Цахиурын өндөр концентраци. Та яаж гэдгийг мэднэ

Процессор уу? Писок? Мөн холбоо гэдэг үг танд юу байна вэ? Эсвэл Цахиурын хөндий байж болох уу?
Тэнд байхгүй юм шиг, бид өнөөдөр цахиуртай наалдаж байгаа бөгөөд хэрэв та Си гэж юу болохыг, яагаад иддэгийг мэдэх шаардлагатай бол би муур гуйж байна.

Нэвтрэх

"Наноматериал" мэргэжлээр Москвагийн их дээд сургуулийн нэг оюутан байхдаа би таныг манай гаригийн хамгийн чухал химийн элементүүдтэй танилцахыг хүсч байна. Би удаан хугацааны турш нүүрс эсвэл цахиурын аль нэгийг сонгож байсан ч би өөрөө Si-г ашиглахаар шийдсэн бөгөөд ингэснээр орчин үеийн ямар ч хэрэгслийн зүрх нь өөрөө үүн дээр суурилдаг тул та үүнийг гайхалтай хэлж чадна. Би бодлоо маш энгийн бөгөөд хүртээмжтэй болгохыг хичээх болно, энэ материалыг бичсэний дараа би үүнийг голчлон шинэхэн хүмүүст зориулж хадгалсан боловч улам олон хүмүүс үүнийг cicave-аас авах боломжтой тул нийтлэлийг бичсэн гэж хэлмээр байна. зөвхөн ашиг сонирхлыг тэлэхийн тулд гацсан зүйл. Ингээд эхэлцгээе.

Цахиур

Цахиур (лат. Silicium), Si, Менделиевийн үечилсэн системийн IV бүлгийн химийн элемент; атомын дугаар 14, атомын жин 28.086.
Байгалийн хувьд элемент нь 28Si (92.27%), 29Si (4.68%), 30Si (3.05%) гэсэн гурван тогтвортой изотопоор илэрхийлэгддэг.
Зузаан (n.s.) 2.33 г/см?
Хайлах цэг 1688 К



Нунтаг Си

Түүхэн нотолгоо

Цахиурын толгод, өргөн уудам газар нутаг, чулуун зэвсгийн үеийн хүмүүсийн өргөн чөлөө. Тэнд олон мянган чулуу, чулууны усалгаа байсан. Zastosuvannya spoluk Цахиур, тэдгээрийн боловсруулалт холбоотой, - агуулах бэлтгэх - МЭӨ 3000 орчим эхэлсэн. д (Хуучин Египет). Өмнө нь байшинд цахиур ашиглаж байсан - оксид SiO2 (цахиур). 18-р зуунд цахиурыг энгийн биетэй шахаж, "газарууд" руу зөөвөрлөсөн (энэ нь түүний нэрээр ашиглагддаг). I суулгасны дараа цахиурын агуулахад Skladnіst. I. Berzelius. 1825 онд SiF4 цахиур хайлуур жоншноос энгийн цахиурыг зайлуулж, үлдсэн металлын калийг орлуулжээ. Шинэ элементийг "цахиур" (лат. silex - цахиур чулуу) гэж нэрлэсэн. Орос нэр vvіv G. I. Hess at 1834 roci.

Дууны дууны агуулах дахь байгаль дахь өргөтгөлүүдийн цахиурын нум

Байгальд цахиурыг өргөжүүлэх

Дэлхийн царцдасын өргөний хувьд Цахиур нь өөр (исгэлэнгийн дараа) элемент бөгөөд литосфер дахь дундаж нь 29.5% (массын ард) байдаг. Газрын холтос, Цахиур саарал нь амьтны дэлхийн ертөнцийн нүүрстэй адил үндсэн үүрэг гүйцэтгэдэг. Цахиурын геохимийн хувьд, ялангуяа його болон исгэлэн хоёрын хоорондох холбоо нь чухал юм. Литосферийн бараг 12% нь эрдэс кварц болон төрөл бүрийн сортуудын хэлбэрээр цахиур SiO2 болж хувирдаг. Литосферийн 75% нь янз бүрийн силикат, алюминосиликатуудаас (полова, гялтгануур, амфибол тошчо) бүрддэг. Цахиураар орлуулж болох ашигт малтмалын нийт тоо 400 давж байна.

Цахиурын физик хүч

Энэ нь ялангуяа varto биш гэж би бодож байна, тэгээд л болоо Физик хүчБи үнэгүй нэвтрэх эрхтэй, гэхдээ би хамгийн нийтлэг зүйлийг жагсаах болно.
Буцлах цэг 2600 ° C
dovgokhvilovyh ІCh-promenіv нь цахиурын prozorium
Диэлектрик нэвтрэлт 11.7
Mohs цахиурын хатуулаг 7.0
Цахиурын шөрмөс материал, дурсгалын хуванцар деформаци нь 800 хэмээс дээш температурт эхэлдэг гэдгийг хэлмээр байна.
Цахиур нь дамжуулагч, бид маш олон zastosuvannya мэддэг дарс юм. Цахиурын цахилгаан эрчим хүч нь байшинд байж болно.

Химийн хүч.

