas lubang, atom unsur-unsur kelompok ketiga, seperti boron, aluminium, galium, indium, dimasukkan ke dalam silikon). Untuk mendapatkan kristal silikon dengan konduktivitas elektronik, atom-atom dari unsur-unsur kelompok V, seperti fosfor, arsenik, dan antimon, dimasukkan ke dalam silikon. (gambar 3)

Gambar 3. Kristal silikon dan wafer untuk pembuatan semikonduktor

Saat membuat perangkat elektronik berbasis silikon, lapisan dekat permukaan material digunakan (hingga puluhan mikron), sehingga kualitas permukaan kristal dapat memiliki dampak signifikan pada sifat listrik silikon dan, karenanya, sifat-sifat perangkat jadi. Saat membuat beberapa perangkat, teknik yang digunakan terkait dengan modifikasi permukaan, misalnya, dengan merawat permukaan silikon dengan berbagai bahan kimia.

1. Permeabilitas dielektrik: 12

2. Mobilitas elektron: 1300-1450 cmІ / (dalam · c).

3. Mobilitas lubang: 500 cm² / (dalam · c).

4. Lebar zona terlarang dari 1,205-2,84 · 10 -4 · T

5. Umur elektron: 5 ns - 10 ms

6. Elektron berarti jalur bebas: sekitar 0,1 cm

7. Panjang lubang bebas: sekitar 0,02 - 0,06 cm

Lembaga pendidikan kota

"Sekolah menengah № 6"

Kota Murom

Abstrak dalam Kimia pada topik:

“Silikon, sifat dan perubahan alotropiknya. Silikon - unsur biogenik "

Siswa terpenuhi 8 Di kelas

Shvetsova Tatyana

Kepala Kornyshova S.S.

Pendahuluan 3

Sejarah Penemuan Silikon 4

Silikon di alam dan pertambangan industri 5

Silikon, sifat-sifatnya dan modifikasi alotropik 7

Cara mendapatkan silikon 10

Senyawa silikon dan sifat-sifatnya 11

Silikon - Nutrisi 14

Industri silikat 17

Kesimpulan 19

Sastra 20

Pendahuluan

Sifat-sifat penyembuhan silikon telah diketahui jauh sebelum zaman kita: di India dan Cina kuno, sifat-sifat penyembuhan bambu muda yang mengandung silikon telah lama digunakan di Rusia, dan tanah liat putih digunakan di Rusia untuk mengobati anak-anak yang anemia dan orang tua yang lemah karena keracunan dan mulas, dari penyakit kulit. Bahkan dalam praktik farmasi India kuno dan Cina, dan kemudian obat tradisional banyak negara menggunakan ramuan, infus, dan ekstrak tanaman yang mengandung silikon seperti paku kuda, jelatang, pendaki gunung, bambu, dan ginseng terkenal. Selama lebih dari 200 tahun, silikon telah digunakan dalam homeopati klasik, sangat populer dalam tata rias modern dan banyak digunakan dalam mesoterapi untuk revitalisasi kulit (peremajaan).

Tujuan: Untuk mempelajari sifat-sifat silikon dan senyawa alami, untuk meningkatkan pengetahuan tentang struktur atom.

· Menentukan struktur silikon, nilai silikon dan senyawanya serta aplikasi praktisnya.

· Sorot nilai silikon sebagai nutrisi

· Identifikasi area utama industri silikat

Sejarah Penemuan Silikon

Silikon adalah elemen dari subkelompok utama dari kelompok keempat dari periode ketiga dari tabel periodik unsur-unsur kimia. I. Mendeleev, dengan nomor atom 14. Dilambangkan dengan simbol Si (lat. Silicium).

Pure Creme diisolasi pada tahun 1811 oleh ilmuwan Prancis Joseph Louis Gay-Lussac dan Louis Jacques Tenard.

Pada tahun 1825, ahli kimia Swedia Johns Jakob Berzelius, dengan aksi kalium logam pada silikon fluorida SiF 4, memperoleh silikon unsur murni. Elemen baru diberi nama "silicium" (dari bahasa Latin. Silex - flint). Nama Rusia "silikon" diperkenalkan pada tahun 1834 oleh ahli kimia Rusia German Ivanovich Hess. Diterjemahkan dari bahasa Yunani kuno.κρημνός - "tebing, gunung."

(dari bahasa Latin. silicis - flint; nama Rusia dari bahasa Yunani - kremnos - tebing) Si - ditemukan oleh J.
Berzelius (Stockholm, Swedia) pada tahun 1824. Dan ini silikon (Silicium - lat.) Elemen kimia, nomor atom 14, grup IV dari sistem periodik.

Pada tahun 1825, ahli kimia Swedia Johns Jacob Berzelius, dengan aksi kalium logam pada silikon fluorida SiF 4, memperoleh silikon unsur murni. Elemen baru diberi nama "silikon" (dari bahasa Latin. Silex - flint). Nama Rusia "silikon" diperkenalkan pada tahun 1834 oleh ahli kimia Rusia German Ivanovich Hess. Diterjemahkan dari bahasa Yunani kremnos - “cliff, mountain”.

Berada di alam

Silikon di alam dan pertambangan industrinya

Paling sering di alam, silikon ditemukan dalam bentuk silika - senyawa berdasarkan silikon dioksida (IV) SiO 2 (sekitar 12% dari massa kerak bumi). Mineral utama yang dibentuk oleh silikon dioksida adalah pasir (sungai dan kuarsa), kuarsa dan kuarsit, batu api. Kelompok senyawa silikon paling umum kedua di alam adalah silikat dan aluminosilikat.

Ada fakta terisolasi menemukan silikon murni dalam bentuk aslinya: Silikon logam dalam ijolitah dari massif Hot Mining, Petrologi chondrites biasa.

· SiO 2 + 2Mg = 2MgO + Si,

Silikon, sifat-sifatnya dan modifikasi alotropik

Silikon kristal adalah zat abu-abu gelap dengan kilau baja. Struktur silikon mirip dengan berlian: kisi kristal berpusat pada wajah kubik, tetapi karena ikatan yang lebih panjang antara atom Si-Si dibandingkan dengan panjang ikatan C-C, kekerasan silikon jauh lebih sedikit daripada berlian. Silikon sangat rapuh, densitasnya adalah 2,33 g / cm3.

Seperti halnya batu bara, mengacu pada bahan tahan api.

Struktur kristal silikon.

