Dimana silikon digunakan? Silikon: khasiat dan kegunaan untuk tujuan pengobatan. Silikon sebagai bahan bangunan

Kirimkan pekerjaan baik Anda di basis pengetahuan itu sederhana. Gunakan formulir di bawah ini

kerja bagus ke situs "\u003e

Awal era Graphene

Selain itu, karbon juga cenderung menghasilkan lebih sedikit panas dan dengan membuat transistor yang jauh lebih kecil yang dapat dimiliki jumlah besar mereka di ruang yang sama. Kegunaan awal chip ini akan ada di telepon seluler, di mana ia dapat digunakan sebagai penerima radio yang memungkinkan sinyal diterjemahkan menjadi informasi yang dapat dimengerti yang dapat dikirim dan diterima. Bagian negatifnya, seperti biasa ketika kita berbicara tentang penggunaan graphene sebagai bahan, adalah tingginya biaya produksinya, yang saat ini tidak memungkinkan untuk penggunaan komersial dalam jangka pendek.

Mahasiswa, mahasiswa pascasarjana, ilmuwan muda yang menggunakan basis pengetahuan dalam studi dan pekerjaan mereka akan sangat berterima kasih kepada Anda.

Diposting di http://www.allbest.ru/

KEMENTERIAN CABANG RUSIA

lembaga pendidikan anggaran negara federal

pendidikan profesional yang lebih tinggi

"Institut Teknologi Negara St. Petersburg

(universitas teknik) "(SPbSTI (TU))

KURSI HNT MET

UGS 240100.62

SPESIALITAS Teknologi Kimia

PETUNJUK ARAH Kimia zat dan bahan

DISIPLIN Pengantar spesialisasi

TENTANG TOPIK: Silikon, properti dan aplikasinya dalam elektronik modern

Dilakukan oleh siswa tahun pertama, kelompok 131

Zhukovskaya Ekaterina Olesevna

Yezhovsky Yuri Konstantinovich

Saint Petersburg 2013

pengantar

1. Silikon

2. Sejarah

3. Asal nama

4. Berada di alam

5. Menerima

6. Sifat fisik

7. Sifat elektrofisika

8. Sifat kimiawi

10. Penerapan

Daftar referensi

pengantar

Silikon adalah salah satu elemen penting. Vernadsky menulis karyanya yang terkenal: "Tidak ada organisme yang dapat hidup tanpa silikon" (1944). Dalam buku pegangan tentang kimia untuk anak sekolah kelas 9 (penerbit Minsk: "Slovo", 1977) di bagian "Silicon" dikatakan: "... silikon adalah bahan semikonduktor yang sangat penting yang digunakan untuk pembuatan perangkat mikroelektronik -" sirkuit mikro ". digunakan dalam produksi baterai surya, mengubah energi matahari menjadi energi listrik. Di antara 104 elemen tabel periodik, silikon memiliki peran khusus. Ini adalah elemen piezoelektrik. Dapat mengubah satu jenis energi menjadi energi lainnya. Mekanis menjadi listrik, cahaya menjadi panas, dll. " Silikonlah yang mendasari pertukaran informasi energi di ruang angkasa dan di Bumi. Dari meja komposisi kimia Dapat dilihat bahwa unsur paling umum di dunia ini adalah oksigen - 47%, tempat kedua ditempati oleh silikon - 29,5%, dan kandungan unsur lainnya jauh lebih sedikit.

Semikonduktor yang paling tersebar luas dalam produksi komponen elektronik adalah silikon, karena cadangannya di planet ini praktis tidak terbatas.

1. Silikon

Silikon adalah unsur dari subkelompok utama dari kelompok keempat periode ketiga dari sistem periodik unsur kimia D. I. Mendeleev, dengan nomor atom 14. Ini dilambangkan dengan simbol Si (Latin Silicium).

Penampilan zat sederhana

Dalam bentuk amorf - bubuk coklat, dalam bentuk kristal - abu-abu tua, sedikit berkilau.

Properti atom

Nama, lambang, angka: Silicon / Silicium (Si), 14

Massa atom (massa molar) 28.0856 amu (g / mol)

Konfigurasi elektronik: 3s2 3p2, samb. 3s 3p3 (hibridisasi)

Jari-jari atom 132 nm

Sifat kimiawi

Jari-jari kovalen 111 nm

Jari-jari ion 42 (+ 4e) 271 (-4e) nm

Elektronegativitas 1,90 (skala Pauling)

Potensial elektroda 0

Bilangan oksidasi: +4, +2, 0, -4

Energi ionisasi (elektron pertama) 786,0 (8,15) kJ / mol (eV)

Sifat termodinamika zat sederhana

Densitas (pada level normal) 2,33 g / cm3

Titik lebur 1414,85 ° C (1688 K)

Suhu penguapan 2349,85 ° C (2623 K)

Kalor fusi 50,6 kJ / mol

Kalor penguapan 383 kJ / mol

Kapasitas kalor molar 20,16 J / (K mol)

Volume molar 12,1 cm3 / mol

Kisi kristal dari zat sederhana

Struktur kisi: kubik, berlian

Parameter kisi: 5.4307 E

Suhu Debye 625 K.

Karakteristik lain

Konduktivitas termal (300 K) 149 W / (m K)

2. Sejarah

Senyawa silikon alam atau silikon (Silikon Inggris, Silicium Perancis dan Jerman) - silikon dioksida (silika) - telah dikenal sejak lama. Orang dahulu sangat mengenal kristal batu, atau kuarsa, serta batu mulia, yang dicat kuarsa dalam berbagai warna (batu kecubung, kuarsa berasap, kalsedon, chrysoprase, topas, onyx, dll.) Silikon dasar hanya diperoleh pada abad ke-19, meskipun percobaan Scheele dan Lavoisier, Dzvi (dengan bantuan pilar Voltaic), Gay-Lussac dan Thénard (secara kimiawi) melakukan penguraian silika. Vercelius, mencoba menguraikan silika, memanaskannya dalam campuran dengan bubuk besi dan batu bara hingga 1500 ° C dan memperoleh ferrosilicon. Hanya pada tahun 1823 r. ketika mempelajari senyawa asam fluorida, termasuk SiF4, ia memperoleh silikon amorf bebas ("silika radikal") melalui interaksi uap silikon fluorida dan kalium. Saint Clair-Deville memperoleh silikon kristal pada tahun 1855.

3. Asal nama

Nama silicium atau kizel (Kiesel, flint) diusulkan oleh Berzelius. Sebelumnya, Thomson mengusulkan nama silikon (Silicon), yang diadopsi di Inggris dan Amerika Serikat, dengan analogi dengan harrows (Boron) dan karbon (Carbon). Kata silikon (Silicium) berasal dari silika (silika); akhiran "a" diadopsi pada abad ke-18 dan ke-19. untuk menunjuk tanah (Silica, Aluminia, Thoria, Terbia, Glucina, Cadmia, dll.). Selanjutnya, kata silika dikaitkan dengan lat. Silex (kuat, batu api).

Nama Rusia untuk silikon berasal dari kata Slavia Kuno (nama batu), kremyk, kuat, kresmen, kresati (memukul sabuk dengan besi untuk menghasilkan percikan api), dll. Dalam literatur kimia Rusia awal abad ke-19. ada nama silika (Zakharov, 1810), silicium (Soloviev, Dvigubsky, 1824), batu api (Strakhov, 1825), silika (Iovskii, 1827), silika dan silikon (Hess, 1831).

4. Berada di alam

Paling sering di alam, silikon ditemukan dalam bentuk senyawa silika berdasarkan silikon dioksida (IV) SiO2 (sekitar 12% massa kerak bumi). Mineral dan batuan utama yang dibentuk oleh silikon dioksida adalah pasir (sungai dan kuarsa), kuarsa dan kuarsit, batu api, feldspar. Kelompok senyawa silikon paling umum kedua di alam adalah silikat dan aluminosilikat.

Fakta terisolasi menemukan silikon murni dalam keadaan asli dicatat.

Silikon ditemukan di sebagian besar mineral dan bijih. Deposit yang diperlukan dari kuarsit dan pasir kuarsa ditemukan di banyak negara di dunia. Namun, untuk mendapatkan lebih banyak produk berkualitas atau untuk meningkatkan indikator profitabilitas, akan lebih menguntungkan untuk menggunakan bahan baku dengan kandungan silikon maksimum (hingga 99% SiO2). Deposit kaya seperti itu sangat langka dan telah secara aktif dan untuk waktu yang lama digunakan oleh industri kaca yang bersaing di seluruh dunia. Namun, yang terakhir enggan memproses bahan mentah bahkan dengan kontaminasi besi minimal, tetapi tidak terlalu penting dalam produksi ferroalloy. Di seluruh dunia, pasokan bahan mentah untuk produksi silikon dianggap tinggi, dan bagian biaya yang sesuai dalam biayanya tidak signifikan (kurang dari 10%).

atom amorf silikon

5. Menerima

“Silikon gratis dapat diperoleh dengan mengkalsinasi pasir putih halus dengan magnesium, yaitu silikon dioksida:

Ini membentuk bubuk coklat silikon amorf».

Dalam industri, silikon dengan kemurnian teknis diperoleh dengan mereduksi lelehan SiO2 dengan kokas pada suhu sekitar 1800 ° C dalam tungku termal bijih tipe poros. Kemurnian silikon yang diperoleh dengan cara ini bisa mencapai 99,9% (pengotor utamanya adalah karbon, logam).

Pemurnian lebih lanjut silikon dari kotoran dimungkinkan.

Pembersihan dalam kondisi laboratorium dapat dilakukan dengan persiapan awal magnesium silisida Mg2Si. Selanjutnya, gas monosilan SiH4 diperoleh dari magnesium silisida menggunakan asam klorida atau asam asetat. Monosilane dimurnikan dengan rektifikasi, penyerapan dan metode lainnya, dan kemudian diuraikan menjadi silikon dan hidrogen pada suhu sekitar 1000 ° C.

