Anotacija: „Silicis, jo savybės ir allotropiniai pokyčiai. Silicis yra biogeninis elementas. Silicis, jo savybės ir allotropiniai pakeitimai - cheminės silicio savybės

Kristalinis silicis yra tamsiai pilka medžiaga su plieno blizgesiu. Silicio struktūra yra panaši į deimantų struktūrą: kristalų grotelės yra kubinių veidų centre, bet dėl ilgesnio ryšio tarp atomų Si-Si palyginti su obligacijų ilgiu C-C Silicio kietumas yra daug mažesnis nei deimantas. Silicis yra labai trapus, jo tankis yra 2,33 g / cm 3.

Kaip ir anglis, nurodomos ugniai atsparios medžiagos.

Silicio kristalinė struktūra (2 pav.).

Silicio kristalinis tinklelis yra kubinis veidų formos deimantas, parametras a = 0,54307 nm (kiti polimorfiniai silicio modifikacijos gaunami esant aukštam slėgiui), bet dėl ilgesnio ryšio tarp atomų Si-Si palyginti su obligacijų ilgiu C-C Silicio kietumas yra daug mažesnis nei deimantas. Silicis yra trapus, tik tada, kai jis šildomas virš 800 ° C, jis tampa plastikine medžiaga. Įdomu tai, kad silicis yra skaidrus infraraudonam spinduliavimui, pradedant nuo 1,1 mikrometro bangos. Savo vežėjo koncentracija - 13,1 × 10 28 m 3

2 paveikslas. Silicio grotelės ir kovalentinės grandinės sujungimo schema: a - kovalentinė jungtis; b - bendras vaizdas

Cheminės savybės

Junginiuose silicis turi oksidacijos būseną +4 arba 4, nes silicio atomas yra labiau būdingas sp 3 būklei - orbitų hibridizacijai. Todėl visuose junginiuose, išskyrus silicio dioksidą (II) Sio, silicis yra tetravalentinis.

Chemiškai silicis neaktyvus. Su kambario temperatūros reaguoja tik su dujiniu fluoru, taip sudarant lakiųjų silicio tetrafluoridą SiF 4 . Įkaitinus iki 400–500 ° C temperatūros, silicis reaguoja su deguonimi ir sudaro dioksidą Sio 2 , su chloru, bromu ir jodu - suformuojant atitinkamus lengvai lakiuosius tetrahalidus SiHalogen 4 .

Silicis tiesiogiai nereaguoja su vandeniliu, silicio junginiai su vandeniliu yra silanai, kurių bendra formulė Si n H 2n + 2 - Gauti netiesiogiai. Monosilanas SiH 4 (dažnai vadinamas tiesiog silanu) išsiskiria, kai metaliniai silicidai sąveikauja su rūgšties tirpalais, pavyzdžiui:

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

Šioje reakcijoje susidaro silanas SiH 4 yra kitų silanų, ypač disilano, mišinys Si 2 H 6 ir trisilanas Si 3 H 8 kurioje yra silicio atomų grandinė, sujungta atskiromis obligacijomis (-Si-Si-Si-).

Su azotu, silicis maždaug 1000 ° C temperatūroje sudaro nitridą Si 3 N 4 , su boru - termiškai ir chemiškai atspariais boridais Sib 3 SiB 6 ir sib 12 . Silicio junginys ir jo artimiausias analogas ant periodinės anglies - silicio karbido SiC (karborundas) pasižymi dideliu kietumu ir mažu cheminiu aktyvumu. Carborundum plačiai naudojamas kaip abrazyvas.

Kai silicis šildomas metalais, susidaro silicidai. Silicidus galima suskirstyti į dvi grupes: jonų kovalentą (šarminio metalo, šarminių metalų silicidus ir magnį). Ca 2 Si, Mg 2 Si ir kiti.) ir metaliniai (pereinamojo metalo silicidai). Aktyviųjų metalų silicidai skaidosi rūgštimi, pereinamojo metalo silicidai yra chemiškai stabilūs ir neveikia rūgštimi. Metaliniai silicidai turi aukštus lydymosi taškus (iki 2000 ° C). Dažniausiai susidaro metalo pavidalo kompozicijų silicidai. Mesi mane 3 Si 2 Aš 2 Si 3 Aš 5 Si 3 ir mesi 2 . Metaliniai silicidai yra chemiškai inertiški, atsparūs deguonies poveikiui net ir esant aukštai temperatūrai.

Atkuriant Sio 2 silicis aukštoje temperatūroje sudaro silicį (II) Sio.

Siliciui būdingas organinių silicio junginių susidarymas, kuriuose silicio atomai yra jungiami ilgomis grandinėmis, jungiant deguonies atomus - Oh- ir kiekvienam silicio atomai, išskyrus du atomus Ohpridėjo dar du organiniai radikalai R 1 ir R 2 = CH 3 , C 2 H 5 , C 6 H 5 CH 2 CH 2 CF 3 ir kiti

Silicio ėsdinimui plačiausiai naudojamas hidrofluorūgščių ir azoto rūgščių mišinys. Kai kurie specialūs rinktuvai suteikia chromo anhidrido ir kitų medžiagų. Raudinimo metu rūgščių ėsdinimo tirpalas greitai pašildomas iki virimo temperatūros, o ofortas padidėja daug kartų.

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

Silicio ėsdinimui galima naudoti šarminius vandeninius tirpalus. Silicio ėsdinimas šarminiuose tirpaluose prasideda daugiau nei 60 ° C tirpalo temperatūroje.

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

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

Fizinės savybės

Silicio kubinio veido formos deimantų tipo kristalinis tinklelis, parametras a = 0,54307 nm (kiti polimorfiniai silicio modifikacijos buvo gauti aukštu slėgiu), bet dėl ilgesnio jungčių ilgio tarp atomų Si-Si palyginti su ilgiu c-C ryšys Silicio kietumas yra daug mažesnis nei deimantas. Silicis yra trapus, tik tada, kai jis šildomas virš 800 ° C, jis tampa plastikine medžiaga. Įdomu tai, kad silicis yra skaidrus infraraudonam spinduliavimui, pradedant nuo 1,1 mikrometro bangos. Savo krovinio laikiklio koncentracija - 13,1 · 10 28 m 3

Elektrofizinės savybės

Elementinis silicis monokristalinėje formoje yra puslaidininkis. Juostos tarpas kambario temperatūroje yra 1,12 eV, o T = 0 K yra 1,21 eV. Vidinių įkrovos nešiklių koncentracija silicyje normaliomis sąlygomis yra apie 1,5 · 10 10 cm3.

Kristalinio silicio elektrofizines savybes labai veikia jame esančios priemaišos. Norint gauti silicio kristalus su skylės laidumu, trečiojo grupės elementų atomai, tokie kaip boras, aliuminis, galis, indiumas, patenka į silicį). Norint gauti silicio kristalus su elektronų laidumu, elementų atomai įterpiami į silicį. V-oji grupėpvz., fosforo, arseno, antimono. (3 pav.)

3 pav. Puslaidininkių gamybos silicio kristalai ir plokštelės

Kuriant silicio pagrindu pagamintus elektroninius įrenginius, naudojamas paviršiaus sluoksnis (iki dešimčių mikronų), todėl kristalo paviršiaus kokybė gali turėti didelės įtakos silicio elektrinėms savybėms ir atitinkamai gatavo prietaiso savybėms. Kuriant kai kuriuos prietaisus, naudojami metodai, susiję su paviršiaus modifikavimu, pavyzdžiui, apdorojant silicio paviršių su įvairiais cheminiais veiksniais.

1. Dielektrinis pralaidumas: 12

2. Elektronų judumas: 1300-1450 cmІ / (c).

3. Skylės judumas: 500 cm² / (c).

4. Draudžiamos zonos plotis - 1,205-2,84 · 10 -4 · T

5. Elektronų naudojimo trukmė: 5 ns - 10 ms

6. Elektronų vidutinis laisvas kelias: apie 0,1 cm

7. Laisvos skylės ilgis: apie 0,02–0,06 cm

Savivaldybės švietimo įstaiga

"6-oji vidurinė mokykla"

Muromo miestai

Anotacija chemijos tema:

„Silicis, jo savybės ir allotropiniai pokyčiai. Silicis - biogeninis elementas "

Atliktas studentas 8 Klasėje

Shvetsova Tatjana

Vadovas Kornyshova S.S.