Sifat kimia

1. Si + 2HNO 3 = SiO 2 + NO + NO 2 + H 2 O

2. SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O

3. 3SiF 4 + 3H 2 O = 2H 2 SiF 6 + ↓ H 2 SiO 3

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

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

Sifat fisik

Kisi kristal silikon adalah tipe berlian berpusat pada wajah kubik, parameter a = 0,54307 nm (modifikasi polimorfik silikon lainnya diperoleh pada tekanan tinggi), tetapi karena panjang ikatan yang lebih panjang antara atom Si-Si dibandingkan dengan panjang ikatan C-C, kekerasan silikon secara signifikan kurang dari intan. Silikon rapuh, hanya ketika dipanaskan di atas 800 ° C itu menjadi zat plastik. Menariknya, silikon transparan untuk radiasi inframerah, mulai dari panjang gelombang 1,1 mikrometer. Konsentrasi intrinsik pembawa muatan adalah 13,1 × 10 28 m −3

Sifat elektrofisika

Silikon unsur dalam bentuk kristal tunggal adalah semikonduktor celah pita tidak langsung. Band gap di kamar

suhu 1,12 eV, dan pada T = 0 K adalah 1,21 eV. Konsentrasi pembawa muatan intrinsik dalam silikon dalam kondisi normal adalah sekitar 1,5 × 10 10 cm −3 [sumber tidak ditentukan 342 hari].

1. Permeabilitas dielektrik: 12

2. Mobilitas elektron: 1300-1450 cm² / (dalam · c).

3. Mobilitas lubang: 500 cm² / (dalam · c).

4. Lebar zona terlarang dari 1.205-2,84 × 10 -4 · T

5. Umur elektron: 5 ns - 10 ms

6. Elektron berarti jalur bebas: sekitar 0,1 cm

7. Panjang lubang bebas: sekitar 0,02 - 0,06 cm

Cara mendapatkan silikon

Silikon bebas dapat diperoleh dengan mengkalsinasi pasir putih halus dengan magnesium, yang dengan komposisi kimia silikon oksida hampir murni,

· SiO 2 + 2Mg = 2MgO + Si,

silikon amorf yang terbentuk dalam kasus ini memiliki bentuk bubuk coklat, dengan kerapatan 2,0 g / cm ³

Dalam industri, silikon grade teknis diperoleh dengan mengurangi lebur SiO 2 dengan kokas pada sekitar 1800 ° C dalam tungku busur. Kemurnian silikon yang diperoleh dapat mencapai 99,9% (pengotor utama adalah karbon, logam).

Kemungkinan pemurnian silikon lebih lanjut dari pengotor.

· Pembersihan dalam kondisi laboratorium dapat dilakukan dengan persiapan awal magnesium silisida Mg 2 Si. Lebih lanjut, gas monosilan SiH 4 diperoleh dari magnesium silisida menggunakan asam klorida atau asetat. Monosilan dimurnikan dengan distilasi, penyerapan, dan metode lain, dan kemudian didekomposisi menjadi silikon dan hidrogen pada suhu sekitar 1000 ° C.

· Pemurnian silikon dalam skala industri dilakukan dengan klorinasi langsung silikon. Senyawa komposisi SiCl 4 dan SiCl 3 H terbentuk. Klorida ini dimurnikan dari pengotor dengan berbagai cara (biasanya dengan distilasi dan disproporsionasi) dan direduksi pada tahap akhir dengan hidrogen murni pada suhu dari 900 hingga 1100 ° C

· Mengembangkan teknologi pemurnian silikon industri yang lebih murah, lebih bersih, dan lebih efisien. Untuk 2010, ini termasuk teknologi pemurnian silikon menggunakan fluor (bukan klorin); teknologi untuk penyulingan silikon monoksida; teknologi yang didasarkan pada etsa kotoran, berkonsentrasi pada batas antar kristal.

Metode memproduksi silikon dalam bentuk murni dikembangkan oleh Nikolai Nikolayevich Beketov.

Produsen silikon terbesar di Rusia adalah OKRusal - silikon diproduksi di pabrik di kota Kamensk-Uralsky (wilayah Sverdlovsk) dan kota Shelekhov (wilayah Irkutsk).

Senyawa silikon dan sifat-sifatnya

Koneksi silikon

Silikon karbida (SiC) Silan (Si n H 2n + 2) Asam fluorida (H 2) Asam silikat (SiO 2 · n H 2 O) Silikon oksida (II) (SiO) Silikon oksida (IV) (SiO 2) Feldspar Silica gel ( n SiO2 · m H 2 O) Minyak silikon Silikon (n) Vanadium silisida (V 3 Si) Rhenium silisida (ReSi) Molybdenum silicide (MoSi 2) Antimon silikat (Si 3 Sb 4) Bismut silisida (Si 3 Bi 4) Polonium silisida (SiPo 2) Kalsium silisida (CaSi 2) Silika mangan (Mg 2 Si) Trichlorosilane (SiHCl 3) Silicon Chloride (IV) (SiCl 4) Silicon Chlorides Silicon Nitride (Si 3 N 4) Silicon Tetraiodide (SiI 4) Silicon Tetrabromide (SiBr 4) Sulfide silicon (SiS 2) Moissanite

Sifat kimia silikon adalah non-logam. Karena pada tingkat energi eksternal terdapat 4 elektron, tingkat oksidasi -4 dan +4 adalah karakteristik silikon. Secara kimia, silikon sedikit aktif. Pada suhu kamar, ia hanya bereaksi dengan gas fluor, dan silikon tetrafluoride yang mudah menguap terbentuk:

Si + 2F 2 = SiF 4

Ketika dipanaskan, silikon yang dihancurkan bereaksi dengan oksigen untuk membentuk silikon oksida (IV):

Si + O 2 = SiO 2

Asam (kecuali campuran hidrogen fluorida dan nitrogen) tidak mempengaruhi silikon. Namun, larut dalam alkali, membentuk silikat dan hidrogen.

Si + 2 NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2 H 2

Dalam senyawa, silikon cenderung menunjukkan tingkat oksidasi +4 atau −4, karena keadaan hibridisasi orbital sp 3 lebih khas dari atom silikon. Oleh karena itu, dalam semua senyawa kecuali silikon oksida (II) SiO, silikon bersifat tetravalen.

Silikon secara kimia tidak aktif. Pada suhu kamar hanya bereaksi dengan gas fluor, dan silikon tetrafluorida SiF 4 yang mudah menguap terbentuk. Ketika dipanaskan hingga suhu 400-500 ° C, silikon bereaksi dengan oksigen untuk membentuk SiO2 dioksida, dengan klorin, bromin, dan yodium untuk membentuk tetrahalida SiHalogen 4 yang mudah menguap dengan mudah.

Silikon tidak langsung bereaksi dengan hidrogen, senyawa silikon dengan hidrogen - silan dengan rumus umum Si n H 2n + 2 - diperoleh secara tidak langsung. Monosilane SiH 4 (sering disebut hanya silan) dilepaskan ketika logam silikida berinteraksi dengan larutan asam, misalnya:

Ca 2 Si + 4HCl → 2CaCl 2 + SiH 4.

Silan SiH 4 yang terbentuk dalam reaksi ini mengandung campuran silana lain, khususnya, disilane 2H6 dan trisilane Si3H8, di mana terdapat rantai atom silikon yang dihubungkan oleh ikatan tunggal (-Si-Si-Si-) .