Pemurnian silikon pada skala industri dilakukan dengan klorinasi silikon langsung. Dalam hal ini, terbentuk senyawa dari komposisi SiCl4 dan SiCl3H. Klorida ini dimurnikan dari kotoran dengan berbagai cara (biasanya dengan distilasi dan disproporsionasi) dan, pada tahap akhir, direduksi dengan hidrogen murni pada suhu 900 hingga 1100 ° C.

Teknologi pemurnian silikon industri yang lebih murah, lebih bersih dan lebih efisien sedang dikembangkan. Untuk tahun 2010, ini termasuk teknologi pemurnian silikon menggunakan fluor (bukan klorin); teknologi untuk distilasi silikon monoksida; teknologi berdasarkan pengetsaan kotoran yang berkonsentrasi pada batas antar kristal.

Metode memperoleh silikon dalam bentuk murni dikembangkan oleh Nikolai Nikolaevich Beketov.

Di Rusia, silikon teknis diproduksi oleh OK Rusal di pabrik-pabrik di Kamensk-Uralsky (Wilayah Sverdlovsk) dan Shelekhov (Wilayah Irkutsk); Silikon yang dimurnikan menggunakan teknologi klorida diproduksi oleh grup Nitol Solar di pabrik di Usolye-Sibirskoye.

6. Sifat fisik

Struktur kristal silikon

Kisi kristal silikon berbentuk kubik, berpusat pada permukaan, dari jenis berlian, parameter a \u003d 0,54307 nm (pada tekanan tinggi, modifikasi polimorfik silikon lainnya diperoleh), tetapi karena panjang ikatan yang lebih panjang antara atom Si - Si dibandingkan dengan panjangnya tautan C - C kekerasan silikon jauh lebih kecil dibandingkan dengan berlian. Silikon rapuh, hanya jika dipanaskan di atas 800 ° C barulah silikon menjadi zat yang ulet. Menariknya, silikon transparan terhadap radiasi infra merah dari panjang gelombang 1,1 μm. Konsentrasi diri pembawa muatan - 5,81 · 1015 m? 3 (untuk suhu 300 K).

7. Sifat elektrofisika

Silikon unsur dalam bentuk monokristalin adalah semikonduktor celah tidak langsung. Celah pita di suhu kamar adalah 1,12 eV, dan pada T \u003d 0 K adalah 1,21 eV. Konsentrasi pembawa muatan intrinsik dalam silikon dalam kondisi normal adalah sekitar 1,5 × 1010 cm? 3.

Sifat elektrofisika silikon kristal sangat dipengaruhi oleh pengotor yang terkandung di dalamnya. Untuk mendapatkan kristal silikon dengan konduktivitas lubang, atom unsur golongan III, seperti boron, aluminium, galium, indium, dimasukkan ke dalam silikon. Untuk mendapatkan kristal silikon dengan konduktivitas elektronik, atom dimasukkan ke dalam silikon elemen Vth tersebut kelompok seperti fosfor, arsen, antimon.

Saat membuat perangkat elektronik berdasarkan silikon, lapisan permukaan material terutama terlibat (hingga puluhan mikron), sehingga kualitas permukaan kristal dapat memiliki efek signifikan pada sifat elektrofisika silikon dan, karenanya, pada properti perangkat jadi. Beberapa perangkat menggunakan teknik modifikasi permukaan, seperti perawatan permukaan silikon dengan berbagai bahan kimia.

Konstanta dielektrik: 12

Mobilitas elektron: 1200-1450 cm2 / (V s).

Mobilitas lubang: 500 cm2 / (V s).

Tali terlarang 1.205-2.84 10 4 T

Umur elektron: 5 ns - 10 ms

Jalur bebas elektron: sekitar 0,1 cm

Jalur bebas lubang: sekitar 0,02 - 0,06 cm

Semua nilai didasarkan pada kondisi normal.

8. Sifat kimiawi

Seperti atom karbon, atom silikon dicirikan oleh keadaan hibridisasi sp3 orbital. Sehubungan dengan hibridisasi, silikon kristal murni membentuk kisi seperti berlian di mana silikon bersifat tetravalen. Dalam senyawa, silikon biasanya juga memanifestasikan dirinya sebagai unsur tetravalen dengan bilangan oksidasi +4 atau −4. Ada senyawa silikon bivalen, misalnya silikon oksida (II) - SiO.

Dalam kondisi normal, silikon tidak aktif secara kimiawi dan hanya bereaksi aktif dengan gas fluor, sehingga membentuk silikon tetrafluorida SiF4 yang mudah menguap. "Ketidakaktifan" silikon ini dikaitkan dengan pasifnya permukaan dengan lapisan silikon dioksida berukuran nano, yang segera terbentuk dengan adanya oksigen, udara, atau air (uap air).

Ketika dipanaskan hingga suhu di atas 400--500 ° C, silikon bereaksi dengan oksigen membentuk SiO2 dioksida, proses tersebut disertai dengan peningkatan ketebalan lapisan dioksida di permukaan, laju proses oksidasi dibatasi oleh difusi atom oksigen melalui film dioksida.

Ketika dipanaskan sampai suhu di atas 400-500 ° C, silikon bereaksi dengan klor, brom dan yodium untuk membentuk tetrahalida SiHal4 yang mudah menguap dan, mungkin, halida dengan komposisi yang lebih kompleks.

Silikon tidak bereaksi langsung dengan hidrogen, senyawa silikon dengan hidrogen - silan dengan rumus umum SinH2n + 2 - diperoleh secara tidak langsung. Monosilane SiH4 (sering disebut silane) dilepaskan ketika silikida logam bereaksi dengan larutan asam, misalnya:

Silan SiH4 yang terbentuk dalam reaksi ini mengandung pengotor silan lain, khususnya, disilan Si2H6 dan trisilan Si3H8, yang mengandung rantai atom silikon yang dihubungkan oleh ikatan tunggal (--Si - Si - Si--).

Dengan nitrogen, silikon pada suhu sekitar 1000 ° C membentuk Si3N4 nitrida, dengan boron - borida SiB3, SiB6 dan SiB12 yang tahan secara termal dan kimiawi.

Pada suhu di atas 1000 ° C, Anda bisa mendapatkan senyawa silikon dan analog terdekatnya menurut tabel periodik - karbon - silikon karbida SiC (carborundum), yang ditandai dengan kekerasan tinggi dan aktivitas kimia rendah. Karborundum banyak digunakan sebagai bahan abrasif. Pada saat yang sama, yang menarik, lelehan silikon (1415 ° C) dapat menghubungi karbon untuk waktu yang lama dalam bentuk potongan besar grafit berbutir halus yang disinter padat dengan pengepresan isostatik, praktis tidak larut atau berinteraksi dengan yang terakhir.

Unsur yang mendasari golongan ke-4 (Ge, Sn, Pb) larut tak terhingga dalam silikon, seperti kebanyakan logam lainnya. Ketika silikon dipanaskan dengan logam, silikida dapat terbentuk. Silikida dapat dibagi menjadi dua kelompok: kovalen ionik (silikida alkali, logam alkali tanah dan magnesium seperti Ca2Si, Mg2Si, dll.) Dan sejenis logam (silikida logam transisi). Silikida logam aktif terurai di bawah aksi asam, silikida logam transisi stabil secara kimiawi dan tidak terurai di bawah aksi asam. Silikida mirip logam memiliki titik leleh yang tinggi (hingga 2000 ° C). Paling sering, silikida mirip logam dibentuk dengan komposisi MeSi, Me3Si2, Me2Si3, Me5Si3, dan MeSi2. Silikida mirip logam bersifat inert secara kimiawi dan tahan terhadap oksigen bahkan pada suhu tinggi.

Perlu dicatat secara khusus bahwa silikon membentuk campuran eutektik dengan besi, yang memungkinkan sintering (peleburan) bahan-bahan ini untuk membentuk keramik ferrosilicon pada suhu yang jauh lebih rendah daripada suhu leleh besi dan silikon.

Ketika SiO2 direduksi dengan silikon pada suhu di atas 1200 ° C, silikon oksida (II) - SiO terbentuk. Proses ini secara konstan diamati dalam produksi kristal silikon dengan menggunakan metode Czochralski, kristalisasi terarah, karena mereka menggunakan wadah silikon dioksida sebagai bahan silikon yang paling sedikit mencemari.

Silikon dicirikan oleh pembentukan senyawa organosilicon di mana atom silikon dihubungkan ke rantai panjang karena menjembatani atom oksigen --O--, dan ke setiap atom silikon, selain dua atom O, dua lagi radikal organik terikat R1 dan R2 \u003d CH3, C2H5, C6H5, CH2CH2CF3, dll.

Untuk etsa silikon, campuran asam fluorida dan nitrat paling banyak digunakan. Beberapa etsa khusus termasuk penambahan anhidrida kromat dan zat lainnya. Selama pengetsaan, larutan etsa asam dengan cepat memanas hingga titik didih, sementara laju etsa meningkat berkali-kali lipat.