Энд баян, гайхалтай гэж хэлэх байх, гэхдээ би хамгийн алдартай нь дээр бүдэрч байна. Si-ийн тавиуруудад (нүүрстөрөгчтэй төстэй) 4-валент.
Цахиурын zavdyak гадаргуу дээр исэл хайлуулах нь өндөр температурт салхинд тогтвортой байдаг. Хүчиллэгт энэ нь 400 ° C-т исэлдэж, цахиурын исэл (IV) SiO2-ийг уусгана.
Цахиур нь хүчилд тэсвэртэй, азот болон фторын хүчилтэй холилдох магадлал багатай тул халуун нугад ус харахаас амархан ялгардаг.
Цахиур нь 2 бүлэг хүчиллэг силануудыг үүсгэдэг - силоксан ба силоксени. Цахиур нь 1000 ° C-аас дээш температурт азоттой урвалд ордог. энэ нь химийн үйлдвэр, түүнчлэн гал унтраагч үйлдвэрлэхэд үнэ цэнэтэй материал юм. Өндөр хатуулаг, түүнчлэн дулааны болон химийн эсэргүүцэл нь цахиурын карбид (цахиурын карбид SiC) болон борын (SiB3, SiB6, SiB12) шалаар эмчилдэг.

Otrimanya Silicon

Би tse naytsіkavіsha хэсэг гэж бодож байна, энд тайлан юм.
Хүлээн зөвшөөрлийн дараах төрлийг дараахь байдлаар хуваана.
1. Цахиур электрон хүч(t.z. электрон цахиур"") - хананы цаана 99.999% -иас дээш цахиурын манангаас хамгийн цахиурлаг цахиур, цахиурын электрон чанарын цахилгаан дэмжлэгийг ойролцоогоор 0.001-150 ом см-ийн интервалаар өөрчлөх боломжтой боловч тулгуурын үнэ цэнэ нь Бути буруутай, бүх зүйлийг багтаасан байшингаар хангагдсан тул та бусдын байшинд орж, цахилгаан опирын цэцэрлэгийн ажлыг хариуцахыг хүсч, дуугарч, хүлээн зөвшөөрөх боломжгүй юм.
2. Силикон Sony чанар(t.z. "sonyachny цахиур") - нэг ширхэг шилэнд 99.99% -иас дээш холимог цахиураас гаргаж авсан цахиур нь фотоэлектрик хувиргах төхөөрөмж (дууны батерей) үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.



3. Техникийн цахиур- цэвэр нүүрстөрөгчийн дулааныг шинэчлэх аргаар авсан цахиурын поликристал бүтэцтэй блокууд кварцын чимээ; 98% цахиураар хучигдсан, гол байшин нь нүүрс бөгөөд энэ нь их хэмжээний хөнгөн элементүүд - бор, фосфор, хөнгөн цагаанаар цацагддаг; голчлон поликристалл цахиурыг эзэмшихэд ашигладаг.

Техникийн цэвэршилттэй цахиур (95-98%) нь бал чулуу электродуудын хоорондох цахиурын SiO2-ийн цахилгаан тэсэлгээтэй байдаг. nap_v_dnikovoї tehnіko razrobleno цэвэр, ялангуяа цэвэр цахиур олж авах арга боловсруулах нь холбоос үед. Цэвэр vih_dnih spoluk цахиурын урагш нийлэгжилтийн төлөө z yakikh vityagyat silіkі vіdnovlennya vіdnovlennya аbo termіchnogo razkladannya.
Поликристал цахиур ("полисиликон") - цахиурын хамгийн цэвэр хэлбэр, арилжааны хувьд ашигтай, - техникийн цахиурыг хлорид ба фторын аргаар цэвэршүүлэхэд ашигладаг, моно болон олон талстыг үйлдвэрлэхэд ялсан бүтээгдэхүүн. цахиур.
Уламжлал ёсоор поликристалл цахиурыг техникийн цахиураас салгаж, иогыг силан (моносилан, хлоросилан, фторосилан) цорго руу шилжүүлэх замаар тунгааж, хөрвүүлсэн силаныг цэвэршүүлж, силиконыг металлын силикон болгон шинэчилдэг. .
Цэвэр цахиур дамжуулагчийг хоёр төрлөөр авдаг. поликристалл(SiCl4 эсвэл SiHCl3-ийг цайр эсвэл усаар бэхжүүлэх, SiI4 ба SiH4-ийн дулааны тэлэлт) ба монокристал(Хайлсан цахиураас нэг талстыг тигльгүй хайлах, "ороомоглох" - Цохральскийн арга).

Энд та Czochralski аргыг ашиглан цахиурыг чичиргээ хийж болно.

Чехральскийн арга- талстыг талстыг урин талстыг (эсвэл олон тооны талстыг) авчрах замаар талстжилтын эхлэлээр хайлах их үүрэг гадарга дээрх толгодыг агаарт эргүүлэх замаар чичиргээ хийх арга ) өгөгдсөн бүтэц, талст зүйн чиг баримжаа нь чөлөөт гадаргуугийн хайлмалтай харьцах atsії.