Dengan nitrogen, silikon pada suhu sekitar 1000 ° C membentuk nitrida Si 3 N 4, dengan borida yang tahan secara termal dan kimia, SiB 3, SiB 6 dan SiB 12. Senyawa silikon dan analog terdekatnya pada tabel periodik - karbon - silikon karbida SiC (carborundum) ditandai dengan kekerasan tinggi dan aktivitas kimia yang rendah. Karborundum banyak digunakan sebagai bahan abrasif.

Ketika silikon dipanaskan dengan logam, terjadi silikida. Silikida dapat dibagi menjadi dua kelompok: ionik-kovalen (logam alkali, silikat logam alkali tanah dan tipe Ca 2 Si, Mg 2 Si, dll.) Dan logam-suka (logam transisi silikida). Silisida logam aktif terurai menjadi aksi asam, logam transisi silisida stabil secara kimiawi dan tidak terurai di bawah aksi asam. Silisida seperti logam memiliki titik leleh tinggi (hingga 2000 ° C). Silisida seperti logam dari komposisi MeSi, Me 3 Si 2, Me 2 Si 3, Me 5 Si 3 dan MeSi 2 paling sering terbentuk. Silisida seperti logam secara kimiawi inert, tahan terhadap aksi oksigen bahkan pada suhu tinggi.

Ketika SiO 2 direduksi oleh silikon pada suhu tinggi, silikon oksida (II) SiO terbentuk.

Silikon dicirikan oleh pembentukan senyawa organosilicon di mana atom silikon bergabung dalam rantai panjang oleh atom oksigen penghubung —O-, dan untuk masing-masing atom silikon, kecuali untuk dua atom O, dua lagi radikal organik R1 dan R2 = CH3, C dipasang 2 H 5, C 6 H 5, CH 2 CH 2 CF 3, dll.

4. Si + 2HNO 3 = SiO 2 + NO + NO 2 + H 2 O

5. SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O

6. 3SiF 4 + 3H 2 O = 2H 2 SiF 6 + ↓ H 2 SiO 3

Untuk etsa silikon dapat digunakan larutan alkali. Etsa silikon dalam larutan alkali dimulai pada suhu larutan lebih dari 60 ° C.

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

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

ini adalah bahan tentang senyawa alami silikon - silikon oksida (IV) yang paling tahan. Ini adalah silika, kuarsa, kristal kuarsa transparan - kristal batu, berbagai kristal kuarsa - jasper, butiran kuarsa halus - pasir (semua sampel disajikan pada pameran dan diperagakan). Silikat juga sangat umum di alam.

Sebagai contoh:

Kaolinit adalah komponen utama dari tanah liat putih.

Dari silikat keramik, gelas dan semen adalah yang paling penting. Mari berkenalan dengan produksi beberapa bahan yang diproduksi oleh industri silikat, lebih lanjut.

Silikon - Nutrisi

Di dalam tubuh manusia, kandungan silikonnya adalah 7-10 tahun, ia ditemukan dalam darah, di otot, di organ kompeten imun - kelenjar timus dan kelenjar adrenal. Silikon adalah elemen struktural utama dalam tubuh manusia, jika kalsium adalah elemen struktur tulang kaku dari sistem muskuloskeletal, maka silikon adalah elemen struktur yang fleksibel, maka perlu untuk pembentukan dan pengembangan jaringan ikat, yang banyak diwakili dalam tubuh kita - tulang, sendi, tulang rawan, tendon, lensa mata, pembuluh darah, serta kulit, selaput lendir, rambut dan kuku. Jaringan ikat memiliki sifat yang membedakannya dari jaringan lain dari tubuh - kemampuan untuk regenerasi (mengembalikan). Tingginya kandungan silikon dalam jaringan ikat disebabkan oleh kehadirannya dalam komposisi kompleks protein yang membentuk kerangka jaringan dan memberi mereka kekuatan dan elastisitas. Silikon terlibat dalam reaksi kimia yang menahan serat kolagen dan elastin, mencegah pembentukan keriput, menormalkan hidrasi kulit, memperkuat rambut dan kuku. Senyawa silikon adalah aktivator penting dari regenerasi jaringan ikat dalam tubuh manusia, mereka mempercepat proses metabolisme dalam tubuh, memiliki efek stimulasi pada pertumbuhan sel kulit, produksi kolagen, elastin dan keratin. Kemampuan silikon untuk menyusun air dan cairan tubuh diketahui, mengurangi tegangan permukaan air, membuatnya lebih tersedia secara hayati, sehingga silikon meningkatkan hidrasi sel dan jaringan. Telah terungkap bahwa pada anak-anak saturasi jaringan tubuh dengan cairan lebih tinggi daripada orang tua, oleh karena itu silikon memainkan peran penting dalam mencegah proses penuaan tubuh. Menjadi antioksidan struktural, silikon memblokir proses peroksidasi lipid, yang memiliki efek positif pada peningkatan fungsi pelindung kulit dan meningkatkan ketahanan rambut dan kuku terhadap aksi oksidatif radikal bebas. Karena usia biologis seseorang ditentukan secara tepat oleh laju proses metabolisme, kurangnya silikon dalam tubuh adalah salah satu penyebab penuaan.

Studi ilmiah telah menunjukkan bahwa silikon terlibat dalam metabolisme lebih dari 70 elemen (kalsium, magnesium, fluor, sodium, sulfur, aluminium, seng, molibdenum, mangan, kobalt, dan banyak lainnya); mereka tidak diserap jika tubuh kekurangan silikon. Kurangnya silikon dalam tubuh memerlukan microelementosis, gangguan fungsi banyak sistem tubuh dan gangguan metabolisme. Pelanggaran metabolisme silikon menyebabkan anemia, osteoporosis, rambut rontok, penyakit sendi, TBC, diabetes, eritelas pada kulit, batu empedu dan urolitiasis