Įvadas 3

Silicio atradimų istorija 4

Silicis gamtoje ir jo pramoninė kasyba 5

Silicis, jo savybės ir allotropiniai pakeitimai 7

Silicio gavimo būdai 10

Silicio junginiai ir jų savybės 11

Silicis - maistinė medžiaga 14

Silikato pramonė 17

Išvada 19

Literatūra 20

Įvadas

Silicio gijimo savybės buvo žinomos ilgai prieš mūsų dienas: senovės Indijoje ir Kinijoje jos jau seniai naudojamos gydomųjų savybių jauni bambukai, kuriuose yra silicio, ir Rusijoje jie naudojo baltą molį aneminiams vaikams ir silpniems seniems žmonėms, nuo apsinuodijimo ir rėmens, nuo odos ligų. Netgi senovės Indijos ir Kinijos farmacijos praktikoje ir vėliau tradicinė medicina Daugelyje šalių naudojami tokie silicio turintys augalai, kaip horsetail, dilgėlė, alpinistas, bambukas ir garsus ženšenis. Daugiau nei 200 metų silicis naudojamas klasikinėje homeopatijoje, jis yra labai populiarus šiuolaikinėje kosmetologijoje ir plačiai naudojamas mezoterapijoje odos atgaivinimui (atjauninimui).

Tikslas: Ištirti silicio ir jo natūralių junginių savybes, pagerinti žinias apie atomų struktūrą.

· Nustatyti silicio struktūrą, silicio ir jo junginių vertę ir jų praktinį panaudojimą.

· Išryškinkite silicio vertę kaip maistinę medžiagą

· Nustatyti pagrindines silikato pramonės sritis

Silicio atradimų istorija

Silicis yra cheminių elementų periodinės lentelės trečiojo laikotarpio ketvirtosios grupės pagrindinio pogrupio elementas. I. Mendeleev, su atominiu skaičiumi 14. Pavadinta simboliu Si (lat. Silicium).

Pure Creme 1811 m. Buvo izoliuota prancūzų mokslininkų Joseph Louis Gay-Lussac ir Louis Jacques Tenard.

1825 m. Švedijos chemikas Johnas Jakob Berzelius, veikdamas metalo kalį silicio fluoridu SiF 4, gavo gryną elementinį silicį. Naujasis elementas buvo pavadintas "silicium" (iš lotynų. Silex - flint). Rusijos pavadinimą „silicis“ 1834 m. Pristatė Rusijos chemikas vokiečių Ivanovich Hess. Išversta iš senovės graikų.kρημνός - „uola, kalnas“.

(iš lotynų. silicis - flint; rusų pavadinimas iš graikų - kremnos - uolos) Si - atrado J.
Berzelius (Stokholmas, Švedija) 1824 m. Ir čia yra silicis (Silicium - lat.) Cheminis elementas, periodinės sistemos IV grupės atominis numeris 14.

1825 m. Švedijos chemikas Johnas Jacob Berzelius, veikdamas metalo kalį silicio fluoridu SiF 4, gavo gryną elementinį silicį. Naujasis elementas buvo pavadintas "siliciu" (iš lotynų. Silex - flint). Rusijos pavadinimą „silicis“ 1834 m. Pristatė Rusijos chemikas vokiečių Ivanovich Hess. Išversta iš graikų kremnos - „uola, kalnas“.

Būdamas gamtoje

Silicis gamtoje ir jo pramoninė kasyba

Dažniausiai gamtoje silicis randamas silicio junginiais, kurių sudėtyje yra silicio dioksido (IV) SiO 2 (apie 12% žemės plutos masės). Pagrindinės silicio dioksido susidariusios mineralinės medžiagos yra smėlis (upė ir kvarcas), kvarcas ir kvarcitas. Antras dažniausiai naudojamas silicio junginių grupės yra silikatai ir aliuminio silikatai.

Yra atskirų faktų, kad grynas silicis rastas gimtąja forma: metalinis silicis karšto kasybos masyvo ijolitoje, paprastųjų chondritų petrologija.

· SiO 2 + 2Mg = 2MO + Si,

Silicis, jo savybės ir allotropiniai pakeitimai

Kristalinis silicis yra tamsiai pilka medžiaga su plieno blizgesiu. Silicio struktūra yra panaši į deimantų struktūrą: kristalų grotelės yra kubinių veidų centre, bet dėl ilgesnio ryšio tarp Si-Si atomų, palyginti su c-C ryšiai Silicio kietumas yra daug mažesnis nei deimantas. Silicis yra labai trapus, jo tankis yra 2,33 g / cm 3.

Kaip ir anglis, nurodomos ugniai atsparios medžiagos.

Silicio kristalinė struktūra.

Cheminės savybės

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

2. Si02 + 4HF = SiF4 + 2H2O

3. 3SiF4 + 3H2O = 2H2 SiF6 + ↓ H 2 SiO 3

1. Si + 2KOH + H20 = K 2 SiO 3 + 2H2

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

Fizinės savybės

Silicio kristalinis tinklelis yra kubinis veido centruotas deimantas, parametras a = 0,54307 nm (kiti polimorfiniai silicio modifikacijos buvo gauti aukštu slėgiu), tačiau dėl ilgesnio ryšio tarp Si-Si atomų, palyginti su C-C ryšiu, silicio kietumas yra žymiai didesnis. mažiau nei deimantas. Silicis yra trapus, tik tada, kai jis šildomas virš 800 ° C, jis tampa plastikine medžiaga. Įdomu tai, kad silicis yra skaidrus infraraudonam spinduliavimui, pradedant nuo 1,1 mikrometro bangos. Įkrovos laikiklių vidinė koncentracija yra 13,1 × 10 28 m –3

Elektrofizinės savybės

Elementinis silicis vienakristalinėje formoje yra netiesioginis juostos tarpo puslaidininkis. Juostos tarpas kambaryje

temperatūra yra 1,12 eV, o T = 0 K yra 1,21 eV. Vidinių įkrovos nešiklių koncentracija silicyje normaliomis sąlygomis yra apie 1,5 × 10 10 cm −3 [šaltinis nenurodytas 342 dienos].

Kristalinio silicio elektrofizines savybes labai veikia jame esančios priemaišos. Norint gauti silicio kristalus su skylės laidumu, trečiojo grupės elementų atomai, tokie kaip boras, aliuminis, galis, indiumas, patenka į silicį). Norėdami gauti silicio kristalus, turinčius elektroninį laidumą, V grupės grupės atomai, tokie kaip fosforas, arsenas ir antimonas, patenka į silicį.

1. Dielektrinis pralaidumas: 12

2. Elektronų mobilumas: 1300-1450 cm² / (c).

3. Skylės judumas: 500 cm² / (c).

4. Uždraustos zonos plotis yra 1 205-2,84 × 10 -4 · T

5. Elektronų naudojimo trukmė: 5 ns - 10 ms

6. Elektronų vidutinis laisvas kelias: apie 0,1 cm

7. Laisvos skylės ilgis: apie 0,02–0,06 cm

Silicio gavimo būdai

Laisvą silicį galima gauti kalcinuojant smulkius baltus smėlius su magniu, kuris pagal cheminę sudėtį yra beveik grynas silicio oksidas,

· SiO 2 + 2Mg = 2MO + Si,

Šiuo atveju susidaręs amorfinis silicis yra rudos spalvos milteliai, kurių tankis yra 2,0 g / cm3.

Pramonėje techninis silicis gaunamas sumažinant SiO 2 lydymą su koksu apie 1800 ° C lanko krosnyse. Taip gauto silicio grynumas gali siekti 99,9% (pagrindinės priemaišos yra anglis, metalai).

Galimas tolesnis silicio valymas nuo priemaišų.

· Valymas laboratorinėmis sąlygomis gali būti atliekamas paruošiant magnio silicidą Mg 2 Si. Be to, dujinis monosilanas SiH4 gaunamas iš magnio silicido, naudojant druskos arba acto rūgštis. Monosilanas yra išgrynintas distiliuojant, sorbuojant ir kitais būdais, po to suskaldomas į silicį ir vandenilį maždaug 1000 ° C temperatūroje.

· Silicio valymas pramoniniu mastu atliekamas tiesiogiai chloruojant silicį. Sudaro SiCl4 ir SiCl3H junginiai, kurie įvairiais būdais išvalomi iš priemaišų (paprastai distiliuojant ir disproporcionuojant) ir galutiniame etape sumažinami grynu vandeniliu nuo 900 iki 1100 ° C.

· Pigesnių, švaresnių ir efektyvesnių pramoninių silicio valymo technologijų kūrimas. 2010 m. Tai apima silicio valymo technologiją, naudojant fluorą (vietoj chloro); silicio monoksido distiliavimo technologijos; technologijos, pagrįstos priemaišų ėsdinimu, sutelkiant dėmesį į tarpkristalines ribas.