Застосування Цахиур

Тусгай хайлштай цахиурыг цахилгаан дамжуулагч (транзистор, термистор, цахилгаан чичиргээ, тиристор; сансрын хөлөгт ашигладаг Sony фотоэлелүүд, түүнчлэн олон төрлийн зүйл) бэлтгэх материал болгон өргөн ашигладаг.
1-ээс 9 микрон хэмжээтэй урт үсийг өөрчлөх зориулалттай цахиурын просорийн хэлтэрхий, үүнийг хэт улаан туяаны оптикт байрлуулж болно.
Цахиур нь өргөжиж байгаа zastosuvannya бүх газар, өөр өөр байж болно. Металлургийн салбарт Си
хайлсан металлаас исгэлэн (деоксидаци) арилгахад зориулсан vikoristovuetsya.
Цахиур агуулахтанхим болон өнгөт металлын олон тооны хайлш.
Зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлж, элэгний хүчийг сайжруулж, механик хүчийг нэмэгдүүлэхийн тулд дууны цахиурын хайлш; илүү их zmistі Цахиур нь prote viklikati kryhkіst болно.
Хамгийн чухал нь хайлш, зэс, хөнгөн цагааны хайлш, бүсийг өшөө авахад ашиглаж болно.
Цахиурыг шил, цемент, керамик, цахилгаан болон бусад үйлдвэрлэлийн галузаар боловсруулдаг.
Цахиурын цэвэрлэгээ нь нэг электрон төхөөрөмж (жишээлбэл, таны компьютерийн процессор) болон нэг чиптэй микро схемийг үйлдвэрлэхэд чухал ач холбогдолтой.
Цэвэр цахиур, металлургийн цахиурыг талст цахиур болгон цэвэршүүлэхэд ашигладаг цэвэр цахиур нь Sony-ийн эрчим хүчний гол түүхий эд юм.
Нэг болор цахиур - электроникийн болон Sony-ийн эрчим хүчний инженерийн тосыг хийн лазерын толь хийхэд ашигладаг.

Цэвэрлэх цахиур ба йогийн бүтээгдэхүүн

Бие дэх цахиур

Бие дэх цахиур нь хатуу араг яс, эд эсийг гэрэлтүүлэхэд тэргүүлэх байр суурь эзэлдэг янз бүрийн spoluks-ийн нүдэнд байдаг. Ялангуяа цахиураар баялаг далайн замаг (жишээлбэл, диатомын замаг) болон далайн ёроолд цахиурын ислийн хуримтлалаар хатуурсан амьтад (жишээлбэл, цахиурын эвэр хөвөн, радиоляриа) хуримтлагддаг. (IV). Хүйтэн далай, нууруудад цахиураар баялаг биоген луус, халуун орны далайд цахиур багатай луус илүү чухал байдаг. Өвс, шанага, далдуу мод, гэзэг зэрэг нь хуурай газрын ургалтын дунд цахиур их хэмжээгээр хуримтлагддаг. Нурууны амьтдад цахиурын (IV) ислийн оронд үнсэн голд 0.1-0.5%. Шүлтлэг дэх хамгийн олон тооны цахиурын илрэлүүдэд аз жаргалтай даавуу, nirkah, pidshlunkovy vault. Нэмэлт хоолны дэглэмд хүмүүс 1 г хүртэл цахиуртай байдаг. Агаарт цахиурын (IV) исэл их хэмжээгээр агуулагддаг тул энэ нь өвчин үүсгэдэг хүний ​​легенид хэрэглэдэг - силикоз.

Висновок

За тэгээд бүх зүйлээс эхлээд дуустал нь уншиж, бага зэрэг нэвтэрсэн бол амжилтанд хүрэхэд арай дөхөж байна гэсэн үг. Би spodіvayus, Би юу ч биш бичиж, pіst hoch komu нь баталгаа. Хүндэтгэлийн төлөө.

Цахиур. (Цахиур), Si - хим. элементийн үечилсэн системийн бүлгийн IV элемент; цагт. n. 14, цагт. м 28.086. Давирхай гялалзсан талст цахиур хар саарал яриа. Ихэнх тохиолдолд исэлдэлтийн зэрэг илэрдэг - 4, +2 ба +4. Байгалийн цахиур нь 28Si (92.28%), 29Si (4.67%), 30Si (3.05%) тогтвортой изотопуудаас бүрддэг. 4.5 секунд, 2.62 жил, 700 жилийн урвуу задралын хугацаатай 27Si, 31Si, 32Si цацраг идэвхт изотопуудыг татан буулгах. анх 1811 Франц хэлээр харагдсан. химич, физикч Ж.Л.Гей-Люссак ба Франц. химич Л.Ж.Тенар, гэхдээ 1823 онд цөөн тооны таних тэмдэг байдаг Швед, химич, эрдэс судлаач Ж.Я.Берзелиус.

Дэлхийн царцдасын өргөний хувьд (27.6%), цахиур-бусад (исгэлэнгийн дараа) элемент. Мэдэх нь чухал. цахиурын Si02 хэлбэрээр болон бусад исгэлэн илтгэл (силикатууд, aluminosilicates гэх мэт). Шилдэг оюун ухаанд зориулсан тогтвортой салфетка нь алмааз шиг нүүр төвтэй шоо бүтэцтэй, a = 5.4307 A. Үеийн нэвтрэлт 2.35 А. Өргөн нь 2.328 гсм. Өндөр даралттай (120-150 кбар) том утаснууд болон металлын өөрчлөлтүүд рүү очно. 6.7 K-ийн шилжилтийн температуртай металл өөрчлөлт-супер дамжуулагч даралт нэмэгдэж, хайлах цэг нь 15,104 бар ховор даралтаар 810 ° С хүртэл 1415 ± 3 ° С-аас буурдаг). ). Хайлсан үед атом хоорондын холбоог зохицуулах тоо, металлжилт нэмэгддэг. Богино зайн эрэмбийн аморф цахиурлаг шинж чанар нь хүчтэй үүссэн эзэлхүүн төвтэй куб бүтэцтэй, ховор тохиолддог. Дебиевская т-ра нь 645 K. Coef-тэй ойролцоо байна. температурын шугаман тэлэлтийн өөрчлөлт нь туйлын хуулийн дагуу t-ri өөрчлөгдөхөд t-ri 100-аас бага Дарс сөрөг болж, t-ri 80 К-д хамгийн бага (-0.77 10 -6) градус -1 хүрэх; t-rі 310 К дарс 2.33 10-6 градус-1, t-rі 1273 K-4.8 10 градус-1 байна. хайлуулах дулаан 11.9 ккал/г-атом; tkіp.3520 K.