Kemampuan unik silikon untuk memurnikan organisme hidup telah lama diketahui, senyawa organiknya dapat terbentuk di lingkungan akuatik tubuh dengan sistem yang diisi secara bioelektrik yang “menempel” virus influenza, hepatitis, herpes, patogen, jamur dan menonaktifkannya untuk diri mereka sendiri. Diketahui bahwa defisiensi silikon selalu disertai dengan dysbacteriosis, manifestasi yang paling sering adalah kandidiasis, bermanifestasi sebagai lesi ulseratif pada mukosa mulut, hidung, saluran pernapasan atas, saluran pencernaan, dan sistem urin. Koloid silikon membentuk senyawa kompleks dengan Candida dan racunnya dan mengeluarkannya dari tubuh. Flora normal usus, yang meliputi bifidobacteria dan lactobacilli, tidak memiliki kemampuan untuk terhubung dengan sistem silikon koloid dan tetap berada di usus, yang sangat penting untuk fungsi normal

saluran pencernaan. Belum lagi nilai silikon untuk sistem kekebalan: sel-sel darah yang bertanggung jawab atas fungsi pelindung tubuh (monosit, limfosit) dan menghasilkan antibodi pelindung - adalah perwakilan dari jaringan ikat. Itulah sebabnya defisiensi silikon mengurangi imunitas dan berbagai penyakit muncul yang berlarut-larut, paling sering ini adalah proses yang purulen - furunculosis, abses, sinusitis, otitis, radang amandel, tonsilitis, luka dan fistula yang tidak sembuh. Telah terbukti bahwa banyak penyakit serius (kanker, tuberkulosis, kusta, katarak, hepatitis, disentri, rematik, radang sendi) dikaitkan dengan kekurangan silikon di jaringan, atau dengan pelanggaran metabolisme. Silikon memiliki efek antiinflamasi dan imunostimulasi pada infeksi pernapasan dan bronkitis kronis, mengurangi reaksi alergi pada asma bronkial. Para ilmuwan telah lama memperhatikan fakta bahwa di daerah di mana tanah kaya akan silikon, kanker sangat jarang.

Kami mendapatkan silikon dengan air, tanaman dan makanan hewani, kebutuhan harian untuk silikon adalah 20-30 mg, terutama wanita hamil, ibu menyusui dan anak-anak membutuhkan silikon terutama. Organ dan sistem secara aktif dibentuk dalam organisme anak-anak dan kebutuhan akan unsur pengikat jauh lebih tinggi daripada orang dewasa. Dengan kekurangan silikon dalam tubuh anak-anak, rakhitis berkembang, gigi dihancurkan dan karies berkembang, anak-anak tertinggal dalam perkembangan fisik dan intelektual. Pada orang dewasa, karies bergabung dengan kerontokan rambut, kerapuhan dan kuku rapuh. Seiring bertambahnya usia, konsumsi silikon menurun, kalsium mengambil tempat di tulang, sehingga tulang kehilangan elastisitas, mengeras, menjadi rapuh, dan terjadi osteoporosis. Dalam kira-kira dengan cara yang sama, osteochondrosis berkembang dalam tubuh: tulang rawan intervertebral dipenuhi dengan kalsium, kehilangan elastisitasnya, menjadi lebih tipis, dan mobilitas mereka memburuk. Ketika mengurangi jumlah silikon dalam tubuh, kalsium tidak diserap oleh jaringan tulang, dalam bentuk garam itu disimpan dalam sendi, dan dalam bentuk pasir dan batu - di kandung empedu dan ginjal, menyebabkan terjadinya sindrom gout. Dalam proses penuaan, risiko patah tulang meningkat secara signifikan, terbukti bahwa akumulasi silikon yang kuat terjadi di tempat fraktur dan jumlahnya meningkat 50 kali lipat dibandingkan dengan bagian tulang yang sehat. Tubuh mengirimkannya ke area masalah "untuk membantu" untuk pembentukan jaringan tulang baru yang cepat. Pendaftaran silikon meningkatkan fiksasi kalsium dalam tulang, meningkatkan elastisitas dan tonus otot, memperkuat ligamen dan tulang rawan sendi. Diketahui bahwa usia seseorang dapat dinilai berdasarkan kondisi kapalnya. Pada tahun 1957, para ilmuwan Perancis menggambarkan fakta yang mengkonfirmasi bahwa aterosklerosis ada kandungan silikon yang sangat rendah di dinding pembuluh darah. Dengan kekurangan silikon, kalsium menggantikannya, oleh karena itu, elastisitas pembuluh darah menurun dan pada saat yang sama permeabilitas dinding mereka meningkat, kolesterol memasuki darah melalui cacat yang terbentuk dari jaringan dan menempel di dinding pembuluh darah, membentuk plak kolesterol. Proses ini menyebabkan vasokonstriksi dan menyebabkan angina, serangan jantung, aritmia, stroke, hipertensi, gangguan mental, gangguan memori, dll. Dengan kekurangan silikon, elastisitas dan pembuluh vena menderita, vena meregang dan mengubah posisi mereka, dan penyakit varises pada ekstremitas bawah muncul. Jumlah silikon yang cukup dalam makanan sehari-hari dapat mengembalikan lapisan dalam pembuluh darah, mengembalikan elastisitasnya, meningkatkan sirkulasi vena dan membantu mengurangi kolesterol berkepadatan rendah. Silikon adalah stimulator produksi energi universal dan benar-benar aman dalam tubuh ketika memasuki sel-sel tubuh.

ada sintesis aktif adenosin trifosfat (ATP) - molekul yang menyediakan energi untuk semua proses biokimia yang terjadi dalam sel.

Peran biologis

Untuk beberapa organisme, silikon adalah nutrisi penting. Ini adalah bagian dari formasi pendukung pada tumbuhan dan kerangka - pada hewan. Silikon terkonsentrasi dalam jumlah besar oleh organisme laut - diatom, radiolarian, spons. Sejumlah besar ekor kuda dan sereal silikon konsentrat, pertama-tama - Bamboks dan Risovidnyh, termasuk - menabur padi. Jaringan otot manusia mengandung (1-2) × 10 −2% silikon, jaringan tulang - 17 × 10 −4%, darah - 3,9 mg / l. Setiap hari hingga 1 g silikon memasuki tubuh manusia dengan makanan.

Senyawa silikon relatif tidak beracun. Tetapi sangat berbahaya untuk menghirup partikel yang sangat tersebar baik dari silikat dan silikon dioksida, yang terbentuk, misalnya, dengan peledakan, dengan memahat batu di tambang, dengan alat sandblasting, dll. Mikropartikel SiO2 yang jatuh ke paru mengkristal di dalamnya, dan kristal yang dihasilkan menghancurkan jaringan paru-paru dan menyebabkan penyakit parah - silikosis. Untuk mencegah debu berbahaya memasuki paru-paru, alat bantu pernapasan harus digunakan untuk melindungi organ pernapasan.

Industri silikat

Gzhel adalah salah satu pusat tradisional Rusia untuk produksi keramik. Ini adalah wilayah luas yang terdiri dari 27 desa yang disatukan dalam "Gzhelsky Bush" yang terletak sekitar 60 kilometer dari Moskow di sepanjang jalur kereta api Moskow-Murom-Kazan. Sekarang ini adalah Distrik Ramensky di Wilayah Moskow (ditunjukkan pada peta Wilayah Moskow).

Gzhel telah lama terkenal dengan tanah liatnya. Ilmuwan besar Rusia M. V. Lomonosov, yang menghargai tanah liat Gzhelian, menulis kata-kata luhur tentang mereka: “Hampir tidak ada bumi yang paling murni dan tanpa penggunaan di mana pun ahli kimia dunia menyebut kami Gzhel, yang belum pernah saya lihat dengan lebih indah di mana pun” Sampai pertengahan abad XVIII, Gzhel membuat tembikar, biasanya untuk saat itu, membuat batu bata, pipa tembikar, serta mainan anak-anak primitif.