Silicio gamybos grynoje formoje metodą sukūrė Nikolajus Nikolajevas Beketovas.

Didžiausias silicio gamintojas Rusijoje yra „OKRusal“ - silicis gaminamas Kamensko-Uralskio miesto (Sverdlovsko sritis) ir Šelekovo (Irkutsko sritis) gamyklose.

Silicio junginiai ir jų savybės

Ryšiai silicio

Silicio karbidas (SiC) Silanai (Si nH 2n + 2) Fluorosilicinė rūgštis (H 2) Silicio rūgštys (SiO 2 · n H 2 O) Silicio oksidas (II) (SiO) Silicio oksidas (IV) (SiO 2) Feldspar silikagelis ( n SiO2 · m H 2 O) Silikoninė alyva Silikonai (n) Vanadio silicidas (V 3 Si) Renio silicidas (ReSi) Molibdeno silicidas (MoSi 2) Antimono silikatas (Si 3 Sb 4) Bismuto silicidas (Si 3 Bi 4) Polonio silicidas (SiPo 2) Kalcio silicidas (CaSi 2) Mangano silicidas (Mg 2 Si) Trichlorosilanas (SiHCl3) Silicio chloridas (IV) (SiCl4) Silicio chloridai Silicio nitridas (Si 3 N 4) Silicio tetraiodidas (SiI 4) Silicio tetrabromidas (SiBr 4) Sulfidas silicis (SiS 2) Moissanitas

Iki cheminės savybės silicis yra ne metalas. Kadangi išoriniame energijos lygmenyje yra 4 elektronai, siliciui būdingas ir -4, ir +4 oksidacijos laipsnis. Chemiškai silicis yra mažai aktyvus, o kambario temperatūroje jis reaguoja tik su fluoro dujomis ir susidaro lakiųjų silicio tetrafluoridas:

Si + 2F 2 = SiF 4

Įkaitinus silicio silicį reaguoja su deguonimi ir sudaro silicio oksidą (IV):

Si + O2 = Si02

Rūgštys (išskyrus vandenilio fluorido ir azoto mišinį) silicio neturi. Tačiau jis ištirpsta šarmuose, susidaro silikatas ir vandenilis.

Si + 2 NaOH + H20 = Na 2 SiO 3 + 2H2

Junginiuose silicis yra linkęs turėti +4 arba −4 oksidacijos laipsnį, nes orbitų sp 3 hibridizacijos būsena yra labiau būdinga silicio atomai. Todėl visuose junginiuose, išskyrus silicio oksidą (II) SiO, silicis yra tetravalentinis.

Chemiškai silicis neaktyvus. Kambario temperatūroje ji reaguoja tik su dujiniu fluoru ir susidaro lakusis silicio tetrafluoridas SiF 4. Kai silicis šildomas iki 400-500 ° C temperatūros, jis reaguoja su deguonimi, kad susidarytų SiO 2 dioksidas, su chloru, bromu ir jodu, kad susidarytų atitinkami lengvai lakieji SiHalogen 4 tetrahalidai.

Silicis tiesiogiai nereaguoja su vandeniliu, netiesiogiai gaunami silicio junginiai su vandeniliu - silanais, kurių bendra formulė Si nH 2n + 2. Monosilanas SiH 4 (dažnai vadinamas tiesiog silanu) išsiskiria, kai metaliniai silicidai sąveikauja su rūgšties tirpalais, pavyzdžiui:

Ca 2 Si + 4HCl → 2CaCl2 + SiH4.

Šioje reakcijoje susidaręs silanas SiH4 yra kitų silanų, ypač disilano Si 2 H 6 ir trisilano Si 3H 8 mišinys, kuriame yra silicio atomų grandinė, susieta su atskiromis jungtimis (-Si-Si-Si-) .

Su azotu, silicis maždaug 1000 ° C temperatūroje sudaro Si 3 N 4 nitridą su boru, termiškai ir chemiškai atspariu boridu SiB 3, SiB 6 ir SiB 12. Silicio junginys ir jo artimiausias analogas ant periodinės anglies - silicio karbido SiC (karborundas) pasižymi dideliu kietumu ir mažu cheminiu aktyvumu. Carborundum plačiai naudojamas kaip abrazyvas.

Kai silicis šildomas metalais, susidaro silicidai. Silicidus galima suskirstyti į dvi grupes: jonų kovalentą (šarminio metalo, šarminių metalų silicidus ir Ca 2 Si tipą, Mg 2 Si ir tt) ir metalinius (pereinamojo metalo silicidus). Aktyviųjų metalų silicidai skaidosi rūgštimi, pereinamojo metalo silicidai yra chemiškai stabilūs ir neveikia rūgštimi. Metaliniai silicidai turi aukštus lydymosi taškus (iki 2000 ° C). Dažniausiai susidaro metalo tipo silicidai iš kompozicijų MeSi, Me3Si2, Me2Si3, Me5Si3 ir MeSi2. Metaliniai silicidai yra chemiškai inertiški, atsparūs deguonies poveikiui net ir esant aukštai temperatūrai.

Kai aukštoje temperatūroje siliciu siliciu sumažinama, susidaro silicio oksidas (II) SiO.

Siliciui būdingas organinių silicio junginių susidarymas, kuriuose silicio atomai yra jungiami ilgose grandinėse, jungiančiose deguonies atomai -O-, ir kiekvienam silicio atomai, išskyrus du O atomus, du dar organiniai radikalai R1 ir R2 = CH3, C yra prijungti 2H5, C6H5, CH2CH2CF3 ir tt

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

5. Si02 + 4HF = SiF4 + 2H2O

6. 3SiF 4 + 3H 2 O = 2H2 SiF 6 + ↓ H 2 SiO 3

Silicio ėsdinimui galima naudoti šarminius vandeninius tirpalus. Silicio ėsdinimas šarminiuose tirpaluose prasideda daugiau nei 60 ° C tirpalo temperatūroje.

3. Si + 2KOH + H20 = K 2 SiO 3 + 2H2

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

tai medžiaga apie atspariausią natūralų silicio - silicio oksido (IV) junginį. Tai yra silicio dioksidas, kvarcas, skaidrūs kvarco kristalai - roko kristalai, smulkūs kristaliniai kvarciniai - jaspis, smulkūs kvarco grūdai - smėlis (visi pavyzdžiai pateikiami parodoje ir demonstruojami). Silikatai taip pat yra labai dažni.

Pavyzdžiui:

Kaolinitas yra pagrindinis balto molio komponentas.

Iš dirbtinių silikatų keramika, stiklas ir cementas yra labai svarbūs. Susipažinkite su kai kurių silikatų pramonės gaminamų medžiagų gamyba.

Silicis - maistinė medžiaga

Žmogaus organizme silicio kiekis yra 7–10 metų, jis randamas kraujyje, raumenyse, imuninės kompetencijos organuose - protezo liaukoje ir antinksčių liaukose. Silicis yra pagrindinis žmogaus kūno struktūrinis elementas, jei kalcis yra raumenų ir kaulų sistemos standžių kaulų struktūrų elementas, tuomet silicis yra lanksčių struktūrų elementas, jis būtinas jungiamojo audinio, kuris yra plačiai atstovaujamas mūsų kūnui, kaulams, sąnariams, kremzlėms, vystymuisi, sausgyslės, akies lęšiai, kraujagyslės, taip pat oda, gleivinės, plaukai ir nagai. Jungiamieji audiniai turi savybę, kuri ją skiria nuo kitų kūno audinių - gebėjimo regeneruoti (atkurti). Didelis silicio kiekis jungiamajame audinyje yra dėl jo buvimo baltymų kompleksų sudėtyje, kurie sudaro audinių skeletą ir suteikia joms stiprumo ir elastingumo. Silicis dalyvauja cheminėse reakcijose, turinčiose atskirus kolageno ir elastino pluoštus, apsaugo nuo raukšlių susidarymo, normalizuoja odos hidrataciją, stiprina plaukus ir nagus. Silicio junginiai yra esminiai jungiamojo audinio regeneracijos žmogaus organizme aktyvatoriai, jie pagreitina medžiagų apykaitos procesus organizme, skatina odos ląstelių augimą, kolageno, elastino ir keratino gamybą. Silicio gebėjimas suskirstyti vandens ir kūno skysčius yra žinomas, mažina vandens paviršiaus įtampą, todėl ji tampa biologiškesnė, todėl silicis skatina ląstelių ir audinių hidrataciją. Nustatyta, kad vaikų kūno audinių prisotinimas skysčiu yra didesnis nei vyresnio amžiaus žmonių, todėl siliciui tenka svarbus vaidmuo užkertant kelią organizmo senėjimo procesui. Būdamas struktūriniu antioksidantu, silicis blokuoja lipidų peroksidacijos procesus, kurie teigiamai veikia odos apsauginę funkciją ir didina plaukų ir nagų atsparumą laisviesiems radikalams. Kadangi žmogaus biologinį amžių tiksliai lemia medžiagų apykaitos procesų greitis, silicio trūkumas organizme yra viena iš senėjimo priežasčių.