Хайлах температурт сублимация ба ууршилтын дулаан нь 110 ба 98.1 ккал/г-атом юм. Цахиурын дулаан дамжуулалт ба цахилгаан дамжуулах чанар нь талстуудын цэвэр байдал, нягтралд оршдог. Zі rostannyam t-ri coef. цэвэр K.-ийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүр аажмаар нэмэгдэж (t-ri 35 К-д 8.4 кал/см X X сек хүртэл), дараа нь өөрчлөгдөж, t-ri vіdpovidno 300 ба 1200 К-д 0.36 ба 0.06 кал/см сек градус хүрнэ. Энтальпи, энтропи ба дулааны багтаамж K. стандарт оюун ухаанд энэ нь 770 кал/г-атом, 4.51 ба 4.83 кал/г-атом - градустай тэнцүү байна. Цахиурын диамагнит, соронзон мэдрэг чанар хатуу (-1.1 10 -7 му/г), ховор (-0.8 10 -7 му/г). Цахиур нь t-ri-д сул хуримтлагддаг. Ховор К.-ийн гадаргуугийн энерги, зузаан, кинематик зуурамтгай чанар хайлах температурт 737 эрг/см2, 2.55 г/см3, 3 10 м2/сек болдог. t-p 300 K. - t-p 0 1.08 u үед 1.15 ev хашаа бүс өргөн нь ердийн талст цахиур дамжуулагч нь өрөөний температурт, нойтон тээвэрлэх хураамжийн агууламж 1.4 10 10 см-ийн ойролцоо байна - 3;

Цахиурын хүч нь байшингуудын шинж чанар, төвлөрөл, мөн болор төгс төгөлдөр байдлаас шалтгаалж унадаг. otrimannya napіvprovіdnikovogo Do нь бөгж. r ба n төрлийн йог хийхдээ тэдгээрийг IIIb (бор, хөнгөн цагаан, галлий) ба Vb (фосфор, мишяк, сурьма, висмут) дэд бүлгийн элементүүдтэй нэгтгэж, хүлээн авагч болон донор rіvnі-д sukupnіst vіdpovіdno үүсгэдэг. , бүсүүдийн кордонуудын ойролцоо roztashovannyh. Vicorist хайлшийн хувьд бусад элементүүд (жишээлбэл,) ийм хэлбэртэй байдаг. glybokі rivnі, yakі obumovlyuyut булшлах болон nosesіїv хураамжийг дахин нэгтгэх. Tse нь өндөр цахилгаантай материалыг авах боломжийг олгодог. дэмжлэг (t-rі 80 K-д 1010 ом см) нь бага зэргийн элэгдлийн цэнэгийн суурийн жижиг гурвалсан байдал нь өөр өөр барилга байгууламжийн тоог нэмэгдүүлэхэд чухал ач холбогдолтой юм. Коэффицент цахиур бүхий дулааны цахилгаан эрчим хүч нь зүгээр л t-ri болон байшингийн газар, zbіlshyuyuchi zі zrostannym elektroopor (p = 0.6 ом - см, а = 103 микровольт / мөндөр) хадгалсан байх ёстой. Цахиурын диэлектрик нэвтрэлт (vіd 11-ээс 15) агуулахад сул хадгалагдаж, монокристалын нягт нямбай байдаг. Цахиурын оптик шаварлаг байдлын хуулиуд нь цэвэршилт, концентраци, амьдралын согогийн шинж чанар, түүнчлэн урт наслалтын өөрчлөлтөөс шалтгаалан ихээхэн өөрчлөгддөг.

Цахилгаан соронзон коливаны шууд бус шавралтын кордон нь 1.09 евро, шууд шаварлаг нь 3.3 евро хүртэл байдаг. Хагарлын нарийн төвөгтэй үзүүлэлтийн параметрүүдийн спектрийн харагдах бүсэд (n - ik) байшингийн гадаргуу дээр аль хэдийн хэвтэх боломжтой. Ялангуяа цэвэр Do. (цагтλ \u003d 5461 A ба t-re 293 K) n \u003d 4.056 ба k \u003d 0.028. Электроникийн роботын гаралт 48 евро дөхөж байна. Цахиурын чиг хандлага. Moos-ийн хувьд його хатуулаг (t-ra 300 K) - 7; HB = 240; HV y \u003d 103; I = 1250 кгс / мм2; нормативын модуль, уян хатан чанар (поликристал) 10890 кгс/мм2. Кристалын гүнд хэвтэх ашигт малтмалын хооронд: Вигин дээр гүн нь 7-14; коэф. Хатуу байдал 0.325 1066 см2/кг.