Paruh kedua abad XVIII - semi-faience, diperoleh sebagai bahan peralihan untuk mencari resep porselen, dicat dengan cat biru pada beling abu-abu, tebal, berpori. Lukisan pada kvasniki, kendi, piring mengenakan karakter grafis dan tampak seperti gambar garis yang dilukis.

Awal abad XIX - era porselen. Porselen pabrik-pabrik swasta di Gzhel dibedakan oleh kecerahan yang tinggi, kombinasi cat yang kontras dari berbagai bentuk benda sehari-hari.

Pada tahun 1972, gaya produk Gzhel modern dibuat menggunakan cat biru kobalt.

Sistem artistik ramping penulisan Gzhel dikonsolidasikan dalam tulisan tangan individu dan perilaku aneh para pemain. Menggunakan set elemen bergambar yang sama dalam karyanya, masing-masing seniman menciptakan cerita lukisannya sendiri: karangan bunga, dunia hewan atau tanaman yang terpisah, gambar orang.

Fitur penting dalam lukisan porselen biru-putih Gzhel adalah awal yang indah. Sangat penting melekat pada gerakan kuas, mampu menciptakan banyak gradasi warna biru paling halus: dari jenuh nyaring menjadi biru buram. Dalam kombinasi dengan latar belakang putih, gambar menciptakan pola kerawang pada permukaan produk: di tengah - tempat yang terang dan besar - gambar bunga, dan di sekitar hamburan ranting dengan daun dan buah, keriting, sulur.

Cat pelukis porselen yang dilukis dengan cobalt (II) oxide.

Sekarang tidak mungkin untuk mengatakan dengan tepat siapa dan kapan menemukan kaca. Hanya diketahui bahwa kaca adalah salah satu penemuan tertua umat manusia. Dengan demikian, kalung yang ditemukan di leher mumi dari ratu Mesir Hatshepsut, yang terdiri dari manik-manik kaca berwarna hitam kehijauan, berusia 3.400 tahun. Para ahli besar dalam produksi berbagai produk kaca adalah pembuat kaca Romawi. Mereka membuat kendi untuk air, minyak dan anggur, gelas dan gelas, vas, tetesan air mata - botol parfum kecil. Kontribusi besar dalam pengembangan pembuatan seni kaca di Rusia dilakukan oleh Lomonosov. Di buat olehnya pada tahun 1748

sekitar 4000 percobaan pada mendidih kaca warna dilakukan oleh laboratorium kimia, di mana Lomonosov "tidak hanya menulis resep, tetapi juga bahan ... dia kebanyakan menggantungnya dan memasukkannya ke dalam oven ..." Berdasarkan resep yang dikembangkan oleh Lomonosov, sebuah pabrik kaca di Ust– Ruditsa pada 1753 mulai memproduksi kaca transparan multi-warna untuk pembuatan manik-manik, piring dan pakaian pria lainnya dan buram untuk mosaik. Dari kaca seperti itu, Lomonosov membuat beberapa lukisan mosaik, di antaranya adalah "Pertempuran Poltava", yang mendapat ketenaran terbesar dan bertahan hingga hari ini.

Komposisi kaca jendela biasa dinyatakan dengan rumus Na 2 O * CaO * 6SiO 2

Kami menggunakan pasir kuarsa, soda, dan batu kapur untuk menghasilkan gelas biasa. Zat-zat ini dicampur secara menyeluruh dan mengalami pemanasan yang kuat. Kimia proses dapat direpresentasikan sebagai berikut: selama fusi, silikat natrium dan kalsium terbentuk, yang kemudian berfusi dengan silika (berlebih):

SiO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SiO 3 + CO 2

SiO 2 + CaCO 3 = CaSiO 3 + CO 2

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

Untuk gelas khusus ubah komposisi campuran awal. Mengganti soda dengan Na 2 CO 3 kalium K 2 CO 3, dapatkan gelas tahan api (untuk gelas kimia). Mengganti kapur CaCO 3 timbal oksida (II) PbO, dan soda kalium, dapatkan gelas kristal. Ini agak lunak dan melebur, tetapi sangat berat, itu dibedakan dengan kecemerlangan yang kuat dan koefisien refraksi cahaya yang tinggi, sinar cahaya yang membusuk menjadi semua warna pelangi dan menyebabkan permainan cahaya.

Dimasukkannya oksida boron bukan konstituen alkali memberikan sifat refraktori gelas ini.

Massa kaca biasa setelah pendinginan memiliki warna hijau kekuningan atau kebiruan. Kaca bisa diwarnai jika komposisi campuran membuat dimasukkannya oksida logam tertentu. Senyawa ferrous melukis kaca dalam warna - dari kebiruan-hijau dan kuning ke merah-coklat, mangan (IV) oksida - dari kuning dan coklat ke ungu, kromium (III) oksida di rumput-hijau, kobal (II) oksida - dengan warna biru, Nikel (II) oksida - dari ungu ke abu-abu, natrium sulfida - menjadi kuning, tembaga (II) oksida - menjadi merah.

Dalam kehidupan manusia, kaca telah menjadi sangat penting. Itu terlihat di mana-mana, di setiap langkah - dalam kehidupan sehari-hari dalam hidup kita, dalam industri, dalam teknologi, dalam sains, dalam karya seni. Jendela, botol, lampu, cermin, gelas gelas rumah dan laboratorium, kaca optik (dari kacamata ke kamera kompleks), lensa perangkat optik tak berujung - dari mikroskop hingga teleskop. Sulit untuk membuat daftar semua aplikasi kaca dan tidak mungkin untuk menghitung berbagai objek yang dibuat darinya. Bahan ini, karena sifatnya yang unik, menyenangkan dan, mungkin, menawan, akan selalu hadir dalam kehidupan yang mampu menghargai keindahannya.

Kesimpulan

Jadi, hari ini terbukti bahwa silikon berkontribusi terhadap:

· Membersihkan dan memperkuat tubuh dan penyerapan nutrisi, makro dan mikro secara efisien

· Meningkatkan nada keseluruhan, meningkatkan sumber daya energi tubuh, meningkatkan kinerja mental, memperlambat proses penuaan

· Penghapusan gangguan yang disebabkan oleh efek berbahaya dari radikal bebas, mencegah perkembangan banyak penyakit kronis