Si + 2HNO3 \u003d SiO2 + NO + NO2 + H2O

SiO2 + 4HF \u003d SiF4 + 2H2O

3SiF4 + 3H2O \u003d 2H2SiF6 + vH2SiO3

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

Si + 2KOH + H2O \u003d K2SiO3 + 2H2 ^

K2SiO3 + 2H2O-H2SiO3 + 2KOH

9. Silikon dalam tubuh manusia

Si adalah elemen jejak penting dalam tubuh manusia. Peran utama silikon dalam tubuh manusia adalah partisipasi dalam reaksi kimia, yang intinya adalah mengikat subunit jaringan fibrosa tubuh (kolagen dan elastin) bersama-sama, yang memberi mereka kekuatan dan elastisitas. Ia juga terlibat langsung dalam proses mineralisasi tulang. Ini ditemukan di banyak organ dan jaringan, seperti paru-paru, kelenjar adrenal, trakea, tulang dan ligamen, yang menunjukkan peningkatan biokompatibilitasnya.Fungsi penting lain dari silikon adalah untuk menjaga metabolisme normal dalam tubuh. Lebih tepatnya, jika silikon tidak cukup, maka sekitar 70 elemen lainnya tidak diserap oleh tubuh. Silikon menciptakan sistem koloid yang menyerap mikroorganisme dan virus berbahaya, sehingga memurnikan tubuh. Seseorang membutuhkan setidaknya 10 miligram silikon setiap hari. Silikon dapat dikirim ke tubuh dengan dua cara: air yang mengandung silikon dan memakan tumbuhan tertentu.Dengan makanan, hingga 1 g Si disuplai ke tubuh manusia setiap hari, kekurangan unsur ini dapat menyebabkan melemahnya jaringan tulang dan berkembangnya penyakit menular.

Umum khasiat obat air silikon. Air silikon adalah cara sederhana untuk mengisi kembali konsentrasi zat penting ini di dalam tubuh. Salah satu sumber alami paling kaya silikon adalah tanah liat biru, obat-obatan, makanan.

10. Penerapan

Aplikasi dalam pengobatan:

Dalam pengobatan, silikon digunakan dalam silikon, senyawa inert molekul tinggi yang digunakan sebagai pelapis untuk teknologi medis. Dalam beberapa tahun terakhir, suplemen makanan dan obat-obatan, diperkaya dengan silikon, digunakan untuk pencegahan dan pengobatan osteoporosis, aterosklerosis, penyakit pada kuku, rambut dan kulit.

Aplikasi dalam konstruksi dan industri ringan:

Senyawa silikon banyak digunakan baik dalam bidang teknologi tinggi maupun dalam kehidupan sehari-hari. Silika dan silikat alami adalah prekursor dalam produksi kaca, keramik, porselen, semen, produk beton, bahan abrasif, dll. Silikon dioksida digunakan dalam kombinasi dengan sejumlah bahan dalam pembuatan kabel serat optik. Mika dan asbes digunakan sebagai bahan isolasi listrik dan termal.

Shotcrete yang dimodifikasi polimer adalah bahan terowongan yang hemat biaya. Silikon mencegah kerusakan akibat kelembapan dan bahan kimia berbahaya. Lapisan atap berdasarkan dispersi silikon memungkinkan ide desain yang berani dan memiliki karakteristik teknis yang mengesankan. Dispersi kopolimer memberikan keseimbangan adhesi dan fleksibilitas yang diperlukan untuk sealant HVAC berkualitas tinggi.

Silikon sangat bagus untuk menyelesaikan kulit dan tekstil, melindungi produk akhir dan mengoptimalkan proses produksi.

Berbagai senyawa silikon cocok sebagai bahan antifoam untuk semua jenis bahan pembersih.

Dispersi berbasis silikon memberikan penyerapan yang efisien dan digunakan dalam pembuatan penyerap.

Silikon dapat ditemukan di bawah kap, dalam transmisi, sistem elektronik dan kelistrikan, di interior mobil, atau di keliman bodi. Bahkan pada suhu tinggi, silikon melindungi dari zat agresif, atau bertindak sebagai jembatan, peredam getaran, konduktor atau isolator. Semua ini dimungkinkan hanya karena fakta bahwa polimer yang mengandung silikon memiliki berbagai sifat berguna yang luar biasa luas.

Perekat dan sealant adalah produk penting di banyak industri utama. Silikon digunakan dalam berbagai aplikasi industri, dari kertas, pengemasan, perekat kayu dan lantai hingga sektor otomotif dan energi angin.

Aplikasi industri berat:

Penggunaan silikon sebagai dasar untuk seluruh rangkaian semikonduktor - dari baterai surya hingga prosesor komputer - "didengar", oleh karena itu bahan ini adalah dasar dari sebagian besar "teknologi tinggi". Tonase produksi dunia dari silikon semikonduktor kemurnian tinggi telah berkembang selama beberapa dekade dengan laju rata-rata hingga 20% per tahun dan tidak memiliki analog di antara logam langka lainnya.

Silikon dengan kemurnian tinggi digunakan dalam teknologi semikonduktor, dan kemurnian teknis (96-99% Si) - dalam metalurgi besi dan nonferrous untuk mendapatkan paduan pada basis non-besi (silumin, dll.), Paduan (baja silikon dan paduan yang digunakan dalam peralatan listrik) dan deoksidasi baja dan paduan (penghilangan oksigen), produksi silisida, dll.

Dalam industri, silikon dengan kemurnian teknis diperoleh dengan mereduksi lelehan SiO2 dengan kokas pada suhu sekitar 1800 derajat Celcius dalam tungku termal bijih tipe poros. Kemurnian silikon yang diperoleh dengan cara ini bisa mencapai 99,9% (pengotor utamanya adalah karbon, logam).

Penggunaan silikon murni dan senyawanya dalam industri kimia tumbuh dengan kecepatan yang melampaui (sekitar 8% pertumbuhan per tahun). Dalam beberapa dekade terakhir, negara-negara maju telah mengembangkan teknologi dengan pesat untuk produksi berbagai bahan silikon (organosilicon) yang digunakan dalam produksi plastik, cat dan pernis, pelumas, dll.

Namun, sebagian besar aplikasi silikon di dunia (hampir 80%) tetap tradisional - ini adalah paduan utama dalam produksi berbagai baja khusus (listrik, tahan panas) dan berbagai paduan (silumin, dll.). Sebagian besar silikon dan paduannya digunakan dalam metalurgi besi sebagai deoxidizer yang sangat efektif untuk baja.

Ferroalloy dan paduan silikon lainnya terutama digunakan dalam metalurgi besi. Mereka lebih murah dan lebih berteknologi maju untuk digunakan, dan kandungan besi (dan dalam beberapa kasus aluminium) tidak terlalu penting. Komposisi baja listrik, pada umumnya, mengandung 3,8-4,2% silikon, oleh karena itu, hanya industri baja di dunia ini yang mengonsumsi lebih dari 0,5 juta ton silikon per tahun sebagai paduan utama. Aplikasi penting lain dari ferrosilicon (termasuk juga silicomanganese dan komposisi kompleks) adalah deoxidizer yang efektif dan relatif murah untuk baja.

Dalam metalurgi non-besi (dan industri kimia), magnesium metalik digunakan secara lebih luas. Ia menemukan aplikasi terbesar sebagai paduan utama aluminium yang mengeras (silumins) dan paduan magnesium.

Silikon menemukan beberapa kegunaan (sebagai silikon karbida dan komposisi kompleks) dalam produksi produk dan peralatan abrasif dan karbida.

Aplikasi dalam energi, kelistrikan dan elektronik:

Sifat ganda silikon, seperti konduktivitas listrik dan kualitas isolasi, serta fleksibilitas, memungkinkan silikon digunakan di seluruh lini produk, seperti perlengkapan pencahayaan, kapasitor, isolator, dan chip dan dielektrik. Dengan demikian, silikon mengisolasi dari semua jenis efek eksternal seperti kotoran, kelembaban, radiasi atau panas.

Dalam elektronik konsumen dan sensor pengukuran, silikon memberikan keandalan dan keamanan peralatan listrik dan elektronik yang sensitif. Mereka digunakan dalam industri otomotif, industri ringan, industri semikonduktor dan optoelektronik, serta dalam teknologi instrumentasi dan kontrol dan pencahayaan.

Pada resistor dan kapasitor, resin silikon metil memberikan lapisan yang efektif untuk mencegah kebakaran jika terjadi lonjakan listrik.

Dalam isolator, kabel dan transformator, silika pirogenik menunjukkan insulasi termal yang sangat baik pada kisaran suhu yang luas, dari suhu kamar hingga lebih dari 1000 ° C.

Teknologi informasi modern dan menjanjikan (komputer, elektronik, telekomunikasi, dll.) Didasarkan dan akan didasarkan pada penggunaan silikon semikonduktor. Yang paling diminati sekarang adalah produk setengah jadi - wafer silikon presisi (dipoles) dengan diameter hingga 300 mm, yang menjadi dasar pembuatan sirkuit mikro paling modern (ukuran elemen hingga 0,065 mikron).

Penggunaan silikon dalam industri penerbangan karena kemampuannya untuk menghasilkan energi melalui panel surya berkualitas tinggi, serta berfungsi sebagai substrat di sirkuit mikro yang kompleks dan melindungi lambung kapal dari pengaruh eksternal.

Silikon (c-Si) dalam berbagai bentuknya (kristal, polikristalin, amorf) pada saat ini dan di masa mendatang akan tetap menjadi bahan utama mikroelektronika. Hal ini disebabkan oleh sejumlah sifat fisik dan kimianya yang unik, yang berikut ini dapat dibedakan:

1. Silikon sebagai bahan awal tersedia dan murah, dan teknologi produksi, pemurnian, pemrosesan, dan paduannya berkembang dengan baik, yang memberikan tingkat kesempurnaan kristalografi yang tinggi pada struktur yang dibuat. Harus ditekankan secara khusus bahwa silikon jauh lebih unggul dari baja dalam indikator ini.

2. Silikon memiliki sifat mekanik yang baik. Dalam hal modulus Young, silikon mendekati baja tahan karat dan jauh lebih unggul dari kuarsa dan berbagai kacamata. Dalam hal kekerasan, silikon mendekati kuarsa dan hampir dua kali lebih keras dari besi. Kristal tunggal silikon memiliki titik leleh tiga kali lipat dari baja tahan karat. Namun, setelah deformasi, ia runtuh tanpa perubahan ukuran yang terlihat, sedangkan logam biasanya mengalami deformasi plastis. Alasan kehancuran silikon dikaitkan dengan cacat struktural kisi kristal yang terletak di permukaan kristal tunggal silikon.