Өрөөний температурт цахиур нь хийтэй төстэй (үүнд) болон хатуу урвалжуудтай бараг харьцдаггүй, krіm lіv. t-ri-г хөдөлгөх үед металл ба металл бус идэвхтэй харилцан үйлчлэл байдаг. SiC карбид (1600 К температурт), Si3N4 нитрид (тем. 1300 К), фосфид SiP (тем. 1200 К) болон арсенид Si As, SiAS2 (1000 К температурт) уусдаг Zocrema. 700 К температурт исгэлэн урвал, унтраах Si02 давхар исэл, галогентэй - SiF4 фтор (300 К-ээс дээш температурт), SiCl4 хлорид (500 К-ээс дээш температурт), SiBr4 бромид (температурт) 700 K) i SiI4 зангилаа (mp 1000 дээр). Бусад олон хүмүүстэй эрчимтэй хариу үйлдэл үзүүлж байна. металлууд, тэдгээрийг хи химээр орлуулахад хатуу ялгааг бий болгодог. хагас тал дээр - силицид. Хатуу сарнайн нэг төрлийн концентраци нь сарнайн шинж чанараас хамааран үүсдэг (жишээлбэл, Nimechchin 0-100%, намар 15% хүртэл, альфа цирконид 0.1% -иас бага).

Хатуу цахиур дахь металл ба металл бус хоёрын ялгаа нь мэдэгдэхүйц бага бөгөөд ретроград сонсогддог. Ямар хилээр, байшин биш, До-д юу хийж байна. тийм ч гүн биш, дээд талдаа хүрнэ ( 2 10 18 , 10 19 , 2 10 19 , 1021, 2 10 21 см) талбай t-r vіd 1400-аас 1600 K. Гүн rіvenny vіdznyayutsya бага зэрэг жижиг rozchinnіstyu нь байшин (vіd 1015 селен болон zalіza нь 5 10 16 хүртэл 7 10 17 никель болон 10 18 см-3 midi). Ховор гангийн хувьд цахиур нь энгийн металлаар хүрээлэгдсэн байдаггүй, ихэвчлэн дулааныг маш сайн харуулдаг. Цэвэр цахиур нь 99% Si і - 0.03% Fe, Al і Co), цахилгаан зууханд кварц, нүүрсээр зөөлрүүлсэн техникийн бүтээгдэхүүнээс бэлтгэгддэг. Тэнд (нийлбэр давс, сирчаной, дараа нь фтор-ус, сирчаной) байшингуудыг шинэ амьсгалаар эхлүүлж, дараа нь бүтээгдэхүүнийг (99.98%) авч, хлороор эмчилнэ. Синтезийг нэрэх замаар цэвэршүүлдэг.

Цахиур дамжуулагчийг SiCl4 хлорид (эсвэл SiHCl3) -тай хамт усанд эсвэл SiH4 гидридийн дулааны тэлэлттэй хослуулан хэрэглэдэг. Үлдэгдэл цэвэршүүлэх, монокристалыг нунтаглах ажлыг тигельгүй бүсийн гөлгөр аргаар эсвэл Цочральскийн аргаар, ялангуяа цэвэр шүүсийг (байшинд 1010-1013 см-3 хүртэл) харгалзан cf\u003e 10 3 ом см-ээр гүйцэтгэдэг. шаардлагатай байшингийн тооны тунг оруулах. 2-4 диаметртэй, 3-10 см урттай цилиндр хэлбэрийн тосыг ингэж бэлддэг.Тусгай зориулалтын. зорилго нь бүр илүү монокристал үйлдвэрлэх явдал юм. Техникийн цахиур, ялангуяа хүчиллэг ган, хайлш зэрэг давсны уусмалаас його хайлш, түүнчлэн хөнгөн нэмэлтүүд. Ялангуяа цэвэр zrazki нэг талст K., янз бүрийн элементүүдээр баяжуулсан, янз бүрийн бага гүйдэл (зокрема, термоэлектрик, радио, гэрэл- болон фототехникийн) болон өндөр гүйдлийн (чичиргээ, хувиргах) хавсралт суурь болгон ашиглаж байгаа нь мэдэгдэж байгаа.

Цахиур ба цахиур

Цахиурыг металл бус руу авчирдаг бөгөөд 4 электрон нь ижил энергийн түвшинд байж болно. Vіn vіddavati їх, исэлдэлтийн үе шатыг + 4 харуулж, электрон нэмж, исэлдэлтийн үе шатыг харуулсан - 4. Гэсэн хэдий ч цахиурт электрон нэмэх чадвар нь нүүрстөрөгчөөс хамаагүй бага юм. Цахиурын атомууд нь том радиус, бага нүүрстөрөгчийн атомтай байж болно.

Цахиурын талаархи байгалийн мэдлэг .

Байгаль дахь өргөтгөлүүдийн цахиур нуман . массын 26% -иас дээш уналтын її хэсэг тутамд газрын улаанбурхан. Дарсны өргөний хувьд өөр газар (исгэлэн болсны дараа) суу. vіdmіnu дээр vіd vіd uglec C vіlny stіnі vіrіdі үгүй ​​биш zustrichaetsya. Төрөл бүрийн химийн найрлага, голчлон цахиурын исэл (IV) болон цахиурын хүчлийн давс (силикат) -ын янз бүрийн өөрчлөлтүүд агуулахад ордог.

Цахиурт дурлах .