Atom silikon membentuk dasar dari tanah liat, pasir dan batu. Sebagian besar kerak terdiri dari senyawa silikon anorganik (28 vol.%). Kita dapat mengatakan bahwa seluruh dunia anorganik dikaitkan dengan silikon. Dalam kondisi alami, mineral silikon juga ditemukan dalam kalsit dan kapur. Silikon adalah elemen kedua setelah oksigen dalam hal cadangan dalam kerak dan membentuk sekitar sepertiga dari total beratnya. Setiap 6 atom di kerak bumi adalah atom silikon. Silikon dalam air laut bahkan mengandung lebih dari fosfor, yang sangat penting bagi kehidupan di Bumi. Dalam tubuh kita, silikon ditemukan di kelenjar tiroid, kelenjar adrenal, kelenjar hipofisis. Konsentrasi tertinggi ditemukan pada rambut dan kuku. Silikon juga merupakan komponen kolagen, protein utama jaringan ikat. Peran utamanya adalah partisipasi dalam reaksi kimia, mengikat serat individu kolagen dan elastin, memberikan kekuatan dan elastisitas jaringan ikat. Kurangnya silikon dalam tubuh menyebabkan: osteomalacia (pelunakan tulang), penyakit mata, gigi, kuku, kulit dan rambut; percepatan pemakaian tulang rawan artikular; erysipelas kulit; batu di hati dan ginjal; dysbacteriosis; aterosklerosis. Hubungan antara konsentrasi silikon dalam air minum dan penyakit kardiovaskular ditemukan. TBC, diabetes, lepra, hepatitis, hipertensi, katarak, radang sendi, kanker disertai dengan penurunan konsentrasi silikon dalam jaringan dan organ, atau gangguan metabolisme. Sementara itu, tubuh kita kehilangan silikon setiap hari - rata-rata, kita mengonsumsi 3,5 mg silikon per hari dengan makanan dan air, dan kita kehilangan sekitar 9 mg per hari.

Sastra

· Samsonov. GV Silicides dan penggunaannya dalam rekayasa. Kiev, Penerbit House of Academy of Sciences SSR Ukraina, 1959. 204 hlm.

· Aleshin E. P., Aleshin N. E. Fig. Moskow, 1993. 504 hal. 100 gbr.

"Karbon dan silikon" - Berlian yang digiling dengan baik - berlian. Grafit lunak memiliki struktur berlapis. Silikon oksida (IV). Karbon specular memiliki struktur berlapis. Sifat kimia Karbon. Grafit Metode memperoleh: laboratorium dan industri. Gelas Salah satu yang paling lembut di antara padatan. Lebih dari 99% karbon di atmosfer adalah dalam bentuk karbon dioksida.

"Silicon" - Interaksi dengan logam. Karakteristik umum silikon pada posisi dalam sistem periodik. Aplikasi. Produk industri silikat. Silikat - garam asam silikat. Silisida Di laboratorium, silikon diproduksi dengan mengurangi silikon oksida SiO2. Struktur atom silikon. Hingga akhir level terluar, silikon tidak memiliki 4 elektron.

"Silicon Lesson" - Tentang manifestasi sifat non-logam dan logam. Pilih pernyataan yang benar: Oksida, karbon, dan silikon hidroksida? Sifat oksida: a) basa, b) asam, c) amfoter. Jenis ikatan dan kisi kristal pada zat sederhana. Industri silikat. Survei ekspres. Bunga - lima bunga.

"Silicon Compounds" - Kisi berpusat pada wajah kubik. Jasper Mineral berdasarkan SiO2. Agat Silikon dan senyawanya. Silikat dan hidrogen. Batu kecubung. Mendapatkan silikat. Mendapatkan silikon di laboratorium. Penggunaan silikon. Sifat kimia dari SiO2. Silikat alami. Varietas kuarsa. Penemuan silikon. Silikon oksida.

"Silicon isotop" - Produksi biji monocrystalline. Distribusi konsentrasi isotop sepanjang benih. Prospek untuk penggunaan silikon monoisotop. Konduktivitas termal dari silikon-28 yang diperkaya dengan isotop. Spektrum Raman dari silikon yang diperkaya isotop. Crucible Ketergantungan celah pita silikon pada massa atom.

"Silikon dan senyawanya" - Silikon dapat menjadi agen pengoksidasi dan agen pereduksi. Kisi kristal silikon menyerupai struktur berlian. Silikat Silikat berperan lebih dari 1/4 dari massa seluruh kerak. Keramik. Silikon pertama kali ditemukan pada tahun 1811 oleh Gay-Lussac dan Tenar. Piring tembikar modern. Pertimbangkan senyawa silikon alami.

Ada total 6 presentasi.

Lembaga pendidikan kota

"Sekolah menengah № 6"

Kota Murom

Abstrak dalam Kimia pada topik:

“Silikon, sifat dan perubahan alotropiknya. Silikon - unsur biogenik "

Siswa terpenuhi 8 Di kelas

Shvetsova Tatyana

Kepala Kornyshova S.S.

Pendahuluan 3

Sejarah Penemuan Silikon 4

Silikon di alam dan pertambangan industri 5

Silikon, sifat-sifatnya dan modifikasi alotropik 7

Cara mendapatkan silikon 10

Senyawa silikon dan sifat-sifatnya 11

Silikon - Nutrisi 14

Industri silikat 17

Kesimpulan 19

Sastra 20

Pendahuluan

Tujuan: Untuk mempelajari sifat-sifat silikon dan senyawa alami, untuk meningkatkan pengetahuan tentang struktur atom.

· Menentukan struktur silikon, nilai silikon dan senyawanya serta aplikasi praktisnya.

· Sorot nilai silikon sebagai nutrisi

· Identifikasi area utama industri silikat

Sejarah Penemuan Silikon

Pure Creme diisolasi pada tahun 1811 oleh ilmuwan Prancis Joseph Louis Gay-Lussac dan Louis Jacques Tenard.

Berada di alam

Silikon di alam dan pertambangan industrinya

Ada fakta terisolasi menemukan silikon murni dalam bentuk aslinya: Silikon logam dalam ijolitah dari massif Hot Mining, Petrologi chondrites biasa.

· SiO 2 + 2Mg = 2MgO + Si,

Silikon, sifat-sifatnya dan modifikasi alotropik

Seperti halnya batu bara, mengacu pada bahan tahan api.

Struktur kristal silikon.

Sifat kimia

1. Si + 2HNO 3 = SiO 2 + NO + NO 2 + H 2 O

2. SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O

3. 3SiF 4 + 3H 2 O = 2H 2 SiF 6 + ↓ H 2 SiO 3

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

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

Sifat fisik

Sifat elektrofisika

Silikon unsur dalam bentuk kristal tunggal adalah semikonduktor celah pita tidak langsung. Band gap di kamar

suhu 1,12 eV, dan pada T = 0 K adalah 1,21 eV. Konsentrasi pembawa muatan intrinsik dalam silikon dalam kondisi normal adalah sekitar 1,5 × 10 10 cm −3 [sumber tidak ditentukan 342 hari].