Moksliniai tyrimai parodė, kad silicis yra susijęs su daugiau kaip 70 mikroelementų (kalcio, magnio, fluoro, natrio, sieros, aliuminio, cinko, molibdeno, mangano, kobalto ir daugelio kitų) metabolizmu, o ne absorbuojamas, jei organizme trūksta silicio. Silicio trūkumas organizme reiškia mikroelementus, daugelio kūno sistemų funkcijų sutrikimus ir medžiagų apykaitos sutrikimus. Silicio apykaitos pažeidimas sukelia anemiją, osteoporozę, plaukų slinkimą, sąnarių ligas, tuberkuliozę, diabetą, odos eripius, tulžies akmenį ir šlapimo taką.

Unikalus silicio gebėjimas išgryninti gyvus organizmus jau seniai žinomas, jo organiniai junginiai organizmo vandens aplinkoje gali susidaryti bioelektriniu būdu įkrautomis sistemomis, kurios „suklijuoja“ gripo, hepatito, herpeso, patogenų, grybų virusus ir išjungia jas sau. Yra žinoma, kad silicio trūkumą visada lydi disbakteriozė, kurios dažniausiai pasireiškia kandidozė, pasireiškianti kaip burnos gleivinės, nosies, viršutinių kvėpavimo takų, virškinamojo trakto ir šlapimo sistemos pažeidimai. Silicio koloidai sudaro sudėtingus junginius su Candides ir jų toksinais ir pašalina juos iš organizmo. Įprastinė žarnyno flora, įskaitant bifidobakterijas ir laktobacilius, neturi galimybės jungtis su koloidinėmis silicio sistemomis ir išlieka žarnyne, kuri yra labai svarbi normaliam funkcionavimui.

virškinimo trakto. Jau nekalbant apie silicio vertę imuninei sistemai: kraujo ląstelės, kurios yra atsakingos už kūno apsaugines funkcijas (monocitai, limfocitai) ir gamina apsauginius antikūnus - yra jungiamojo audinio atstovai. Štai kodėl silicio trūkumas mažina imunitetą ir įvairios ligos, kurios yra užsitęsusios, dažniausiai tai pūlingi procesai - furunkulozė, pūlinys, sinusitas, otitas, tonzilitas, nežalingos žaizdos ir fistulės. Jau buvo įrodyta, kad daugelis sunkių ligų (vėžys, tuberkuliozė, raupsai, kataraktos, hepatitas, dizenterija, reumatizmas, artritas) yra susijusios su silicio trūkumu audiniuose arba pažeidžiant jo metabolizmą. Silicis turi priešuždegiminį ir imunostimuliacinį poveikį kvėpavimo takų infekcijoms ir lėtiniam bronchitui, mažina alergines reakcijas bronchų astmoje. Mokslininkai jau seniai atkreipė dėmesį į tai, kad vietovėse, kuriose dirvožemis yra daug silicio, vėžys yra labai retas.

Mes gauname silicį su vandens, augalų ir gyvūnų maistu, kasdieninis silicio poreikis yra 20-30 mg, nėščioms moterims, maitinančioms motinoms ir vaikams ypač reikia silicio. Vaikų organizme aktyviai formuojami organai ir sistemos, o privalomo elemento poreikis yra daug didesnis nei suaugusiojo. Vaikų kūnuose silicio trūkumas išsivysto, dantų sunaikinimas ir kariesas progresuoja, vaikai atsilieka nuo fizinės ir intelektinės raidos. Suaugusiems, kariesas prisijungia prie plaukų slinkimo, trapumo ir trapių nagų. Amžius, silicio nurijimas sumažėja, kalcis užima vietą kauluose, todėl kaulai praranda elastingumą, sukietėja, tampa trapūs ir atsiranda osteoporozė. Apytiksliai tokiu pačiu būdu organizme išsivysto osteochondrozė: tarpslankstelinės kremzlės yra užpildytos kalciu, praranda elastingumą, tampa plonesnės, o jų judumas blogėja. Kai silicio kiekis organizme mažėja, kaulinis audinys nesikaupia kalcio, druskų pavidalu jis yra nusėdamas sąnariuose ir smėlio bei akmenų pavidalu. tulžies pūslė ir inkstų, provokuojant podagros sindromą. Senėjimo procese žymiai padidėja lūžių rizika, įrodyta, kad lūžio vietoje atsiranda galingas silicio kaupimasis, o jo kiekis padidėja 50 kartų, palyginti su sveikomis kaulų dalimis. Kūnas siunčia jį į probleminę sritį „padėti“ sparčiai kurti naujus kaulinius audinius. Silicio registracija skatina kalcio fiksaciją kauluose, pagerina elastingumą ir raumenų tonusą, stiprina sąnarių raiščius ir kremzles. Yra žinoma, kad asmens amžių galima vertinti pagal jo kraujagyslių būklę. 1957 m. Prancūzų mokslininkai apibūdino faktus, patvirtinančius, kad aterosklerozė yra labai mažai silicio kiekis kraujagyslių sienose. Su silicio trūkumu kalcis jį pakeičia, todėl kraujagyslių elastingumas mažėja ir tuo pačiu metu padidėja jų sienų pralaidumas, cholesterolis patenka į kraują per susidariusius audinių defektus ir nusėda ant kraujagyslių sienelių, formuoja cholesterolio plokšteles. Šis procesas sukelia vazokonstrikciją ir sukelia krūtinės anginą, širdies priepuolį, aritmiją, insultą, hipertenziją, psichikos sutrikimus, atminties sutrikimą ir pan. Su silicio trūkumu, kenčia elastingumas ir venų kraujagyslės, venų ruožas ir jų padėtis keičiasi, ir atsiranda varikozinė apatinių galūnių liga. Pakankamas dienos raciono silicio kiekis gali atkurti vidinį kraujagyslių pamušalą, atkurti jų elastingumą, pagerinti kraujotaką ir sumažinti mažo tankio cholesterolio kiekį. Silicis yra universalus ir visiškai saugus energijos gamybos stimuliatorius organizme, kai jis patenka į organizmo ląsteles.

yra aktyvi adenozino trifosfato (ATP) sintezė - molekulė, kuri suteikia energiją visiems ląstelių biocheminiams procesams.

Biologinis vaidmuo

Kai kuriems organizmams silicis yra svarbi maistinė medžiaga. Jis yra dalis augalų ir skeleto palaikymo formų gyvūnų. Silicis dideliais kiekiais koncentruojamas jūros organizmų - diatomų, radiolarijų, kempinių. Didelis kiekis silicio koncentrato horsetails ir grūdų, pirmiausia - Bamboks ir Risovidnyh apatinis, įskaitant - sėjos ryžius. Žmogaus raumenų audinyje yra (1-2) × 10 - 2% silicio, kaulinio audinio - 17 × 10 −4%, kraujas - 3,9 mg / l. Kiekvieną dieną į žmogaus kūną su maistu patenka iki 1 g silicio.

Silicio junginiai yra palyginti netoksiški. Tačiau labai pavojinga įkvėpti labai disperguotas silikatų ir silicio dioksido daleles, kurios susidaro, pvz., Sprogdinimo būdu, smulkinant akmenis kasyklose, smėliavimo įrenginiais ir tt SiO 2 mikrodalelės, kurios patenka į plaučius gauti kristalai sunaikina plaučių audinį ir sukelia sunkią ligą - silikozę. Siekiant išvengti pavojingų dulkių patekimo į plaučius, kvėpavimo organų apsaugai reikia naudoti respiratorių.

Silikato pramonė

„Gzhel“ yra vienas iš tradicinių Rusijos keramikos gamybos centrų. Tai didžiulė teritorija, kurią sudaro 27 kaimai, jungiami „Gzhelsky Bush“, esančių apie 60 kilometrų nuo Maskvos, išilgai Maskvos-Muromo – Kazanės geležinkelio linijos, o tai yra Maskvos regiono Ramensky rajonas (parodyta Maskvos regiono žemėlapyje).