Industri semikonduktor berhasil memecahkan masalah perawatan permukaan silikon berkualitas tinggi, sehingga seringkali komponen mekanis silikon (misalnya, elemen elastis dalam sensor tekanan) lebih kuat dari baja.

Teknologi mikroelektronik untuk pembuatan perangkat silikon didasarkan pada penggunaan lapisan tipis yang dibuat oleh implantasi ion atau difusi termal atom dopan, yang, dalam kombinasi dengan metode deposisi vakum logam pada permukaan silikon, ternyata sangat nyaman untuk tujuan miniaturisasi produk.

Perangkat mikroelektronika silikon diproduksi menggunakan teknologi grup. Ini berarti bahwa semua proses pembuatan dilakukan untuk seluruh wafer silikon, yang mengandung beberapa ratus kristal individu ("keping"). Dan hanya pada tahap terakhir pembuatan, pelat dibagi menjadi kristal, yang kemudian digunakan dalam perakitan perangkat individu, yang pada akhirnya mengurangi biaya secara tajam.

Untuk mereproduksi ukuran dan bentuk struktur perangkat silikon, metode fotolitografi digunakan, yang menjamin akurasi produksi yang tinggi.

Untuk produksi sensor, kemampuan silikon untuk merespon berbagai jenis pengaruh sangat penting: mekanis, termal, magnet, kimiawi, dan listrik. Keserbagunaan aplikasi silikon membantu mengurangi biaya sensor dan menyatukan teknologi manufakturnya. Dalam sensor, silikon berfungsi sebagai transduser, yang tujuan utamanya adalah mengubah efek fisik atau kimia yang diukur menjadi sinyal listrik. Fungsi silikon dalam sensor jauh lebih luas daripada di sirkuit terintegrasi konvensional. Ini menentukan beberapa fitur khusus dari teknologi untuk pembuatan elemen sensitif silikon.

Daftar referensi

1. Ensiklopedia kimia: dalam 5 jilid. / Dewan redaksi: I.L. Knunyants (pemimpin redaksi). - Moskow: Soviet Encyclopedia, 1990. - T. 2. - Hal.508. - 671 hal. - 100.000 eksemplar

2. J.P. Riley dan Skirrow G.Kimia Oseanografi V. 1, 1965

3. Silikon logam dalam ijolit dari massa Goryachegorsk, Petrologi kondrit biasa

4. Glinka N.L. Kimia umum. - Edisi ke-24, Pdt. - L .: Chemistry, 1985. - S. 492. - 702 hal.

5. R Smith., Semikonduktor: Per. dari bahasa Inggris. - M .: Mir, 1982. - 560 hal., Ill.

6. Pakhomova T.B., Alexandrova E.A., Simanova S.A. Silicon: Panduan Belajar. - SPb.: SPbGTI (TU), 2003. - 24p.

7. Zi S., Fisika perangkat semikonduktor: Dalam 2 buku. Buku. 1. Per. dari bahasa Inggris. - M .: Mir, 1984. - 456 hal., Ill.

8. Koledov LA Teknologi dan desain sirkuit mikro, mikroprosesor, dan rakitan mikro: buku teks // 2nd ed., Rev. dan tambahkan. - SPb .: Rumah penerbitan "Lan", 2007.

9. Samsonov. G.V. Silikida dan penggunaannya dalam teknologi. - Kiev, Rumah Penerbitan Akademi Ilmu Pengetahuan SSR Ukraina, 1959. - 204 hal. dari Gambar.

Diposting di Allbest.ru

...

Dokumen serupa

Struktur atom silikon, sifat kimia dan fisik dasarnya. Distribusi silikat dan silika di alam, penggunaan kristal kuarsa dalam industri. Metode untuk memperoleh silikon murni dan sangat murni untuk teknologi semikonduktor.

abstrak ditambahkan pada 12/25/2014


Unsur paling umum kedua (setelah oksigen) dari kerak bumi. Bahan sederhana dan unsur silikon. Senyawa silikon. Aplikasi senyawa silikon. Senyawa organosilicon. Kehidupan silikon.

abstrak ditambahkan pada 08/14/2007


Dalam hal prevalensi di kerak bumi, silikon menempati urutan kedua setelah oksigen. Silikon logam dan senyawanya telah menemukan aplikasi di berbagai bidang teknologi. Dalam bentuk aditif paduan dalam produksi berbagai kelas baja dan logam non-besi.

makalah panjang, ditambahkan 01/04/2009


Silikon adalah unsur dari subkelompok utama dari kelompok keempat periode ketiga dari sistem periodik unsur kimia D.I. Mendeleev; distribusi di alam. Varietas mineral berdasarkan silikon oksida. Aplikasi senyawa silikon; kaca.

presentasi ditambahkan pada 05/16/2011


Sifat kimiawi zat sederhana. Informasi umum tentang karbon dan silikon. Senyawa kimia karbon, turunannya yang mengandung oksigen dan nitrogen. Karbida, larut dan tidak larut dalam air dan asam encer. Senyawa oksigen silikon.

abstrak, ditambahkan 10/07/2010


Sifat fisik elemen subkelompok utama dari kelompok III. Karakteristik umum aluminium, boron. Alam senyawa anorganik karbon. Sifat kimiawi silikon. Interaksi karbon dengan logam, non-logam dan air. Sifat oksida.

presentasi ditambahkan pada 04/09/2017


Nitridasi silikon secara langsung. Proses pengendapan uap. Deposisi kimiawi plasma dan sputtering reaktif. Struktur film tipis silikon nitrida. Pengaruh permukaan substrat terhadap komposisi, struktur dan morfologi lapisan silikon nitrida yang diendapkan.

makalah panjang, ditambahkan 12/03/2014


Paduan silikon-nikel, sifat dan aplikasi industrinya. Pemodelan termodinamika sifat larutan logam padat. Teori solusi "biasa". Fungsi termodinamika pembentukan intermetalik. Perhitungan aktivitas komponen.

tesis, ditambahkan pada 13/3/2011


Review tungku peleburan bijih yang digunakan dalam produksi silikon. Konversi komposisi kimia bahan mentah dan reduktor karbon yang digunakan dalam produksi silikon dalam jumlah molar unsur kimia, dengan mempertimbangkan faktor pembebanan.

makalah panjang ditambahkan 04/12/2015


Sejarah penemuan fosfor. Senyawa alami, distribusi fosfor di alam dan produksinya. Sifat kimia, konfigurasi elektronik dan transisi atom fosfor ke keadaan tereksitasi. Interaksi dengan oksigen, halogen, sulfur dan logam.

Kementerian Pendidikan Umum dan Kejuruan

Teknis Negara Bagian Novosibirsk

universitas.

RGR tentang Kimia Organik.

"SILICON"

Fakultas: EM

Grup: EM-012

Diselesaikan oleh: Danilov I.V.

Guru: Shevnitsyna LV

Novosibirsk, 2001

Silicon (Latin Silicium), Si, unsur kimia golongan IV periodik

sistem Mendeleev; nomor atom 14, massa atom 28.086. Di alam

elemen diwakili oleh tiga isotop stabil: 28Si (92.27%), 29Si

(4,68%) dan 30Si (3,05%).

Silikon dalam organisme hidup.

Silikon dalam tubuh berupa berbagai senyawa yang terlibat

terutama dalam pembentukan bagian dan jaringan kerangka yang keras. Khusus

banyak K. dapat mengakumulasi beberapa tumbuhan laut (misalnya, diatom

alga) dan hewan (misalnya, spons mengandung silika, radiolaria),

selama sekarat di dasar laut, membentuk endapan silikon dioksida yang kuat. DI

laut dan danau dingin didominasi oleh lumpur biogenik yang diperkaya dengan oksigen, di

laut tropis - lumpur kapur dengan kandungan K. Di antara daratan

banyak tanaman K. menumpuk rumput, alang-alang, telapak tangan, dan ekor kuda. Pada vertebrata

jumlah K terbesar ditemukan di jaringan ikat padat, ginjal,

pankreas. Makanan manusia sehari-hari mengandung hingga 1 g K. When

manusia dan menyebabkan penyakit -Silicosis (dari bahasa Latin silex -

flint), penyakit manusia yang disebabkan oleh menghirup debu dalam waktu lama,

penyakit. Itu ditemukan di antara pekerja pertambangan, porselen,

metalurgi, industri pembuatan mesin. S. - paling

penyakit yang tidak menguntungkan dari kelompok pneumokoniosis; lebih dari

dengan penyakit lain, bergabungnya proses tuberkulosis dicatat

(disebut silicotuberculosis) dan komplikasi lainnya.

Sejarah penemuan dan penggunaan.

Referensi sejarah. Senyawa K., tersebar luas di bumi, adalah

dikenal manusia dari Zaman Batu. Menggunakan alat batu untuk tenaga kerja

dan perburuan berlangsung selama beberapa milenium. Penggunaan K.

terkait dengan pemrosesan mereka - pembuatan kaca - dimulai sekitar 3000

tahun SM e. (di Mesir Kuno). Senyawa K yang paling awal diketahui adalah

siO2 dioksida (silika). Di abad ke-18. silika dianggap sebagai tubuh sederhana dan

dikaitkan dengan "tanah" (yang tercermin dalam namanya). Kompleksitas komposisi

silika didirikan oleh I. Ya Berzelius. Silikon gratis untuk pertama kalinya

diperoleh pada tahun 1811 oleh ilmuwan Prancis J. Gay-Lussac dan O. Thénard. DI

1825 Ahli mineralogi dan kimia Swedia Jens Jacob Berzelius menerima amorf

silikon. Bubuk silikon amorf coklat diperoleh dengan mereduksi

logam kalium dari gas silikon tetrafluorida:

SiF4 + 4K \u003d Si + 4KF

Kemudian, bentuk kristal silikon diperoleh. Dengan rekristalisasi

silikon dari logam cair diperoleh padatan abu-abu, tetapi

kristal rapuh dengan kilau logam. Nama Rusia untuk eliment

silikon mulai digunakan oleh G.I.Hess pada tahun 1834.