Техникийн цэвэршилттэй үйлдвэрийн цахиур (95 - 98%) нь SiO зонхилдог. 2 шарах үед цахилгаан зууханд кокс:

SiO 2 + 2C \u003d Si + 2CO

SiO 2 + 2Mg \u003d Si + 2MgO

Ийм байдлаар бор өнгийн аморф цахиурын нунтагыг байшингаас авдаг. Металл хайлуулах (Zn, Al) дахин талстжилтыг болор тээрэм рүү шилжүүлж болно.

Цахиурын тетрахлорид, тэр ч байтугай өндөр цэвэршилттэй ч цахиурын тетрахлорид SiCl-д 1000 ° C-д ашиглагддаг. 4 хос цайр:

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

Тусгай аргуудын дагуу йог цэвэрлэх.

Физик Химийн хүчцахиур.

Цэвэр талст цахиур - уян хатан, хатуу, сул налуу. Алмаз шиг ковалент төрлийн холбоо бүхий куб болор тортой. Його хайлах цэг 1423 ° C. Хамгийн агуу хүмүүсийн хувьд цахиур идэвхгүй элемент нь зөвхөн фтортой урвалд ордог боловч халах үед янз бүрийн химийн урвалд ордог.

napіvprovіdnikovіy tehnіtsі нь үнэ цэнэтэй материал болгон Yogo vikoristovuyut. Дарсны бусад дамжуулагчтай хослуулсан нь шингэрүүлсэн хүчлүүдийн эсрэг мэдэгдэхүйц эсэргүүцэлтэй, 300 ° C хүртэл цахилгаан эсэргүүцэх чадвараараа ялгагдана. Техникийн цахиур ба ферросиликон використ нь металлургийн салбарт халуунд тэсвэртэй, хүчилд тэсвэртэй, багажны ган, чавун болон бусад баялаг хайлшийг үйлдвэрлэдэг.

Цахиурын металлуудтай хими, Магнийн силицид гэж нэрлэгддэг, магнигаар халаахад магнийн силицид уусдаг.

Si + 2Mg = Mg 2 Si

Энэхүү давамгайллын бүтцийн ард байгаа металлын силицидүүд нь карбидыг урьдчилан таамаглаж байгаа тул металл төст карбидын нэгэн адил металл төст силицидүүд нь маш хатуулаг, өндөр хайлах цэг, халуун цахилгаан дамжуулах чанараараа ялгагдана.

Сумиш пискуг кокстой цахилгаан зууханд шарахдаа цахиурын карбид ба нүүрстөрөгчийг цахиурын карбид буюу карборундтай холино.

SiO2 + 3C = SiC + 2CO

Карборунд бол галд тэсвэртэй, барзгар хатуу хэллэг, үнэ цэнэтэй зүлгүүр, дулаан материал юм. Карборунд, сарлаг би, має атомын талст үнэгүй. Цэвэр станц дээр тусгаарлагч байдаг, гэхдээ байшин байгаа үед энэ нь дамжуулагч болдог.

Цахиур сарлаг i , цахиурын исэл (II) SiO ба цахиурын исэл (IV) SiO гэсэн хоёр ислийг уусгана. 2 . Цахиурын исэл (IV) нь чөлөөт оронд байгальд өргөн тархсан хатуу галд тэсвэртэй хэллэг юм. Зөвхөн ус эсвэл фторын хүчил дэх фтор ба хийтэй төстэй фтортой харилцан үйлчилдэг химийн тогтвортой яриа:

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

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

Урвалыг шууд зааж өгөх нь цахиур нь фторын хувьд маш их спорид шинж чанартай байдагтай холбон тайлбарлаж байна. Үүнээс гадна цахиурын тетрафтор нь нисдэг яриа юм.

At tekhnіtsі prozoriya SiO 2 Тогтвортой галд тэсвэртэй кварц хавтанг бэлтгэх vykorovuyut нь эелдэг байдлаар хэт ягаан туяаны өөрчлөлтийг алддаг тул температурын мэдэгдэхүйц өөрчлөлтийг харуулсан тэлэлтийн гайхалтай коэффициенттэй байж болно. Цахиурын исэл (II) триполигийн аморф өөрчлөлт нь маш их сүвэрхэг. Чичиргээт динамит (хамар vibukhovo яриа) гэх мэт дулаан, дуу чимээ тусгаарлагч болгон Yogo vikoristovuyut. Чичиргээт дуу чимээ дэх цахиурын (IV) исэл нь гол зүйлүүдийн нэг юм өдөр тутмын материал. Энэ нь галд тэсвэртэй, хүчилд тэсвэртэй материал, ган, металлургийн урсгал гэх мэт үйлдвэрлэлд ялалт байгуулдаг.

Молекулын томъёоны дагуу нүүрстөрөгчийн исэл (IV) ба цахиурын исэл (IV) -ийн химийн болон физик хүчийг хооронд нь тохируулахад хялбар байдаг бөгөөд тэдгээрийн хүч нь ижил төстэй байдаг. химийн агуулахз'еднан raznі. Цахиурын исэл (IV) нь зөвхөн SiO молекулуудаас үүсдэггүй гэж яагаад тайлбарлав 2 , тухайлбал s їх холбоотнууд, тэдгээрийн заримд нь цахиурын атомууд исгэлэн атомуудаар нийлдэг. Цахиурын (IV) исэл (SiO 2 )n. Талбай дээрх зураг:

Д.И-ийн үечилсэн системийн IV бүлгийн (IVA бүлэг) толгой дэд бүлгийн элементүүдийн өөр нэг төлөөлөгч. Менделиев - цахиур Si.