Gzhelis jau seniai garsėja savo moliu. Didysis rusų mokslininkas M. V. Lomonosovas, vertinęs želėnų molį, apie juos pasakė tokius didingus žodžius: „Beveik nėra gryniausios žemės ir be jokio naudojimo, kur pasaulio chemikai mus vadina Gzeliu, kurį aš niekada nemačiau gražiai niekur“. Iki XVIII a. Vidurio Gzelis pagamino keramiką, kuri buvo įprasta tuo metu, pagamino plytų, keramikos vamzdžių ir primityvių vaikų žaislų.

XVIII a. Antroji pusė - pusiau fajansas, gautas kaip tarpinė medžiaga, ieškant porceliano recepto, dažytos mėlyna smaltu ant pilkos, storos, akytosios poros. Paveikslas „kvasniki“, ąsočiai, plokštės dėvėjo grafinį charakterį ir atrodė kaip dažytas kontūrinis brėžinys.

XIX a. Pradžia - porceliano eros. „Gzhel“ privačių gamyklų porcelianas pasižymėjo dideliu ryškumu, kontrastingų įvairių kasdienių daiktų formų deriniu.

1972 m. Sukurtas modernus „Gzhel“ gaminio stilius, naudojant kobalto mėlyną dažą.

Gzhel rašymo kūrybinė meninė sistema buvo įtvirtinta atskiruose rankraščiuose ir savitose atlikėjų manieruose. Naudodamas tą patį vaizdinių elementų rinkinį, kiekvienas menininkas sukūrė savo individualią tapybos istoriją: puokštę ar atskirą gėlių, gyvūnų ar augalų pasaulį, žmonių atvaizdus.

Svarbus „Gzhel“ mėlynos ir baltos porceliano tapybos bruožas yra vaizdingas pradžia. Didelis dėmesys skiriamas šepečio judėjimui, galinčiam sukurti daugybę subtiliausių mėlynos spalvos gradacijų: nuo skoningo prisotinto iki neryškios mėlynos spalvos. Kartu su baltu fonu vaizdas sukuria ažūrinį modelį ant gaminio paviršiaus: centre - šviesus, didelis taškas - gėlių vaizdas ir aplink šviesų sklaidą šakelėmis su lapais ir uogomis, garbanomis, lazdomis.

Porceliano dažų dažai, dažyti kobalto (II) oksidu.

Dabar neįmanoma tiksliai pasakyti, kas ir kada išrado stiklą. Tik žinoma, kad stiklas yra vienas iš seniausių žmonijos išradimų. Taigi, Egipto karalienės Hatshepsuto mumijos kaklo papuošalas, sudarytas iš žalsvai juodų stiklo karoliukų, yra 3,400 metų. Didieji įvairių stiklo gaminių gamybos meistrai buvo romėnų stiklo gaminiai. Jie pagamino vandens, aliejaus ir vyno, puodelių ir puodelių, vazų, ašarų, mažų kvepalų butelių. Svarbų indėlį į meno stiklo gamybos plėtrą Rusijoje padarė Lomonosovas. Jo sukūrė 1748 m

chemijos laboratorija atliko apie 4000 spalvotojo stiklo eksperimentų, kuriems Lomonosovas „ne tik parašė receptus, bet ir medžiagas ... jis daugiausia pakabino juos ir įdėjo į orkaitę ...“ Remiantis Lomonosovo sukurtais receptais, stiklo fabrikas Ustėje 1753 m. Ruditsa pradėjo gaminti daugiaspalvį skaidrų stiklą, skirtą karoliukų, indų ir kitų galanterijos gaminių gamybai bei nepermatomas mozaikos. Iš tokio stiklo Lomonosovas padarė kelis mozaikos paveikslus, tarp kurių buvo „Poltavos mūšis“, kuris gavo didžiausią šlovę ir išliko iki šios dienos.

Paprasto lango stiklo sudėtis išreiškiama Na 2 O * CaO * 6SiO 2 formule

Paprastą stiklą gaminame kvarco smėliu, soda ir kalkakmeniu. Šios medžiagos gerai sumaišomos ir stipriai kaitinamos. Proceso chemiją galima pavaizduoti taip: sintezės metu susidaro natrio ir kalcio silikatai, kurie tada sujungia su silicio dioksidu (pertekliumi):

Si02 + Na2CO3 = Na 2 SiO 3 + CO 2

Si02 + CaCO 3 = CaSiO 3 + CO 2

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

Dėl specialaus stiklo pakeiskite pradinio mišinio sudėtį. Pakeitus sodą Na 2 CO 3 kalio K 2 CO 3, gauti ugniai atsparų stiklą (cheminiams stiklams). Pakeiskite kreidos CaCO 3 švino oksido (II) PbO ir kalio natrio druską. Ji yra gana minkšta ir lydanti, tačiau labai sunki, ji pasižymi stipriais blizgesiais ir dideliu šviesos lūžio koeficientu, skaidant šviesos spindulius į visas vaivorykštės spalvas ir sukeliant šviesos žaismą.

Įtraukus boro oksidą vietoj šarminių sudedamųjų dalių, šios stiklo ugniai atsparios savybės.

Įprastinė stiklo masė po atšaldymo yra gelsvai žalia arba melsvai žalia. Stiklą galima nudažyti, jei mišinio sudėtis yra tam tikrų metalų oksidų įtraukimas. Juodųjų metalų junginiai dažo stiklą spalvomis - nuo melsvai žalios ir geltonos iki raudonos rudos, mangano (IV) oksido - nuo geltonos ir rudos iki violetinės, chromo (III) oksido žolės žaliąja, kobalto (II) oksidas - mėlyna, Nikelio (II) oksidas - nuo violetinės iki pilkai rudos, natrio sulfido - iki geltonos, vario (II) oksido - iki raudonos.

Žmogaus gyvenime stiklas įgijo didžiulę svarbą. Jis matomas visur, bet kuriuo žingsniu - kasdieniame mūsų gyvenimo gyvenime, pramonėje, technologijoje, moksle, meno kūriniuose. Langas, butelis, lempa, veidrodis, stiklas namų ir laboratorinių stiklų, optinis stiklas (nuo akinių stiklų iki sudėtingų kamerų anastigmatų), begalinių optinių įrenginių lęšiai - nuo mikroskopų iki teleskopų. Sunku išvardyti visas stiklo panaudojimo galimybes ir neįmanoma suskaičiuoti įvairių iš jo pagamintų objektų. Ši medžiaga, dėl savo unikalių savybių, patinka ir, tikriausiai, yra žavinga, visada bus gyvenime, galinčioje įvertinti jos grožį.

Išvada

Taigi, šiandien įrodyta, kad silicis prisideda prie:

· Valyti ir stiprinti kūną bei efektyviai įsisavinti maistines medžiagas, makro- ir mikroelementus

· Padidinti bendrą toną, didinti organizmo energijos išteklius, pagerinti psichinę veiklą, sulėtinti senėjimo procesą

· Sutrikimų, kuriuos sukelia žalingų laisvųjų radikalų poveikis, pašalinimas, užkertant kelią daugelio lėtinių ligų vystymuisi

Silicio atomai sudaro molio, smėlio ir uolų pagrindą. Daugiausia plutos sudaro neorganiniai silicio junginiai (28 tūrio%). Galime pasakyti, kad visas neorganinis pasaulis yra susijęs su siliciu. Natūraliomis sąlygomis silicio mineralai taip pat randami kalcituose ir kreidoje. Silicis yra antrasis elementas po deguonies atsargų atžvilgiu plutoje ir sudaro apie trečdalį jo bendro svorio. Kiekvienas 6 žemės plutos atomas yra silicio atomas. Jūros vandenyje esančiame silicyje yra daugiau nei fosforas, kuris yra būtinas gyvenimui Žemėje. Mūsų organizme silicis randamas skydliaukėje, antinksčių liaukose, hipofizėje. Jo didžiausia koncentracija randama plaukuose ir naguose. Silicis taip pat yra kolageno komponentas, pagrindinis jungiamojo audinio baltymas. Jo pagrindinis vaidmuo - dalyvavimas cheminėje reakcijoje, atskirų kolageno ir elastino pluoštų tvirtinimas, suteikiantis jungiamojo audinio stiprumą ir elastingumą. Silicio trūkumas organizme sukelia: osteomalaciją (kaulų minkštėjimą), akių, dantų, nagų, odos ir plaukų ligas; spartesnis sąnarių kremzlės nusidėvėjimas; odos eripai; akmenys kepenyse ir inkstuose; disbakteriozė; aterosklerozė. Nustatytas ryšys tarp silicio koncentracijos geriamajame vandenyje ir širdies ir kraujagyslių ligų. Tuberkuliozė, diabetas, raupsai, hepatitas, hipertenzija, katarakta, artritas, vėžys lydi silicio koncentracijos sumažėjimą audiniuose ir organuose arba jo metabolizmo sutrikimus. Tuo tarpu mūsų kūnas kasdien praranda silicį - vidutiniškai per dieną vartojame 3,5 mg silicio su maistu ir vandeniu, o mes prarandame apie 9 mg per dieną.