1. Permeabilitas dielektrik: 12

2. Mobilitas elektron: 1300-1450 cm² / (dalam · c).

3. Mobilitas lubang: 500 cm² / (dalam · c).

4. Lebar zona terlarang dari 1.205-2,84 × 10 -4 · T

5. Umur elektron: 5 ns - 10 ms

6. Elektron berarti jalur bebas: sekitar 0,1 cm

7. Panjang lubang bebas: sekitar 0,02 - 0,06 cm

Cara mendapatkan silikon

Silikon bebas dapat diperoleh dengan mengkalsinasi pasir putih halus dengan magnesium, yang dengan komposisi kimia silikon oksida hampir murni,

· SiO 2 + 2Mg = 2MgO + Si,

silikon amorf yang terbentuk dalam kasus ini memiliki bentuk bubuk coklat, dengan kerapatan 2,0 g / cm ³

Kemungkinan pemurnian silikon lebih lanjut dari pengotor.

Metode memproduksi silikon dalam bentuk murni dikembangkan oleh Nikolai Nikolayevich Beketov.

Produsen silikon terbesar di Rusia adalah OKRusal - silikon diproduksi di pabrik di kota Kamensk-Uralsky (wilayah Sverdlovsk) dan kota Shelekhov (wilayah Irkutsk).

Senyawa silikon dan sifat-sifatnya

Koneksi silikon

Si + 2F 2 = SiF 4

Ketika dipanaskan, silikon yang dihancurkan bereaksi dengan oksigen untuk membentuk silikon oksida (IV):

Si + O 2 = SiO 2

Asam (kecuali campuran hidrogen fluorida dan nitrogen) tidak mempengaruhi silikon. Namun, larut dalam alkali, membentuk silikat dan hidrogen.

Si + 2 NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2 H 2

Ca 2 Si + 4HCl → 2CaCl 2 + SiH 4.

Ketika SiO 2 direduksi oleh silikon pada suhu tinggi, silikon oksida (II) SiO terbentuk.

4. Si + 2HNO 3 = SiO 2 + NO + NO 2 + H 2 O

5. SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O

6. 3SiF 4 + 3H 2 O = 2H 2 SiF 6 + ↓ H 2 SiO 3

Untuk etsa silikon dapat digunakan larutan alkali. Etsa silikon dalam larutan alkali dimulai pada suhu larutan lebih dari 60 ° C.

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

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

Sebagai contoh:

Kaolinit adalah komponen utama dari tanah liat putih.

Dari silikat keramik, gelas dan semen adalah yang paling penting. Mari berkenalan dengan produksi beberapa bahan yang diproduksi oleh industri silikat, lebih lanjut.

Silikon - Nutrisi

ada sintesis aktif adenosin trifosfat (ATP) - molekul yang menyediakan energi untuk semua proses biokimia yang terjadi dalam sel.

Peran biologis

Industri silikat

Awal abad XIX - era porselen. Porselen pabrik-pabrik swasta di Gzhel dibedakan oleh kecerahan yang tinggi, kombinasi cat yang kontras dari berbagai bentuk benda sehari-hari.

Pada tahun 1972, gaya produk Gzhel modern dibuat menggunakan cat biru kobalt.

Cat pelukis porselen yang dilukis dengan cobalt (II) oxide.

Komposisi kaca jendela biasa dinyatakan dengan rumus Na 2 O * CaO * 6SiO 2

SiO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SiO 3 + CO 2

SiO 2 + CaCO 3 = CaSiO 3 + CO 2

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

Dimasukkannya oksida boron bukan konstituen alkali memberikan sifat refraktori gelas ini.

Kesimpulan

Jadi, hari ini terbukti bahwa silikon berkontribusi terhadap:

· Membersihkan dan memperkuat tubuh dan penyerapan nutrisi, makro dan mikro secara efisien

· Meningkatkan nada keseluruhan, meningkatkan sumber daya energi tubuh, meningkatkan kinerja mental, memperlambat proses penuaan

· Penghapusan gangguan yang disebabkan oleh efek berbahaya dari radikal bebas, mencegah perkembangan banyak penyakit kronis

Sastra

· Samsonov. GV Silicides dan penggunaannya dalam rekayasa. Kiev, Penerbit House of Academy of Sciences SSR Ukraina, 1959. 204 hlm.

· Aleshin E. P., Aleshin N. E. Fig. Moskow, 1993. 504 hal. 100 gbr.

Allotropy (dari bahasa Yunani kuno Αλλος - “other”, τροπος - “turn, property”) - keberadaan dua atau lebih zat sederhana dari unsur kimia yang sama, berbeda dalam struktur dan sifat - yang disebut modifikasi atau bentuk alotropik.

Fenomena alotropi disebabkan oleh komposisi molekul yang berbeda dari zat sederhana (alotropi komposisi) atau metode penempatan atom atau molekul dalam kisi kristal (bentuk alotropi).

2.1 Kristal Silikon

Silikon kristal adalah bentuk utama di mana silikon digunakan dalam produksi konverter fotoelektrik dan perangkat elektronik solid-state menggunakan teknologi planar. Penggunaan silikon dalam bentuk film tipis (lapisan epitaxial) dari struktur kristal dan amorf pada berbagai substrat sedang aktif dikembangkan. Zat abu-abu gelap dengan kilau logam, kekerasan besar, kerapuhan, semikonduktor, lembam.

Tergantung pada tujuannya, ada:

1 Silikon berkualitas elektronik (yang disebut "silikon elektronik") - silikon berkualitas tinggi dengan kandungan silikon lebih dari 99,999% berat, tingkat masa pakai yang lebih tinggi (lebih dari 25 μs), digunakan untuk produksi perangkat elektronik solid-state, mikrosirkuit, dll. Resistivitas listrik silikon kualitas elektronik dapat berada dalam kisaran dari sekitar 0,001 hingga 150 Ohm · cm, tetapi resistensi harus disediakan semata-mata oleh pengotor, yaitu pengotor lain masuk ke dalam kristal, meskipun dan memberikan resistivitas listrik yang ditentukan, sebagai suatu peraturan, tidak dapat diterima. Sebagian besar kristal silikon berkualitas elektronik adalah apa yang disebut. "Kristal bebas dislokasi", yaitu, kepadatan dislokasi di dalamnya tidak melebihi 10 cm - 2, namun, dalam beberapa kasus, untuk pembuatan perangkat elektronik, ingot dengan struktur kembar atau bahkan polikristalin juga digunakan.

2 Solar grade silicon (disebut "solar silicon") adalah silikon dengan kandungan silikon lebih dari 99,99% berat, dengan nilai rata-rata masa pakai pembawa non-kalibrasi dan resistivitas listrik (hingga 25 μs dan hingga 10 Ω cm) digunakan untuk produksi sel fotovoltaik (sel surya);

3 Teknis silikon - blok silikon struktur polikristalin, diperoleh dengan metode reduksi karbotermik dari pasir kuarsa murni; mengandung 98% silikon, pengotor utama adalah karbon, ia memiliki kandungan tinggi unsur-unsur paduan - boron, fosfor, aluminium; terutama digunakan untuk memproduksi polikristalin

silikon; pada 2006–2009 Karena kurangnya bahan baku silikon tingkat surya, upaya dilakukan untuk menggunakan bahan ini untuk produksi silikon kristal kualitas surya: untuk tujuan ini, pemurnian tambahan silikon teknis dilakukan dengan menghancurkan pada batas antar-kristal dan etsa pengotor berkonsentrasi pada batas, kemudian rekristalisasi dilakukan dengan salah satu metode di atas).