Байгальд цахиур нь хүчлийн өргөний өөр нэг химийн элемент юм. Його сполукаас дэлхийн царцдас улирал тутам улам бүр нугалж байна. Хамгийн өргөн тархсан цахиур бол цахиурын исэл (IV) SiO 2, нөгөө нэр нь цахиур юм. Байгальд дарсыг кварцын эрдэс бодисоор (жижиг 158), олон төрлийн - гирский болор, мөн алдартай голт борын хэлбэр - аметист, түүнчлэн оникс, опал, хаш, халцедон, карнелиан хэлбэрээр хийдэг. virobnі болон мансууруулагч чулуу. Цахиурын (IV) исэл нь мөн гайхалтай, кварцын элснээс тогтдог.

Мал. 158.
Доломитоор огтлолцсон кварцын талстууд

Цахиурын исэл (IV) дээр үндэслэсэн гурван өөр ашигт малтмал (цахиур, халцедон болон бусад) анхны хүмүүсбэлтгэсэн znaraddya pracі. Яг л үл анзаарагдам, чулуунаас нарийхан биш, vіtsі чулууны овоохой тавих нь - vіtsі kremіnyh znaryad pratsі (Зураг 159). Цахиур чулууны өргөн, олдоц, мөн хэр хурц ирмэгтэй барилга байгууламж барих зэрэг хоёр шалтгаан бий.

Мал. 159.
Знаряддя чулуу vіku

Цахиурын өөр нэг төрлийн байгалийн материал бол силикат юм. Тэдгээрийн дотроос алюминосиликатуудын хамгийн том өргөн байдаг (эдгээр силикатууд нь хөнгөн цагааны химийн элементийг орлож чадна гэж ойлгогдсон). Боржин чулууг алюминосиликатад нэмж, өөр харахшавар, гялтгануур. Хөнгөн цагааны өшөөг авдаггүй силикат, жишээлбэл, салют үйлдвэрлэхэд ашигладаг асбест.

Цахиурын исэл (IV) SiO 2 нь тариаланчид болон амьтдын амьдралд зайлшгүй шаардлагатай. Дарс нь амьтдын roslin болон zahisnymi хөшигний ишийг өгдөг (Зураг 160). Завдяки ёму дараалал, дараалал, гэзэг нь уут шиг, гострийн навчит шанаг зүссэн, хутга шиг, налуу тал дээр сүрэл, толгой шиг, тариан талбайн талбайд эрдэнэ шишийн талбайг зөвшөөрдөггүй мицнагийн шалан дээр тарианы иш. банз болон салхинд хэвтэх . Луска хавирга, комын хясаа, крилл метелик, pir'ya ptahiv і mіtsnі-ийн амьтдын ноос, oskіlki цахиурыг цохино.

Мал. 160.
Цахиурын (IV) оксид нь розлины иш болон амьтдын амьсгал давчдах муруйлтад эрдэс бодис өгдөг.

Z'ednannya цахиур нь хүний ​​үс, хумсанд толигор зөөлөн байдлыг өгдөг.

Цахиур нь цахиураар араг ясны гоо үзэсгэлэнгийн цаана тэдний төгс бус байдлыг бий болгож байгаа мэт амьд бодисын хамгийн доод хөхний диатом ба радиолярын доод амьд организмын агуулах руу орж, орох болно (Зураг 161).

Мал. 161.
Диатом (а) ба радиоляриан (б) араг яс нь цахиураас тогтдог

Цахиурын давамгайлал. Та Sony-ийн батерейтай микро тооцоолуур ашиглаж байгаа тул талст цахиурын тухай мэдэгдэл байна. Tse napіvprovіdnik. vіdmіnu vіd metalіv дээр іz pіdvishennyam температур Yogo elektroprovіdnіst zbіshuєtsya. Хиймэл дагуулууд, сансрын хөлөг, станцууд болон dahah budinkiv (жижиг 162) дээр Sony-ийн эрчим хүчийг цахилгаан болгон хувиргадаг Sony батерейг суурилуулдаг. өмхий үнэр нь napіvprovіdnikіv талстууд, анхны хар цахиур чулуугаар ажилладаг. Цахиурын фотоселлүүдийг шаварлаг Sony-ийн эрчим хүчний 10% хүртэл цахилгаан болгон хувиргах боломжтой.

Мал. 162.
Dahu лангууны унтдаг зай

Хүчиллэгт шатдаг цахиур нь цахиурын ислээр (IV) ханадаг.

Цахиур нь металл бус тул халах үед цахиурын уусмалаар металлуудтай нийлдэг, жишээлбэл:

Цахиур нь ус эсвэл хүчилтэй амархан тархдаг тул хий шиг ус шиг цахиур - силаныг олж харвал:

Нүүрс усны гадаргуу дээр гадаргуу дээрх силан өөрөө ууссан цахиурын исэл (IV) болон усаар шатдаг.

Силан ба метан CH 4-ийн хоорондох урвал нэмэгдэж байгаа нь цахиурын атомын тэлэлт илүү том, нүүрстөрөгчийн хувьд бага байдаг тул Si-H химийн холбоо бага, C-H холбоо бага байдагтай холбон тайлбарлаж байна.