Literatūra

· Samsonovas. GV Silicidai ir jų naudojimas inžinerijoje. Kijevas, Ukrainos SSR mokslų akademijos leidykla, 1959. 204 p.

Aleshin E. P., Aleshin N. E. Fig. Maskva, 1993. 504 p.

„Anglies ir silicio“ - gerai sumontuotas deimantas - deimantas. Minkštas grafitas turi sluoksniuotą struktūrą. Silicio oksidas (IV). Spindulinė anglis turi sluoksniuotą struktūrą. Cheminės savybės Anglis. Grafitas Gavimo metodai: laboratoriniai ir pramoniniai. Stiklas Vienas iš minkštiausių tarp kietųjų medžiagų. Daugiau kaip 99% anglies anglies dioksido.

"Silicis" - sąveika su metalais. Bendros silicio charakteristikos periodinėje sistemoje. Taikymas. Silikato pramonės produktai. Silikatai - silicio rūgšties druskos. Silicidai Laboratorijose silicis gaminamas mažinant silicio oksidą SiO2. Silicio atomo struktūra. Iki išorinio lygio pabaigos siliciui trūksta 4 elektronų.

„Silicio pamoka“ - Ne metalo ir metalo savybių pasireiškimas. Pasirinkite teisingus teiginius: oksidai, anglies ir silicio hidroksidai? Oksido pobūdis: a) bazinis, b) rūgštus, c) amfoterinis. Obligacijų ir kristalų grotelių tipai paprastose medžiagose. Silikato pramonė. Skubus tyrimas. Gėlė - penkios gėlės.

"Silicio junginiai". Jasper Mineralai, kurių pagrindinė sudėtis yra SiO2. Agat Silicis ir jo junginiai. Silikatai ir vandenilis. Ametistas. Silikatų gavimas. Silicio gavimas laboratorijoje. Silicio naudojimas. SiO2 cheminės savybės. Natūralūs silikatai. Kvarco veislės. Silicio atradimas. Silicio oksidas.

"Silicio izotopai" - monokristalinių sėklų gamyba. Izotopų koncentracijos pasiskirstymas pagal sėklų ilgį. Monoizotopinio silicio naudojimo perspektyvos. Izotopiškai praturtinto silicio 28 šiluminis laidumas. Izotopiškai praturtinto silicio Ramano spektrai. Crucible Silicio juostos atotrūkio priklausomybė nuo atominės masės.

"Silicis ir jo junginiai" - Silicis gali būti ir oksidatorius, ir redukuojantis agentas. Silicio kristalinė grotelė panaši į deimantų struktūrą. Silikatai Silikatai sudaro daugiau kaip 1/4 viso plutos masės. Keramika. Silicis pirmą kartą buvo rastas 1811 m. Gay-Lussac ir Tenar. Šiuolaikiniai keramikos patiekalai. Apsvarstykite natūralius silicio junginius.

Iš viso yra 6 pristatymai.

Savivaldybės švietimo įstaiga

"6-oji vidurinė mokykla"

Muromo miestai

Anotacija chemijos tema:

„Silicis, jo savybės ir allotropiniai pokyčiai. Silicis - biogeninis elementas "

Atliktas studentas 8 Klasėje

Shvetsova Tatjana

Vadovas Kornyshova S.S.

Įvadas 3

Silicio atradimų istorija 4

Silicis gamtoje ir jo pramoninė kasyba 5

Silicis, jo savybės ir allotropiniai pakeitimai 7

Silicio gavimo būdai 10

Silicio junginiai ir jų savybės 11

Silicis - maistinė medžiaga 14

Silikato pramonė 17

Išvada 19

Literatūra 20

Įvadas

Silicio gijimo savybės buvo žinomos ilgai prieš mūsų dienas: senovės Indijoje ir Kinijoje jau seniai vartojamos jaunos bambuko turinčios silicio gijimo savybės, o Rusijoje baltos molis buvo naudojamas gydant aneminius vaikus ir silpnus senyvus žmones nuo apsinuodijimo ir rėmens, nuo odos ligų. Netgi senovės Indijos ir Kinijos farmacijos praktikoje, o vėliau daugelio šalių liaudies medicina naudojo tokius silicį turinčių augalų nuovirus, užpilus ir ekstraktus, kaip horsetail, dilgėlių, alpinistų, bambuko ir garsaus ženšenio. Daugiau nei 200 metų silicis naudojamas klasikinėje homeopatijoje, jis yra labai populiarus šiuolaikinėje kosmetologijoje ir plačiai naudojamas mezoterapijoje odos atgaivinimui (atjauninimui).

Tikslas: Ištirti silicio ir jo natūralių junginių savybes, pagerinti žinias apie atomų struktūrą.

· Nustatyti silicio struktūrą, silicio ir jo junginių vertę ir jų praktinį panaudojimą.

· Išryškinkite silicio vertę kaip maistinę medžiagą

· Nustatyti pagrindines silikato pramonės sritis

Silicio atradimų istorija

Pure Creme 1811 m. Buvo izoliuota prancūzų mokslininkų Joseph Louis Gay-Lussac ir Louis Jacques Tenard.

Būdamas gamtoje

Silicis gamtoje ir jo pramoninė kasyba

Yra atskirų faktų, kad grynas silicis rastas gimtąja forma: metalinis silicis karšto kasybos masyvo ijolitoje, paprastųjų chondritų petrologija.

· SiO 2 + 2Mg = 2MO + Si,

Silicis, jo savybės ir allotropiniai pakeitimai

Kristalinis silicis yra tamsiai pilka medžiaga su plieno blizgesiu. Silicio struktūra yra panaši į deimantų struktūrą: kristalų grotelės yra kubinės formos, bet dėl ilgesnio ryšio tarp Si-Si atomų, palyginti su C-C obligacijų ilgiu, silicio kietumas yra daug mažesnis nei deimantas. Silicis yra labai trapus, jo tankis yra 2,33 g / cm 3.

Kaip ir anglis, nurodomos ugniai atsparios medžiagos.

Silicio kristalinė struktūra.

Cheminės savybės

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

2. Si02 + 4HF = SiF4 + 2H2O

3. 3SiF4 + 3H2O = 2H2 SiF6 + ↓ H 2 SiO 3

1. Si + 2KOH + H20 = K 2 SiO 3 + 2H2

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

Fizinės savybės

Elektrofizinės savybės

Elementinis silicis vienakristalinėje formoje yra netiesioginis juostos tarpo puslaidininkis. Juostos tarpas kambaryje

temperatūra yra 1,12 eV, o T = 0 K yra 1,21 eV. Vidinių įkrovos nešiklių koncentracija silicyje normaliomis sąlygomis yra apie 1,5 × 10 10 cm −3 [šaltinis nenurodytas 342 dienos].

Kristalinio silicio elektrofizines savybes labai veikia jame esančios priemaišos. Norint gauti silicio kristalus su skylės laidumu, trečiojo grupės elementų atomai, tokie kaip boras, aliuminis, galis, indiumas, patenka į silicį). Norėdami gauti silicio kristalus, turinčius elektroninį laidumą, V grupės grupės atomai, tokie kaip fosforas, arsenas ir antimonas, patenka į silicį.

1. Dielektrinis pralaidumas: 12

2. Elektronų mobilumas: 1300-1450 cm² / (c).

3. Skylės judumas: 500 cm² / (c).

4. Uždraustos zonos plotis yra 1 205-2,84 × 10 -4 · T

5. Elektronų naudojimo trukmė: 5 ns - 10 ms

6. Elektronų vidutinis laisvas kelias: apie 0,1 cm

7. Laisvos skylės ilgis: apie 0,02–0,06 cm

Silicio gavimo būdai

Laisvą silicį galima gauti kalcinuojant smulkius baltus smėlius su magniu, kuris pagal cheminę sudėtį yra beveik grynas silicio oksidas,

· SiO 2 + 2Mg = 2MO + Si,

Šiuo atveju susidaręs amorfinis silicis yra rudos spalvos milteliai, kurių tankis yra 2,0 g / cm3.

Pramonėje techninis silicis gaunamas sumažinant SiO 2 lydymą su koksu apie 1800 ° C lanko krosnyse. Taip gauto silicio grynumas gali siekti 99,9% (pagrindinės priemaišos yra anglis, metalai).

Galimas tolesnis silicio valymas nuo priemaišų.