Distribusi di alam.

Setelah oksigen, silikon adalah unsur paling melimpah (27,6%) di bumi.

Ini adalah elemen yang ditemukan di sebagian besar mineral dan batuan,

merupakan cangkang keras dari kerak bumi. Di kerak bumi, K. memainkan hal yang sama

peran utama sebagai karbon di dunia hewan dan tumbuhan. Untuk

geokimia K. sangat penting karena ikatannya yang kuat dengan oksigen. Paling

senyawa silikon yang tersebar luas - silikon oksida SiO2 dan

turunan asam silikat disebut silikat. Silikon (IV) oksida

terjadi sebagai mineral kuarsa (silika, batu api). Di alam dari ini

seluruh gunung ditumpuk. Ada yang sangat besar, beratnya mencapai 40 ton,

kristal kuarsa. Pasir biasa terdiri dari kuarsa halus yang tercemar

berbagai kotoran. Konsumsi pasir global tahunan mencapai 300

juta ton.

Dari silikat, aluminosilikat (kaolin

Al2O3 * 2SiO2 * 2H2O, asbes CaO * 3MgO * 4SiO2, orthoclase K2O * Al2O3 * 6SiO2, dll.).

Jika selain silikon dan aluminium oksida, mineral tersebut mengandung oksida

natrium, kalium atau kalsium, mineral tersebut disebut feldspar (putih

mika, dll.). Feldspars menyumbang sekitar setengah dari yang diketahui

sifat silikat. Batuan granit dan gneiss termasuk kuarsa, mika,

feldspar.dll

Dalam bidang flora dan fauna, silikon termasuk dalam jumlah yang tidak signifikan

menjelaskan peningkatan kekuatan batang tanaman tersebut. Cangkang ciliate,

badan spons, telur dan bulu burung, bulu binatang, rambut, vitreous

mata juga mengandung silikon.

Analisis sampel tanah bulan yang dikirim oleh kapal menunjukkan

adanya silikon oksida dalam jumlah lebih dari 40 persen. Sebagai bagian dari batu

meteorit, kandungan silikonnya mencapai 20 persen.

Struktur atom dan kimia dasar dan fisik. Pulau Suci.

K. membentuk kristal abu-abu gelap dengan kilau logam, yang memiliki

kisi berpusat wajah kubik dari jenis berlian dengan periode a \u003d 5.431E,

dengan kepadatan 2,33 g / cm3. Pada tekanan yang sangat tinggi, (

rupanya, heksagonal) modifikasi dengan kepadatan 2,55 g / cm3. K. meleleh

pada 1417 ° C, mendidih pada 2600 ° C. Panas spesifik (pada 20-100 ° С) 800

j / (kgChK), atau 0.191 cal / (gChrad); konduktivitas termal bahkan untuk yang terbersih

sampel tidak konstan dan berada dalam kisaran (25 ° C) 84-126 W / (mChK), atau

0,20-0,30 kal / (cmChsecChgrad). Koefisien suhu ekspansi linier

2.33X10-6 K-1; di bawah 120K menjadi negatif. K. transparan untuk

sinar infra merah gelombang panjang; indeks bias (untuk l \u003d 6 mikron) 3,42;

konstanta dielektrik 11.7. K. diamagnetik, magnet atom

kerentanan -0,13 × 10-6. Kekerasan K. Mohs 7.0, Brinell 2.4

Gn / m2 (240 kgf / mm2), modulus elastis 109 Gn / m2 (10890 kgf / mm2),

faktor kompresibilitas 0,325X10-6 cm2 / kg. K. bahan rapuh; nyata

deformasi plastik dimulai pada suhu di atas 800 ° C.

K. adalah semikonduktor yang semakin banyak digunakan. Kelistrikan

sifat K. sangat bergantung pada pengotor. Volume spesifik sendiri

hambatan listrik K. pada suhu kamar diasumsikan

2.3X103 ohmChm (2.3Ch105 ohmChm).

Semikonduktor K. dengan konduktivitas tipe-p (aditif B, Al, In, atau Ga) dan n-

jenis (aditif P, Bi, As atau Sb) memiliki ketahanan yang jauh lebih rendah.

Kesenjangan energi menurut pengukuran listrik adalah 1,21 eV pada

0 K dan turun menjadi 1,119 eV pada 300 K.

Sesuai dengan posisi K. dalam sistem periodik Mendeleev 14

elektron dari atom K. didistribusikan ke tiga kulit: kulit pertama (dari inti) 2

elektron, di 8 kedua, di ketiga (valensi) 4; konfigurasi elektronik

kerang 1s22s22p63s23p2. Potensi ionisasi berurutan (eV):

8,149; 16,34; 33.46 dan 45.13. Jari-jari atom 1,33Е, jari-jari kovalen

1.17E, jari-jari ionik Si4 + 0.39E, Si4- 1.98E.

Dalam senyawa, K. (mirip dengan karbon) memiliki valensi 4. Namun, tidak seperti

karbon, K. bersama dengan bilangan koordinasi 4 menunjukkan koordinasi

nomor 6, yang dijelaskan oleh volume atomnya yang besar (contohnya

senyawanya adalah fluorosilicon yang mengandung golongan 2-).

Ikatan kimia antara atom dan atom lain biasanya dilakukan dengan biaya

orbital sp3 hibrid, tetapi dimungkinkan juga untuk melibatkan dua dari lima orbitalnya

(kosong) orbital 3d, terutama jika K. berkoordinasi enam.

Dengan nilai elektronegativitas kecil 1,8 (versus 2,5 untuk

karbon; 3.0 untuk nitrogen, dll.), K. dalam senyawa dengan non-logam

bermuatan listrik positif, dan senyawa ini bersifat polar. Besar

energi ikat dengan oksigen Si-O, sama dengan 464 kJ / mol (111 kkal / mol),

menentukan daya tahannya senyawa oksigen (SiO2 dan silikat).

Energi ikatan Si-Si rendah, 176 kJ / mol (42 kkal / mol); Tidak seperti

karbon, pembentukan rantai panjang dan ikatan rangkap bukanlah karakteristik K.

antara atom Si. Di udara K. karena pembentukan oksida pelindung

film stabil bahkan pada suhu tinggi. Teroksidasi dalam oksigen

dimulai pada 400 ° C, membentuk silikon dioksida SiO2. Juga dikenal monoksida

SiO, stabil pada suhu tinggi sebagai gas; sebagai akibat dari ketajaman

pendinginan, produk padat dapat diperoleh, yang dengan mudah diurai menjadi

campuran halus Si dan SiO2. K. tahan terhadap asam dan hanya larut dalam

campuran asam nitrat dan hidrofluorat; mudah larut dalam panas

larutan alkali dengan evolusi hidrogen. K. bereaksi dengan fluor saat

suhu kamar, dengan sisa halogen - saat dipanaskan dengan

pembentukan senyawa dengan rumus umum SiX4 (lihat Silicon halides).

Hidrogen tidak bereaksi langsung dengan K., dan silika (silan)

dapatkan dekomposisi silikida (lihat di bawah). Silika yang diketahui dari SiH4

hingga Si8H18 (komposisinya mirip dengan hidrokarbon jenuh). K. bentuk 2

kelompok silan yang mengandung oksigen - siloksan dan siloksen. Dengan nitrogen K.

bereaksi pada suhu di atas 1000 ° C. Yang sangat penting secara praktis adalah

nitrida Si3N4, tidak teroksidasi di udara bahkan pada 1200 ° C, tahan terhadap

dalam kaitannya dengan asam (kecuali nitrat) dan alkali, serta cair

logam dan terak, yang menjadikannya bahan berharga untuk bahan kimia

industri, untuk produksi refraktori, dll. Kekerasan tinggi, dan

juga ketahanan termal dan kimia dibedakan oleh senyawa K. dengan

karbon (silikon karbida SiC) dan boron (SiB3, SiB6, SiB12). Kapan

pemanasan K. bereaksi (dengan adanya katalis logam,

misalnya tembaga) dengan senyawa organoklorin (misalnya dengan CH3Cl) dengan

pembentukan organohalosilanes [misalnya, Si (CH3) 3CI], yang berfungsi untuk

sintesis berbagai senyawa organosilicon.

Menerima.

Metode laboratorium paling sederhana dan nyaman untuk memproduksi silikon adalah

reduksi silikon oksida SiO2 pada suhu tinggi dengan logam -

restorasi. Karena stabilitas silikon oksida untuk reduksi

gunakan zat pereduksi aktif seperti magnesium dan aluminium:

3SiO2 + 4Al \u003d 3Si + 2Al2O3

Setelah reduksi dengan aluminium metalik, kristal

silikon. Metode reduksi logam dari oksida logamnya

aluminium ditemukan oleh fisikokimiawan Rusia NN Beketov pada tahun 1865. Kapan

reduksi silikon oksida dengan aluminium, panas yang dilepaskan tidak cukup

produk reaksi leleh - silikon dan aluminium oksida, yang

meleleh pada 2050 C. Untuk menurunkan titik leleh produk reaksi di

belerang dan kelebihan aluminium ditambahkan ke campuran reaksi. Bentuk reaksi

aluminium sulfida leleh rendah:

2Al + 3S \u003d Al2S3

Tetesan silikon cair tenggelam ke dasar wadah.

Untuk Kemurnian teknis (95-98%) diperoleh dalam busur listrik

reduksi silika SiO2 antara elektroda grafit.

Sehubungan dengan perkembangan teknologi semikonduktor, metode untuk memperolehnya

murni dan terutama murni K. Ini membutuhkan sintesis pendahuluan dari yang paling murni

senyawa awal K., dari mana K. diekstraksi dengan mereduksi atau

dekomposisi termal.

Silikon semikonduktor murni diperoleh dalam dua bentuk: polikristalin

(reduksi SiCI4 atau SiHCl3 dengan seng atau hidrogen, termal

dekomposisi Sil4 dan SiH4) dan monokristalin (zona lebur bebas krus

dan dengan "menarik" satu kristal dari K. cair - metode Czochralski).