Bergantung pada metode rekristalisasi, ada:

- silikon monokristalin - silikon batangan silindris dari struktur mono dan polikristalin dengan diameter hingga 400 mm, diperoleh dengan metode Czochralski. Dalam monosilicon, struktur kristal seragam, tanpa batas butir (yang terlihat bahkan dalam penampilan). Susunan atom silikon yang teratur dalam satu kisi kristal silikon menciptakan struktur pita yang jelas. Setiap atom silikon memiliki 4 elektron pada kulit terluarnya. Elektron dari atom tetangga membentuk pasangan yang dimiliki kedua atom pada saat yang sama, sehingga setiap atom memiliki 4 ikatan dengan atom tetangga.

Perilaku silikon monokristalin dapat diprediksi dengan baik, namun, karena tingkat pertumbuhan yang rendah dan kompleksitas proses pembuatannya, ini merupakan jenis silikon yang paling mahal. Silikon monocrystalline adalah dasar dari teknologi elektronik modern. Tuntutan yang sangat tinggi pada kemurnian dan kesempurnaan struktur dibuat untuk itu. Konsentrasi dopan yang aktif secara listrik biasanya berada dalam jarak 10 13 - 10 18 cm ³, pengotor latar belakang yang aktif secara listrik kurang dari 10 15 cm ³, dan pengotor yang tidak aktif secara listrik kurang dari 10 18 –10 19 cm ³. Jenis utama cacat struktural adalah yang disebut mikrodefektif. Sebagai aturan, mereka adalah loop dislokasi kecil atau kelompok cacat titik intrinsik dan pengotor.

- silikon single-crystal non-crucible - ingot silikon silinder dari struktur kristal tunggal dengan diameter hingga 150 mm, yang diperoleh dengan metode peleburan zona bebas wadah;

- multisilicon - blok persegi panjang silikon dari struktur polikristalin dengan dimensi hingga 1000x1000x600mm, diperoleh dengan metode kristalisasi terarah dalam wadah. Ini menempati posisi antara silikon poli dan monokristalin dalam ukuran dan jumlah kristal. Jauh lebih mudah untuk menumbuhkan silikon multi-kristal daripada kristal tunggal, sehingga biayanya lebih rendah. Namun, kualitas multicrystal dibandingkan dengan kristal tunggal juga lebih rendah karena adanya batas butir berganda dari kristal tunggal di mana multicrystal tersusun. Batas butir membuat tingkat cacat tambahan di celah pita semikonduktor, menjadi pusat lokal dengan tingkat rekombinasi tinggi, yang mengarah pada penurunan total

seumur hidup pembawa minoritas. Selain itu, batas butir mengurangi kinerja dengan mencegah arus pembawa dan membuat jalur shunting untuk arus yang mengalir melalui persimpangan p-n.

Untuk menghindari kerugian rekombinasi yang terlalu besar pada batas butir, ukuran butir harus setidaknya beberapa milimeter. Kondisi ini juga berarti bahwa ukuran butiran tunggal akan lebih besar dari ketebalan sel surya, yang akan mengurangi resistensi terhadap arus pembawa dan total panjang daerah batas dalam sel surya. Silikon multikristalin semacam itu banyak digunakan dalam sel surya komersial.

- polisilikon adalah silikon dengan kemurnian tinggi dengan kandungan pengotor kurang dari 0,0001%, terdiri dari sejumlah besar butiran kristal kecil yang berorientasi secara acak relatif satu sama lain.

Faktanya, silikon teknis juga polikristalin, namun untuk menghindari kebingungan, konsep "silikon polikristalin" hanya diterapkan pada silikon semikonduktor yang sangat murni. Polysilicon adalah bentuk paling murni dari silikon yang diproduksi secara industri dan bahan utama untuk mikroelektronika dan energi surya - produk setengah jadi yang diperoleh dengan memurnikan silikon teknis dengan metode klorida dan digunakan untuk produksi silikon mono dan multikristalin.

Saat ini, kualitas polisilikon "elektronik" (semikonduktor) (kandungan pengotor kurang dari 1 · 10 -10%) dan kualitas "surya" polisilikon (kandungan pengotor kurang dari 1 · 10 -5%) dibedakan. Sebagian besar silikon polikristalin di dunia diproduksi dalam bentuk batang silindris berwarna abu-abu dengan permukaan dendritik kasar. Di tengah batang ada "benih" mono-atau polisilikon bagian bulat atau persegi dengan diameter (sisi) 8-10 mm. Kristalit padat yang dikemas dalam bentuk jarum pendek, dengan potongan melintang kurang dari 1 mm, tumbuh dari "biji" yang tegak lurus terhadap generatrix.

Polysilicon adalah bahan baku untuk produksi jenis silikon yang lebih maju - silikon multikristalin (multisilikon) dan silikon monokristalin (monosilikon), dan juga dalam beberapa aplikasi dapat digunakan dalam bentuk murni.

-. Memo silikon - stek, fragmen dan produk limbah murni lain dari produksi silikon dengan metode yang dijelaskan di atas tanpa oksidasi, bagian yang menyatu dari wadah atau lapisan - pada gilirannya, dapat dibagi menjadi beberapa subkelompok tergantung pada asalnya - digunakan sebagai bahan kerja dalam produksi silikon kristal;

-. umg-scrap - silikon teknis yang dimurnikan secara metalurgi - adalah silikon teknis yang mengalami pemurnian melalui interaksi silikon meleleh dengan zat lain (untuk mengekstraksi kotoran atau memindahkannya ke fase gas atau tidak larut, dll.) dan setelahnya

mengikuti kristalisasi terarah dan pemindahan zona konsentrasi kontaminan selanjutnya;

-. skrap busuk - fragmen, stek dan limbah lain dari produksi silikon kristal dengan metode yang dijelaskan di atas dengan residu pelapis atau pelapis, jejak oksidasi, terak - sebagai aturan, ini juga merupakan area di mana kotoran - silikon paling kotor - didorong kembali selama kristalisasi - pada gilirannya, dapat dipisahkan pada subkelompok, tergantung pada asalnya - setelah pemurnian dari kotoran zat asing dapat digunakan sebagai aditif bahan baku yang dapat didaur ulang setelah menerima nilai silikon dengan persyaratan kualitas yang dikurangi.

Cawan silikon monokristalin hanya diproduksi dengan kualitas elektronik. Multi-silikon hanya menghasilkan kualitas solar. Silikon monokristalin, tabung dan kaset yang diperoleh dengan metode Czochralski dapat berupa kualitas elektronik dan tenaga surya.