Silicio gamybos grynoje formoje metodą sukūrė Nikolajus Nikolajevas Beketovas.

Didžiausias silicio gamintojas Rusijoje yra „OKRusal“ - silicis gaminamas Kamensko-Uralskio miesto (Sverdlovsko sritis) ir Šelekovo (Irkutsko sritis) gamyklose.

Silicio junginiai ir jų savybės

Ryšiai silicio

Pagal chemines savybes silicis yra ne metalas. Kadangi išoriniame energijos lygmenyje yra 4 elektronai, siliciui būdingas ir -4, ir +4 oksidacijos laipsnis. Chemiškai silicis yra mažai aktyvus, o kambario temperatūroje jis reaguoja tik su fluoro dujomis ir susidaro lakiųjų silicio tetrafluoridas:

Si + 2F 2 = SiF 4

Įkaitinus silicio silicį reaguoja su deguonimi ir sudaro silicio oksidą (IV):

Si + O2 = Si02

Rūgštys (išskyrus vandenilio fluorido ir azoto mišinį) silicio neturi. Tačiau jis ištirpsta šarmuose, susidaro silikatas ir vandenilis.

Si + 2 NaOH + H20 = Na 2 SiO 3 + 2H2

Ca 2 Si + 4HCl → 2CaCl2 + SiH4.

Kai aukštoje temperatūroje siliciu siliciu sumažinama, susidaro silicio oksidas (II) SiO.

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

5. Si02 + 4HF = SiF4 + 2H2O

6. 3SiF 4 + 3H 2 O = 2H2 SiF 6 + ↓ H 2 SiO 3

Silicio ėsdinimui galima naudoti šarminius vandeninius tirpalus. Silicio ėsdinimas šarminiuose tirpaluose prasideda daugiau nei 60 ° C tirpalo temperatūroje.

3. Si + 2KOH + H20 = K 2 SiO 3 + 2H2

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

Pavyzdžiui:

Kaolinitas yra pagrindinis balto molio komponentas.

Iš dirbtinių silikatų keramika, stiklas ir cementas yra labai svarbūs. Susipažinkite su kai kurių silikatų pramonės gaminamų medžiagų gamyba.

Silicis - maistinė medžiaga

Mes gauname silicį su vandens, augalų ir gyvūnų maistu, kasdieninis silicio poreikis yra 20-30 mg, nėščioms moterims, maitinančioms motinoms ir vaikams ypač reikia silicio. Vaikų organizme aktyviai formuojami organai ir sistemos, o privalomo elemento poreikis yra daug didesnis nei suaugusiojo. Vaikų kūnuose silicio trūkumas išsivysto, dantų sunaikinimas ir kariesas progresuoja, vaikai atsilieka nuo fizinės ir intelektinės raidos. Suaugusiems, kariesas prisijungia prie plaukų slinkimo, trapumo ir trapių nagų. Amžius, silicio nurijimas sumažėja, kalcis užima vietą kauluose, todėl kaulai praranda elastingumą, sukietėja, tampa trapūs ir atsiranda osteoporozė. Apytiksliai tokiu pačiu būdu organizme išsivysto osteochondrozė: tarpslankstelinės kremzlės yra užpildytos kalciu, praranda elastingumą, tampa plonesnės, o jų judumas blogėja. Sumažinant silicio kiekį organizme, kaulų audinyje kalcis nėra absorbuojamas, druskų pavidalu jis yra deponuojamas sąnariuose, smėlio ir akmenų pavidalu - tulžies pūslėje ir inkstuose, sukelia podagros sindromą. Senėjimo procese žymiai padidėja lūžių rizika, įrodyta, kad lūžio vietoje atsiranda galingas silicio kaupimasis, o jo kiekis padidėja 50 kartų, palyginti su sveikomis kaulų dalimis. Kūnas siunčia jį į probleminę sritį „padėti“ sparčiai kurti naujus kaulinius audinius. Silicio registracija skatina kalcio fiksaciją kauluose, pagerina elastingumą ir raumenų tonusą, stiprina sąnarių raiščius ir kremzles. Yra žinoma, kad asmens amžių galima vertinti pagal jo kraujagyslių būklę. 1957 m. Prancūzų mokslininkai apibūdino faktus, patvirtinančius, kad aterosklerozė yra labai mažai silicio kiekis kraujagyslių sienose. Su silicio trūkumu kalcis jį pakeičia, todėl kraujagyslių elastingumas mažėja ir tuo pačiu metu padidėja jų sienų pralaidumas, cholesterolis patenka į kraują per susidariusius audinių defektus ir nusėda ant kraujagyslių sienelių, formuoja cholesterolio plokšteles. Šis procesas sukelia vazokonstrikciją ir sukelia krūtinės anginą, širdies priepuolį, aritmiją, insultą, hipertenziją, psichikos sutrikimus, atminties sutrikimą ir pan. Su silicio trūkumu, kenčia elastingumas ir venų kraujagyslės, venų ruožas ir jų padėtis keičiasi, ir atsiranda varikozinė apatinių galūnių liga. Pakankamas dienos raciono silicio kiekis gali atkurti vidinį kraujagyslių pamušalą, atkurti jų elastingumą, pagerinti kraujotaką ir sumažinti mažo tankio cholesterolio kiekį. Silicis yra universalus ir visiškai saugus energijos gamybos stimuliatorius organizme, kai jis patenka į organizmo ląsteles.

yra aktyvi adenozino trifosfato (ATP) sintezė - molekulė, kuri suteikia energiją visiems ląstelių biocheminiams procesams.

Biologinis vaidmuo

Silikato pramonė

XIX a. Pradžia - porceliano eros. „Gzhel“ privačių gamyklų porcelianas pasižymėjo dideliu ryškumu, kontrastingų įvairių kasdienių daiktų formų deriniu.

1972 m. Sukurtas modernus „Gzhel“ gaminio stilius, naudojant kobalto mėlyną dažą.

Porceliano dažų dažai, dažyti kobalto (II) oksidu.

Paprasto lango stiklo sudėtis išreiškiama Na 2 O * CaO * 6SiO 2 formule

Si02 + Na2CO3 = Na 2 SiO 3 + CO 2

Si02 + CaCO 3 = CaSiO 3 + CO 2

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

Įtraukus boro oksidą vietoj šarminių sudedamųjų dalių, šios stiklo ugniai atsparios savybės.

Išvada

Taigi, šiandien įrodyta, kad silicis prisideda prie:

· Valyti ir stiprinti kūną bei efektyviai įsisavinti maistines medžiagas, makro- ir mikroelementus

· Padidinti bendrą toną, didinti organizmo energijos išteklius, pagerinti psichinę veiklą, sulėtinti senėjimo procesą

· Sutrikimų, kuriuos sukelia žalingų laisvųjų radikalų poveikis, pašalinimas, užkertant kelią daugelio lėtinių ligų vystymuisi

Literatūra

· Samsonovas. GV Silicidai ir jų naudojimas inžinerijoje. Kijevas, Ukrainos SSR mokslų akademijos leidykla, 1959. 204 p.

Aleshin E. P., Aleshin N. E. Fig. Maskva, 1993. 504 p.

Allotropija (nuo senovės graikų. Αλλος - „kita“, „τροπος“ - „ruožtu, nuosavybe“) - dviejų ar daugiau to paties cheminio elemento paprastų medžiagų, skirtingų struktūrai ir savybėms - vadinamieji alotropiniai pakeitimai ar formos.

Alotropijos reiškinys atsiranda dėl skirtingos paprastos medžiagos molekulių sudėties (kompozicijos allotropijos) arba į atomų ar molekulių pateikimo į kristalų groteles metodą (formos allotropija).

2.1 Kristalinis silicis

Kristalinis silicis yra pagrindinė silicio forma, naudojama gaminant fotoelektrinius konverterius ir kietojo kūno elektroninius prietaisus, naudojantys plokštumą. Aktyviai vystosi silicio pluošto (epitaksinių sluoksnių) kristalinės ir amorfinės struktūros naudojimas įvairiuose substratuose. Tamsiai pilka medžiaga su metaliniu blizgesiu, didelis kietumas, trapumas, puslaidininkis, inertiškas.