Silikon tetraklorida diperoleh dengan klorinasi silikon komersial.

Metode tertua untuk dekomposisi silikon tetraklorida adalah metode

akademisi kimiawan Rusia terkemuka N.N. Beketov. Metode ini bisa

diwakili oleh persamaan:

SiCl4 + Zn \u003d Si + 2ZnCl2.

Berikut adalah uap silikon tetraklorida yang mendidih pada suhu 57,6 ° C,

berinteraksi dengan uap seng.

Saat ini, silikon tetraklorida direduksi dengan hidrogen. Reaksi

hasil sesuai dengan persamaan:

SiCl4 + 2H2 \u003d Si + 4HCl.

Silikon diperoleh dalam bentuk bubuk. Metode iodida juga digunakan

memperoleh silikon, mirip dengan metode perolehan iodida yang dijelaskan sebelumnya

titanium murni.

Untuk mendapatkan silikon murni, itu dimurnikan dari kotoran dengan zona peleburan.

mirip dengan bagaimana titanium murni diperoleh.

Untuk berbagai perangkat semikonduktor,

bahan semikonduktor diperoleh dalam bentuk kristal tunggal, sejak in

bahan polikristalin, terjadi perubahan yang tidak terkendali

sifat listrik.

Saat memutar kristal tunggal, metode Czochralski digunakan, yang terdiri dari

sebagai berikut: batang diturunkan menjadi bahan cair, di ujungnya

ada kristal dari bahan ini; ia berfungsi sebagai cikal bakal masa depan

kristal tunggal. Batang ditarik keluar dari lelehan dengan kecepatan rendah hingga 1-2

mm / menit. Akibatnya, satu kristal dengan ukuran yang diinginkan tumbuh secara bertahap. Dari

itu dipotong oleh wafer yang digunakan dalam perangkat semikonduktor.

Aplikasi.

Karbon paduan khusus banyak digunakan sebagai bahan pembuatan

perangkat semikonduktor (transistor, termistor, penyearah daya

arus, dioda terkontrol - thyristor; sel fotovoltaik surya digunakan dalam

pesawat ruang angkasa, dll.). Karena K. transparan terhadap sinar dengan panjang

gelombang dari 1 hingga 9 mikron, digunakan dalam optik inframerah (lihat juga Kuarsa).

K. memiliki berbagai bidang aplikasi yang terus berkembang. DI

metalurgi K. digunakan untuk menghilangkan yang terlarut dalam lelehan

logam oksigen (deoksidasi). K. merupakan bagian integral dari yang besar

jumlah paduan besi dan logam non-besi. Biasanya K. menanamkan paduan

meningkatkan ketahanan terhadap korosi, meningkatkan sifat pengecorannya dan

meningkatkan kekuatan mekanik; namun, dengan konten yang lebih besar, K. bisa

menyebabkan kerapuhan. Yang terpenting adalah besi, tembaga, dan aluminium

senyawa organosilicon dan silikida. Silika dan banyak silikat

(lempung, feldspar, mika, bedak, dll.) diproses dengan gelas,

industri semen, keramik, kelistrikan dan lainnya.

Siliconizing, permukaan atau saturasi volumetrik material dengan silikon.

Ini diproduksi dengan mengolah bahan dalam uap silikon yang terbentuk pada ketinggian

suhu di atas isi ulang silikon, atau dalam lingkungan gas yang mengandung

chlorosilanes direduksi oleh hidrogen (misalnya, dengan reaksi SiCI4 + 2H2

Si + 4HC1). Ini terutama digunakan sebagai alat untuk melindungi refraktori

logam (W, Mo, Ta, Ti, dll.) dari oksidasi. Resistensi oksidasi

karena pembentukan di S. difusi padat

Lapisan silisida "penyembuhan sendiri" (WSi2, MoSi2, dll.). Lebar

grafit silikon digunakan.

Koneksi.

Silikida.

Silikida (dari Lat. Silicium - silikon), senyawa kimia silikon dengan

logam dan beberapa non-logam. C. dengan jenis ikatan kimia bisa

dibagi menjadi tiga kelompok utama: kovalen ionik, kovalen dan

seperti logam. Kovalen ionik S. dibentuk oleh basa (dengan pengecualian

natrium dan kalium) dan logam alkali tanah, serta logam dari subkelompok

tembaga dan seng; kovalen - boron, karbon, nitrogen, oksigen, fosfor,

belerang, mereka juga disebut borida, karbida, silikon nitrida), dll.;

seperti logam - logam transisi.

Diterima dengan melebur atau menyinter campuran bubuk Si dan

logam yang sesuai: dengan memanaskan oksida logam dengan Si, SiC, SiO2 dan

silikat alami atau sintetis (terkadang dicampur dengan karbon);

interaksi logam dengan campuran SiCl4 dan H2; elektrolisis lelehan,

terdiri dari K2SiF6 dan oksida logam yang sesuai. Kovalen dan

tahan api seperti logam, tahan terhadap oksidasi, aksi mineral

asam dan berbagai gas agresif. S. digunakan sebagai bagian dari tahan panas

bahan komposit logam-keramik untuk penerbangan dan rudal

teknologi. MoSi2 digunakan untuk produksi pemanas tungku tahan,

bekerja di udara pada suhu hingga 1600 ° С. FeSi2, Fe3Si2, Fe2Si

adalah bagian dari ferrosilicon yang digunakan untuk deoksidasi dan paduan

baja. Silikon karbida adalah salah satu bahan semikonduktor.

Grafit silikon

Grafit silikon, grafit jenuh silikon. Diproduksi dengan pemrosesan

grafit berpori dalam isi ulang silikon pada suhu 1800-2200 ° C (sementara uap

silikon disimpan di pori-pori). Terdiri dari basis grafit, silikon karbida

dan silikon gratis. Menggabungkan karakteristik tahan suhu tinggi dari grafit

dan kekuatan pada suhu tinggi dengan kepadatan, sesak gas,

ketahanan tinggi terhadap oksidasi pada suhu hingga 1750 ° C dan erosi

kegigihan. Ini digunakan untuk melapisi tungku suhu tinggi, di

perangkat untuk menuang logam, dalam elemen pemanas, untuk

pembuatan suku cadang untuk penerbangan dan teknologi luar angkasa, bekerja di

suhu tinggi dan kondisi erosi

Silal (dari bahasa Latin Silicium - silikon dan paduan bahasa Inggris - paduan), besi cor tahan panas

dengan kandungan silicon yang tinggi (5-6%). 2 varietas diproduksi di Uni Soviet

S. - dengan grafit pipih dan nodular. Dari S., relatif

bagian cor murah yang beroperasi pada suhu tinggi (800-900

° C), misalnya pintu tungku perapian terbuka, kisi-kisi, bagian ketel uap.

Silumin (dari Lat. Silicium - silikon dan Aluminium - aluminium), nama umum

sekelompok paduan tuang berbasis aluminium yang mengandung silikon (4-13%, in

beberapa merek hingga 23%). Tergantung kombinasi yang diinginkan

sifat teknologi dan operasional C. dicampur dengan Cu, Mn, Mg, kadang-kadang

Zn, Ti, Be dan logam lainnya. C. memiliki casting yang tinggi dan cukup

sifat mekanik yang tinggi, tetapi inferior dalam mekanik

sifat paduan pengecoran berdasarkan sistem Al-Cu. Untuk manfaat S.

ketahanan korosi mereka meningkat di basah dan laut

atmosfer. S. digunakan dalam pembuatan bagian-bagian konfigurasi yang kompleks,

terutama dalam konstruksi mobil dan pesawat terbang. Di Uni Soviet, S. dari nilai AL2 diproduksi,

AL4, AL9, dll.

Silicomanganese

Silicomanganese adalah ferroalloy yang komponen utamanya adalah silikon dan mangan;

dilebur dalam tungku bijih-termal dengan proses reduksi karbon. DARI.

dengan 10-26% Si (sisanya Mn, Fe dan pengotor), diperoleh dari bijih mangan,

terak mangan dan kuarsit, digunakan dalam pembuatan baja sebagai

deoxidizer dan aditif paduan, serta untuk melebur ferromangan dengan

mengurangi kandungan karbon dengan proses silicothermal. C. dengan 28-30% Si

(bahan baku yang secara khusus diperoleh mangan tinggi

terak fosfor rendah) digunakan dalam produksi mangan logam.

Silicochrom

Silicochromium, ferrosilicochromium, ferroalloy, yang komponen utamanya adalah

silikon dan kromium; dilebur dalam tungku termal bijih dengan pengurang karbon

proses ferrokrom konversi kuarsit dan butiran atau

bijih krom. C. dengan 10-46% Si (sisanya adalah Cr, Fe dan pengotor) digunakan untuk

peleburan baja paduan rendah, serta untuk memperoleh ferrochrome dengan

mengurangi kandungan karbon dengan proses silicothermal. C. dengan 43-55% Si

digunakan dalam produksi ferrokrom bebas karbon dan peleburan

dari baja tahan karat.

Silchrome

Silchrome (dari bahasa Latin Silicium - silicon dan Chromium - chromium), nama umum

kelompok baja tahan panas dan baja tahan panas yang dicampur dengan Cr (5-14%) dan Si

(1-3%). Bergantung pada tingkat properti operasional yang diperlukan, C.

ditambah paduan dengan Mo (hingga 0,9%) atau Al (hingga 1,8%). C. tahan terhadap

oksidasi di udara dan di media yang mengandung belerang hingga 850-950 ° С; menerapkan

terutama untuk pembuatan katup untuk mesin pembakaran internal,

serta detail instalasi boiler, grates, dll.

beban mekanis, suku cadang yang terbuat dari S. bekerja dengan andal untuk waktu yang lama

istilah pada suhu hingga 600-800 ° C. Di Uni Soviet, S. dari kelas 4Х9С2,

4X10C2M, dll.

Silikon halida

Silikon halida, senyawa silikon dengan halogen. Dikenal K. g.

dari jenis berikut (X-halogen): SiX4, SiHnX4-n (halogensilanes), SinX2n + 2 dan

halida campuran seperti SiClBr3. Dalam kondisi normal, SiF4 adalah gas,

SiCl4 dan SiBr4 - cairan (tm - 68,8 dan 5 ° С), SiI4 - padat (tnl

124 ° C). Senyawa SiX4 mudah terhidrolisis: SiX4 + 2H2O \u003d SiO2 + 4HX;

asap di udara karena pembentukan partikel SiO2 yang sangat kecil;

silikon tetrafluorida bereaksi berbeda: 3SiF4 + 2H2O \u003d SiO2 + 2H2SiF6. Klorosilan

(SiHnX4-n), misalnya SiHCl3 (diperoleh dari aksi gas HCl pada Si),

di bawah aksi senyawa polimer bentuk air dengan siloksan yang kuat

rantai Si-O-Si. Klorosilan sangat reaktif

berfungsi sebagai bahan awal untuk produksi senyawa organosilicon.

Senyawa tipe SinX2n + 2 yang mengandung rantai atom Si, pada X - klor, menghasilkan

suatu seri, termasuk Si6Cl14 (tnl 320 ° C); sisa halogen hanya membentuk Si2X6.

Senyawa jenis (SiX2) n dan (SiX) n diperoleh. Molekul SiX2 dan SiX

ada pada suhu tinggi dalam bentuk gas dan dengan pendinginan yang tajam

(nitrogen cair) membentuk zat polimer padat, tidak larut dalam

pelarut organik umum.

Silicon tetrachloride SiCl4 digunakan dalam produksi minyak pelumas,

isolasi listrik, cairan perpindahan panas, penolak air, dll.

Silikon karbida.

Silikon karbida, karborundum, SiC, senyawa silikon-karbon; satu dari

karbida terpenting yang digunakan dalam teknologi. Dalam bentuk murni K. to. - tidak berwarna

kristal dengan kilau berlian; produk teknis hijau atau biru-hitam

warna. Ke. Ke. Ada dua modifikasi kristal utama -

heksagonal (a-SiC) dan kubik (b-SiC), dengan wujud heksagonal

"Molekul raksasa" dibangun di atas prinsip semacam struktur

polimerisasi diarahkan dari molekul sederhana. Lapisan atom karbon dan

silikon dalam a-SiC ditempatkan relatif satu sama lain dengan cara yang berbeda, membentuk banyak

tipe struktural. Transisi dari b-SiC ke a-SiC terjadi pada temperatur

2100-2300 ° C (transisi sebaliknya biasanya tidak diamati). K. k. Tahan Api

(meleleh dengan dekomposisi pada 2830 ° C), memiliki kekerasan yang sangat tinggi

(microhardness 33400 Mn / m2 atau 3,34 tf / mm2), kedua setelah berlian dan boron

karbida B4C; rapuh; kepadatan 3,2 g / cm3. K. to. Stabil dalam berbagai

lingkungan kimiawi, termasuk pada suhu tinggi.

K. to. Diperoleh dalam tungku listrik pada 2000-2200 ° C dari campuran pasir kuarsa

(51-55%), kokas (35-40%) dengan penambahan NaCl (I-5%) dan serbuk gergaji (5-10%).

Karena kekerasannya yang tinggi, ketahanan kimia dan ketahanan aus, K.

karena banyak digunakan sebagai bahan abrasif (saat digiling), untuk pemotongan

bahan keras, titik alat, serta untuk pembuatan bermacam-macam

bagian dari peralatan kimia dan metalurgi yang beroperasi di kompleks

kondisi suhu tinggi. K. to., Dipadukan dengan berbagai kotoran,

digunakan dalam teknologi semikonduktor, terutama dengan peningkatan

suhu. Sangat menarik untuk menggunakan K. untuk. Dalam teknik kelistrikan - untuk

pembuatan pemanas untuk tungku tahan listrik suhu tinggi

(batang ayakan), penangkal petir untuk saluran transmisi listrik

arus, resistansi nonlinier, sebagai bagian dari perangkat isolasi listrik, dll.

Silikon dioksida

SILIKON DIOKSIDA (silika), SiO2, kristal. Paling umum

mineral - kuarsa; pasir biasa juga silikon dioksida. Digunakan dalam

produksi kaca, porselen, gerabah, beton, batu bata, keramik, as

pengisi karet, adsorben dalam kromatografi, elektronik, akustik-optik

dan mineral Silika lainnya, sejumlah spesies mineral

modifikasi polimorfik silikon dioksida; stabil di bawah tertentu

interval suhu tergantung pada tekanan.

| Nama | | Sistem | Tekanan, | Suhu- | Densitas |

| Mineral | | | am * | | Th, |

| | | | | bulat, ° С | kg / m "|

| b-cristobali | | kubik | 1 | 1728-147 | 2190 |

| t | | | | 0 | |

| b-tridimit | | Heksagonal | 1 | 1470-870 | 2220 |

| | | naya | | | |

| a-kuarsa | | heksagonal | 1 | 870-573 | 2530 |

| | | naya | | | |

| b-kuarsa | | trigonal | 1 | di bawah 573 | 2650 |

| b1-tridimit | | heksagonal | 1 | 163-117 | perkiraan. |

| | | naya | | | 2260 |

| a-tridymite | metastable | rhombic | 1 | di bawah 117 | kira-kira. |

| | th | | | | 2260 |

| a-cristobali | | Tetragonal | 1 | di bawah 200 | 2320 |

| t | | naya | | | |

| Coesite | Metastable | monoklinik | 35 ribu | 1700-500 | 2930 |

| | e di rendah | | | | |

| | temp- | | | | |

| | raturah dan | | | | |

| | tekanan | | | | |

| Stishovit | | tetragonal | 100-180 | 1400-600 | 4350 |

| | | naya | ribu | | |

| Kitit | | tetragonal | 350-1260 | 585-380 | 2500 |

| | | naya | | | |

* 1 pagi \u003d 1 kgf / cm2 @ 0,1 Jt / m2.

Dasar dari struktur kristal bahan kristal adalah kerangka tiga dimensi,

dibangun dari tetrahedron yang terhubung melalui oksigen (5104).

Namun, simetri susunannya, kerapatan kemasan dan timbal balik

orientasinya berbeda, yang tercermin dalam simetri kristal individu

mineral dan mereka properti fisik... Pengecualiannya adalah stishovite,

dasar dari struktur tersebut adalah oktahedra (SiO6), yang membentuk struktur tersebut,

mirip dengan rutile. Semua kristal kuarsa (kecuali beberapa jenis kuarsa)

biasanya tidak berwarna. Kekerasan pada skala mineralogi berbeda: dari 5,5 (a-

tridymite) sampai 8-8.5 (stishovite).

K. m Biasanya ditemukan dalam bentuk butiran yang sangat kecil, cryptocrystalline

berserat (a-kristobalit, yang disebut lussatite) dan terkadang spheroidal

formasi. Lebih jarang - dalam bentuk kristal tabular atau lamellar

bentuk (tridimit), oktahedral, dipiramidal (a- dan b-kristobalit),

jarum halus (coesite, stishovite). Kebanyakan m kuarsa (Kecuali kuarsa) sangat

langka dan tidak stabil di zona permukaan kerak bumi.

Modifikasi suhu tinggi SiO2 - b-tridymite, b-cristobalite -

terbentuk di rongga kecil batuan efusif muda (dasit, basal,

liparit, dll.). A-kristobalit suhu rendah, bersama dengan a-tridimit,

adalah salah satu bagian penyusun batu akik, kalsedon, opal; disimpan

dari larutan air panas, kadang-kadang dari koloid SiO2. Stishovite dan Coesite

ditemukan di batupasir kawah meteorik Devil's Canyon di Arizona (AS),

di mana mereka terbentuk karena kuarsa pada tekanan sangat tinggi seketika dan

ketika suhu naik saat meteorit jatuh. Di alam juga

ada: kaca kuarsa (disebut leschatelite), dibentuk dalam

sebagai akibat dari mencairnya pasir kuarsa dari sambaran petir, dan melanoflogite - in

dalam bentuk kristal kubik kecil dan kerak (terdiri dari pseudomorph

opal dan kuarsa kalsedon), tumbuh dari belerang asli di

deposito dari Sisilia (Italia). Kitite belum ditemukan di alam.

Kuarsa (German Quarz), mineral; dengan nama K., dua kristal

modifikasi silikon dioksida SiO2: heksagonal K. (atau a-K.), stabil

pada tekanan 1 atm (atau 100 kn / m2) pada kisaran suhu 870-573 ° C, dan

trigonal (b-K.), stabil pada suhu di bawah 573 ° C. b-K. paling

banyak ditemukan di alam. Ini mengkristal di kelas trigonal

trapezohedron dari sistem trigonal. Struktur kristal tipe bingkai

terbuat dari silikon-oksigen tetrahedra diatur dalam bentuk heliks (dengan

stroke sekrup kanan atau kiri) sehubungan dengan sumbu utama kristal. DI

tergantung ini, struktural dan morfologi kanan dan kiri

bentuk kristal yang berbeda secara eksternal dalam beberapa susunan simetri

wajah (misalnya, trapezohedron, dll.). Kurangnya pesawat dan pusat

simetri dalam kristal K. menentukan keberadaan piezoelektrik dan

sifat piroelektrik.

Paling sering kristal K. memiliki tampilan prismatik memanjang dengan

perkembangan utama dari muka prisma heksagonal dan dua rhombohedron

(kepala kristal). Lebih jarang, kristal berbentuk heksagonal semu

bipiramida. Kristal K yang biasa secara eksternal biasanya kembar secara kompleks,

membentuk daerah kembar paling sering pada apa yang disebut. Brasil atau

hukum dauphinean. Yang terakhir muncul tidak hanya selama pertumbuhan kristal,

tetapi juga sebagai akibat dari penataan ulang struktur internal pada termal a - b

transisi disertai dengan kompresi, serta deformasi mekanis.