Priklausomai nuo tikslo, yra:

1 Elektroninės kokybės silicis (vadinamasis „elektroninis silicis“) - aukščiausios kokybės silicis, kurio silicio kiekis yra didesnis kaip 99,999% masės, didesnis gyvavimo laikas (daugiau kaip 25 μs), naudojamas kietojo kūno elektroniniams prietaisams, mikroschemoms ir kt. Elektroninės kokybės silicio elektrinė varža gali būti maždaug nuo 0,001 iki 150 omų cm, tačiau atsparumas turėtų būti užtikrinamas tik priemaišomis, t. Y. Į kristalą patenka kitos priemaišos, nors s ir nurodant, kad nurodyta elektrinė varža paprastai yra nepriimtina. Didžioji dalis elektroninės kokybės silicio kristalų yra vadinamasis. „Dislokacijos neturintys kristalai“, t. Y. Dislokacijos tankis juose neviršija 10 cm-2, tačiau kai kuriais atvejais, naudojant elektroninius prietaisus, taip pat naudojami luitai su dviguba ar net polikristaline struktūra.

2 Saulės klasės silicis (vadinamasis „saulės silicis“) yra silicis, kurio silicio kiekis sudaro daugiau kaip 99,99% masės, o vidutinės nešvirkštinio nešiklio naudojimo trukmės ir elektrinės varžos (iki 25 μs ir iki 10 10 cm) vertės, naudojamos fotovoltinių elementų (saulės elementų) gamyba;

3 Techninis silicis - polikristalinės struktūros silicio blokai, gauti naudojant gryną kvarco smėlio karboterminio redukcijos metodą; sudėtyje yra 98% silicio, pagrindinė priemaiša yra anglis, jos sudėtyje yra didelis lydinių elementų kiekis - boras, fosforas, aliuminis; daugiausia naudojami polikristaliniams gaminiams gaminti

silicis; 2006–2009 m Dėl saulės kokybės silicio žaliavų stokos buvo bandoma naudoti šią medžiagą saulės kokybės kristalinio silicio gamybai: šiam tikslui papildomas techninio silicio valymas buvo atliktas sutraiškant tarpkristalinėse ribose ir išgraviruojant priemaišas, sutelktas į ribas, tada rekristalizacija buvo atlikta vienu iš pirmiau minėtų metodų.

Priklausomai nuo perkristalinimo metodo yra:

- monokristaliniai silicio - cilindriniai silicio luitai iš mono- ir polikristalinės struktūros, kurių skersmuo iki 400 mm, gaunami naudojant Czochralski metodą. Vienspalvyje kristalinė struktūra yra vienoda, be grūdų ribų (kuri pastebima net išvaizda). Reguliarus silicio atomų išdėstymas viename silicio kristalo tinkle sukuria aiškią juostos struktūrą. Kiekvienas silicio atomas turi 4 elektronus ant išorinio apvalkalo. Gretimų atomų elektronai sudaro poras, kurios tuo pačiu metu priklauso abiem atomams, todėl kiekvienas atomas turi 4 jungtis su kaimyniniais atomais.

Monokristalinio silicio elgesys yra gerai nuspėjamas, tačiau dėl mažo augimo tempo ir gamybos proceso sudėtingumo jis yra pats brangiausias silicio tipas. Monokristalinis silicis yra šiuolaikinių elektroninių technologijų pagrindas. Jam atliekami labai aukšti reikalavimai dėl struktūros grynumo ir tobulumo. Elektra aktyviai veikiančių priedų koncentracijos paprastai yra 10 13–10 18 cm³, elektra aktyvios fono priemaišos yra mažesnės nei 10 15 cm³, o elektrai neaktyvios priemaišos yra mažesnės nei 10 18–10 19 cm³. Pagrindiniai struktūrinių defektų tipai yra vadinamieji mikrodefektai. Paprastai jie yra mažos dislokacijos kilpos arba vidinių ir priemaišų taškų defektų grupės.

- vienakristalinio silicio silicio silicio luitai, pagaminti iš vieno kristalo struktūros, kurių skersmuo iki 150 mm ir kurie gaunami tiglio neturinčios zonos lydymo metodu;

- daugiakristaliniai - stačiakampiai polikristalinės struktūros silicio blokai, kurių matmenys iki 1000x1000x600mm, gaunami taikant krypties kristalizacijos metodą konteineryje. Jis užima tarpinę padėtį tarp poli- ir monokristalinio silicio kristalų dydžio ir skaičiaus. Daug lengviau auginti silicio daugiakristalius kristalus nei vieni kristalai, todėl jų kaina yra mažesnė. Tačiau daugiakristalinės kokybės, palyginti su vienu kristalu, kokybė taip pat yra mažesnė dėl to, kad yra daugiasluoksnės atskirų kristalų, kurių sudėtyje yra daugiakristalinis kristalas, ribos. Grūdų ribos sukuria papildomus defektinius puslaidininkių juostos tarpo lygius, nes jie yra vietiniai centrai, turintys didelį rekombinacijos koeficientą, o tai lemia bendrą sumažėjimą.

vežėjų gyvenimą. Be to, grūdų ribos sumažina našumą, užkertant kelią srovės srautui ir sukurdamos bėgių takus, tekančius per p-n sankryžą.

Kad būtų išvengta pernelyg didelių rekombinacijos nuostolių grūdų ribose, grūdų dydis turėtų būti ne mažesnis kaip keli milimetrai. Ši sąlyga taip pat reiškia, kad vieno grūdo dydis bus didesnis nei saulės elemento storis, o tai sumažins atsparumą nešiklio srovei ir bendrą saulės elemento sienelių ilgį. Toks daugiakristalinis silicis plačiai naudojamas komerciniuose saulės elementuose.

- polisiloksas yra didelio grynumo silicis, kurio priemaišų kiekis yra mažesnis kaip 0,0001%, susidedantis iš daugelio mažų kristalinių grūdų, orientuotų vienas į kitą.

Tiesą sakant, techninis silicis taip pat yra polikristalinis, tačiau, siekiant išvengti painiavos, „polikristalinio silicio“ sąvoka taikoma tik labai grynam puslaidininkiniam siliciui. Polisiloksas yra gryniausia pramoniniu būdu pagamintos silicio forma ir pagrindinė mikroelektronikos ir saulės energijos medžiaga - pusgaminis, gaunamas išgryninant techninį silicį su chlorido metodais ir naudojamas mono- ir daugiakristaliniam siliciui gaminti.

Šiuo metu išskiriamos polisilikoninės „elektroninės“ (puslaidininkių) kokybės (priemaišų kiekis mažesnis kaip 1, 10–10%) ir polisilikoninės „saulės“ kokybės (priemaišų kiekis mažesnis kaip 1 · 10 -5%) kokybė. pilkos spalvos cilindriniai strypai su apvaliu dendritiniu paviršiumi. Strypo centre yra „apvalios“ arba „kvadratinės“ mono- arba polisilicinio „sėklų“, kurių skersmuo (pusė) yra 8–10 mm. Užsukti kristalitai trumpų adatų pavidalu, kurių skerspjūvis yra mažesnis nei 1 mm, auga iš „sėklų“, statmenų generacijai.

Polisilikonas yra žaliava, skirta gaminti pažangesnius silicio tipus - daugiakristalinį silicį (daugialypį) ir monokristalinį silicį (monosilicį), o kai kuriais atvejais ji gali būti naudojama grynoje formoje.

-. Silicio laužas, fragmentai ir kitos grynos silicio gamybos atliekos, aprašytos pirmiau aprašytais metodais be oksidacijos, tiglio arba pamušalo sulietos dalys, savo ruožtu, gali būti skirstomos į pogrupius, priklausomai nuo kilmės - naudojamas kaip darbo medžiaga kristalinio silicio gamybai;

-. umg-laužas - metalurgiškai išgrynintas techninis silicis - tai techninis silicis, kurį valo silicio lydalo sąveika su kitomis medžiagomis (priemaišoms šalinti arba pernešti į netirpią ar dujinę fazę ir tt) ir po to

po kryptinio kristalizavimo ir vėlesnio teršalų koncentracijos zonos pašalinimo;

-. puvinio laužas - fragmentai, auginiai ir kitos kristalinio silicio gamybos atliekos, naudojant aukščiau aprašytus metodus su tigliais ar pamušalo liekanomis, oksidacijos pėdsakai, šlakas - kaip taisyklė, tai taip pat yra sritis, kurioje priemaišos - labiausiai purvinas silicis - kristalizacijos metu buvo atspausdintos. pogrupiuose, priklausomai nuo jų kilmės, po valymo nuo pašalinių medžiagų priemaišų gali būti naudojamas kaip perdirbamų žaliavų priedas, gavus silicio klases su mažesniais kokybės reikalavimais.

Silicio monokristalinis tiglis gaminamas tik elektroniniu būdu. Multi-silicis gaminamas tik saulės kokybe. Monokristalinis silicis, vamzdžiai ir juostos, gautos naudojant Czochralski metodą, gali būti tiek elektroninė, tiek saulės kokybė.