Warna kristal, butiran, dan agregat sangat beragam: paling umum

tidak berwarna, putih susu atau abu-abu K.Transparan atau tembus cahaya

kristal berwarna indah, terutama disebut: tidak berwarna, transparan -

berlian buatan; ungu - kecubung; berasap - rauchtopaz; hitam

Morion; kuning keemasan - citrine. Warna yang berbeda biasanya disebabkan

cacat struktural saat mengganti Si4 + dengan Fe3 + atau Al3 + dengan simultan

masuk ke dalam kisi Na1 +, Li1 + atau (OH) 1-. Juga sulit untuk bertemu

batu berwarna karena inklusi mikro dari mineral asing: prase hijau

Inklusi mikrokristal aktinolit atau klorit; kilau emas

aventurine - inklusi mika atau hematit, dll. Cryptocrystalline

varietas K. - batu akik dan kalsedon - terdiri dari serat terbaik

formasi. Ke. Secara optik uniaksial, positif. Indeks bias

(untuk siang hari l \u003d 589,3): ne \u003d 1,553; tidak \u003d \u003d 1,544. Transparan untuk

sinar ultraviolet dan sebagian inframerah. Saat mentransmisikan cahaya

sinar terpolarisasi bidang ke arah sumbu optik, kristal kidal K.

putar bidang polarisasi ke kiri, dan kanan - ke kanan. Di bagian yang terlihat

spektrum, nilai sudut rotasi (per 1 mm ketebalan pelat K.) bervariasi dari

32,7 (untuk l 486 nm) hingga 13,9 ° (728 nm). Nilai dielektrik

permeabilitas (eij), modulus piezoelektrik (djj) dan elastis

koefisien (Sij) adalah sebagai berikut (pada suhu kamar): e11 \u003d 4,58; e33 \u003d

4,70; d11 \u003d -6,76 * 10-8; d14 \u003d 2,56 * 10-8; S11 \u003d 1,279; S12 \u003d - 0,159; S13 \u003d

0,110; S14 \u003d -0,446; S33 \u003d 0,956; S44 \u003d 1,978. Koefisien linier

ekspansi adalah: tegak lurus dengan sumbu urutan ke-3 13,4 * 10-6 dan

sejajar dengan sumbu 8 * 10-6. Kalor transformasi b - a K. adalah 2,5 kkal / mol

(10,45 kJ / mol). Kekerasan mineralogi 7; kepadatan 2650

kg / m3. Ini meleleh pada suhu 1710 ° C dan mengeras saat didinginkan dalam apa yang disebut.

kaca kuarsa. Fused K. adalah isolator yang baik; resistensi kubus dengan

tepi 1 cm pada 18 ° C adalah 5 * 1018 ohm / cm, koefisien muai panjang

0,57 * 10-6 cm / ° C. Suatu teknologi budidaya yang ekonomis dikembangkan

monokristal sintetik, yang diperoleh dari larutan SiO2 dalam air

pada tekanan dan suhu tinggi (sintesis hidrotermal). Kristal

k sintetis memiliki sifat piezoelektrik yang stabil,

ketahanan radiasi, keseragaman optik tinggi dan berharga lainnya

sifat teknis.

Natural K. adalah mineral esensial yang sangat tersebar luas

merupakan bagian integral dari banyak batuan, serta endapan yang berguna

fosil dari genesis yang paling beragam. Paling penting untuk

industri bahan kuarsa - pasir kuarsa, kuarsit dan

kristal kristalin monokristalin K. Yang terakhir ini jarang dan sangat

sangat dihormati. Di Uni Soviet, endapan kristal utama K. berada di Ural, in

SSR Ukraina (Volyn), di Pamirs, di lembah sungai. Aldan; luar negeri - deposit di

Brasil dan Republik Malagasi. Pasir kuarsa merupakan bahan baku penting untuk

industri keramik dan kaca. Monocrystals K. temukan

aplikasi dalam rekayasa radio (stabilisator frekuensi piezoelektrik,

filter, resonator, pelat piezoelektrik dalam instalasi ultrasonik, dll.); di

instrumentasi optik (prisma untuk spektrograf, monokromator, lensa

untuk optik ultraviolet, dll.). Fused K. digunakan untuk

membuat gelas kimia khusus. K. juga digunakan untuk

mendapatkan silikon murni secara kimiawi. Transparan, berwarna indah

varietas K. adalah batu semi mulia dan banyak digunakan di

bisnis perhiasan.

Kaca kuarsa, kaca silikat satu komponen yang diperoleh dengan cara melebur

varietas alami silika - kristal batu, kuarsa vena dan

pasir kuarsa, serta silikon dioksida sintetis. Bedakan antara keduanya

jenis Industri K.s .: transparan (optik dan teknis) dan

buram. Opasitas Ke Halaman. Memberi dalam jumlah besar

gelembung gas kecil didistribusikan di dalamnya (dengan diameter 0,03 hingga 0,3

μm), hamburkan cahaya. Kaca kristal transparan optik, diperoleh dengan melebur

kristal batu, benar-benar homogen, tidak mengandung gas yang terlihat

gelembung; memiliki indikator terendah di antara kacamata silikat

refraksi (nD \u003d 1,4584) dan transmisi cahaya tertinggi, terutama untuk

sinar ultraviolet. Untuk K. dengan. ditandai dengan termal tinggi dan

ketahanan kimia; suhu pelunakan K. halaman. 1400 ° C. K. s. baik

dielektrik, konduktivitas listrik spesifik pada 20 ° С-10-14 - 10-16 ohm-

1m-1, tangen rugi dielektrik pada 20 ° C dan frekuensi

106 Hz - 0,0025-0,0006. K. s. digunakan untuk pembuatan laboratorium

piring, cawan lebur, instrumen optik, isolator (terutama untuk high

suhu), produk yang tahan terhadap fluktuasi suhu.

Silanes (dari Lat. Silicium - silikon), senyawa silikon dengan hidrogen total

rumus SinH2n + 2. Silan hingga oktasilan Si8H18 diperoleh. Kapan

suhu kamar, dua K. pertama - monosilane SiH4 dan disilane Si2H6 -

berbentuk gas, sisanya adalah cairan yang mudah menguap. Semua K. memiliki bau yang tidak sedap,

beracun. K. jauh lebih tidak stabil dibandingkan alkana di udara

self-igniting, misalnya 2Si2H6 + 7O2 \u003d 4SiO2 + 6H2O. Air terurai:

Si3H8 + 6H2O \u003d 3SiO2 + 10H2. Di alam, K. tidak ditemukan. Di laboratorium dengan tindakan

asam encer menjadi magnesium silisida, campuran berbagai K. diperoleh, nya

sangat didinginkan dan dipisahkan (dengan distilasi fraksional tanpa adanya

udara).

Asam silikat

Asam silikat, turunan dari silikat anhidrida SiO2; sangat lemah

asam, sedikit larut dalam air. Dalam bentuknya yang murni,

asam metasilat H2SiO3 (lebih tepatnya, bentuk polimernya H8Si4O12) dan

H2Si2O5. Silikon dioksida amorf (silika amorf) dalam larutan air

(kelarutan sekitar 100 mg dalam 1 l) sebagian besar membentuk ortosilikon

asam H4SiO4. Dalam larutan jenuh dari K. hingga. Diperoleh dengan cara berbeda.

berubah dengan pembentukan partikel koloid (massa molar hingga 1500), sebesar

yang permukaannya adalah gugus OH. Dididik sebagainya. sol dalam

tergantung pada pH, pH bisa stabil (pH sekitar 2)

atau dapat berkumpul membentuk gel (pH 5-6). Berkelanjutan

sol K yang sangat terkonsentrasi, mengandung zat khusus -

stabilisator, digunakan dalam pembuatan kertas, di tekstil

industri, untuk pemurnian air. Asam fluorosilicic, H2SiF6,

asam anorganik kuat. Itu hanya ada dalam larutan air; di

bentuk bebas terurai menjadi silikon tetrafluorida SiF4 dan hidrogen fluorida

HF. Ini digunakan sebagai disinfektan yang kuat, tetapi terutama -

untuk mendapatkan garam dari K. sampai - silicofluorides.

Silikat

SILIKAT, garam asam silikon. Paling luas di kerak bumi

(80% massa); lebih dari 500 mineral telah diketahui, di antaranya sangat berharga

batu seperti zamrud, beryl, aquamarine. Silikat adalah dasar dari semen,

keramik, enamel, kaca silikat; bahan baku dalam produksi banyak logam,

lem, cat, dll .; bahan elektronik radio, dll. Silikon fluorida,

fluorosilikat, garam dari asam hidrofluorosilikat H2SiF6. Saat dipanaskan

terurai, misalnya CaSiF6 \u003d CaF2 + SiF4. Garam Na, K, Rb, Cs dan Ba \u200b\u200bkeras

larut dalam air dan membentuk kristal karakteristik yang digunakan dalam

analisis kuantitatif dan mikrokimia. Paling praktis

memiliki natrium silikofluorida Na2SiF6 (khususnya, dalam produksi

semen tahan asam, enamel, dll.). Proporsi Na2SiF6 yang signifikan

diproses menjadi NaF. Mendapatkan Na2SiF6 dari limbah yang mengandung SiF4

tanaman superfosfat. Silicon fluorides Mg, Zn dan Al mudah larut dalam air

(nama teknis beralur) digunakan untuk waterproofing

membangun batu. Semua K. (serta H2SiF6) beracun.

Aplikasi.

Gbr. 1 Kuarsa kanan dan kiri.

Gambar. 2 mineral Silika.

Gbr. 3 Kuarsa (struktur)