Цахиур нь нугын төвлөрсөн усны өөрчлөлттэй харилцан үйлчилж, силикат болон ус үүсгэдэг:

Цахиур нь цахиурын исэл (IV) магни эсвэл нүүрстөрөгчтэй төстэй:

Цахиурын исэл (IV), эсвэл цахиурын давхар исэл, эсвэл цахиур SiO 2 сарлаг і CO 2 є хүчиллэг исэл. Гэсэн хэдий ч CO2-ийн гадаргуу дээр молекул, гэхдээ атомын талст тор байдаг. Үүний тулд SiO 2 нь хатуу бөгөөд галд тэсвэртэй яриа юм. Дарс нь цахиурын хүчил - силикатуудын ууссан давс бүхий нуга бүхий өндөр температурт усны хүчил, гидрофторын цөцгий, зуун настын хувьд ялгаатай байдаггүй.

Цахиурыг мөн цахиурын ислийг (IV) металлын исэл эсвэл карбонаттай хайлшлахад ашиглаж болно.

Натрийн силикат ба калийг жижиглэнгийн хавтангууд гэж нэрлэдэг. Їх усан хангамж- Силикат цавуу хэрэглэх нь сайн.

Цахиурын хүчил H 2 SiO 3 (Зураг 163):

Мал. 163. Силикат-ионтой хүчиллэг урвал

Мөн H2SiO3 нь сул хүчил юм. Энэ нь усанд үл нийцэх бөгөөд бүслэлтийн шороог харахад урвалын үймээн самуунаас унадаг бөгөөд энэ нь заримдаа зөрүүг бүхэлд нь шахаж, хатуу масс болгон хувиргаж, би вазелин, вазелин руу явдаг. Масийг өлгөх үед өндөр сүвэрхэг яриа - цахиурын гель үүсдэг бөгөөд үүнийг шингээгч болгон өргөн ашигладаг - бусад ярианы шавар.

Лабораторийн гэрчилгээ No40
Цахиурын хүчлийг эзэмшиж, эрх мэдлийг зөвтгөдөг

Цахиурын тарилга. Цахиурыг дамжуулагч материал, түүнчлэн хүчилд тэсвэртэй хайлш үйлдвэрлэхэд ашигладаг гэдгийг та аль хэдийн мэддэг болсон. Кварцын элсийг өндөр температурт ноосоор хайлуулах үед цахиурын карбид SiC уусдаг бөгөөд энэ нь зөвхөн алмаазанд байдаг. Тиймээс rіztsіv metalorіzalnyh verstatіv хурцалж, үнэтэй чулууг өнгөлөхийн тулд vicorate хийх шаардлагатай.

Хайлсан кварцаас өндөр температурт тэсвэрлэх чадвартай, хүйтэнд хагардаггүй янз бүрийн химийн кварцын таваг бэлтгэдэг.

Z'ednannya цахиур є нь агуулахыг цемент болгон хувиргах үндэс суурь юм.

Zvichayne алдаа томьёо Na 2 O CaO 6SiO 2 илэрхийлж болно агуулах, байж болно. Тусгай зууханд хайлуулсан сумиш сод, вапняк, пишка бүхий його түрдэг.

Vіdmіnna будаа skla - агуулах баригдсан үед хадгалагдаж байгаа шиг хэлбэр мөн эсэх нь хайлсан ган хавагнах нь zdatnіst rozm'yakshuvatisya і. Үүний үндсэн дээр сав суулга, бусад эд зүйлсийг хийдэг.

Dodatkovі yakosti sklu нь өөр өөр нэмэлтүүдийг өгдөг. Тиймээс, хар тугалганы ислийг нэвтрүүлэх нь болор тунгалаг өнгөтэй болж, хромын исэл ногоон өнгөтэй, кобальтын исэл цэнхэр өнгөтэй, гэх мэт (Зураг 164).

Мал. 164.
Өнгөт агуулахын бүтээгдэхүүн

Скло бол хүмүүсийн хамгийн эртний дарс үйлдвэрлэгчдийн нэг юм. Аль хэдийн 3-4 ев. Энэ шалтгааны улмаас Египет, Сири, Финики, Хар тэнгист дайн эхэлсэн.

Sklo - ижил материал нь remіsnikіv-ээс багагүй, бас уран бүтээлчид юм. Мастер төгс төгөлдөр байдлын хамгийн дээд түвшинд хүрсэн Эртний Ром, тэд мозайкныхаа өнгөт налуу, ажлыг арилгаж чадсан мэт.

Мал. 165.
Шартр дахь Нотр Дам сүмийн будсан шилэн цонхны өнгөт шил

агуу музейн obov'yazkovymi шинж чанар бүхий агуулахаас урлагийн бүтээлийг бий болгох, мөн сүмийн өнгөлөг витраж, мозайк хавтан - энэ нь тод өгзөг (Зураг. 165). ОХУ-ын ШУА-ийн Санкт-Петербург дахь салбарын нэг байранд Петр I, ялагч М.В.Ломоносовын мозайк хөрөг байдаг (Зураг 166).

Мал. 166.
Петр I-ийн мозайк хөрөг

Түгжрэл ихтэй газрууд нэлээд том. Tse vikonne, plyashkove, lampov, dzerkalne sklo; оптик налуу - нүдний шилнээс камерын шил хүртэл; үл ялгагдах оптик төхөөрөмжүүдийн линз - микроскопоос телескоп хүртэл.

Хоёр дахь хамгийн чухал материал болох цахиур дээр суурилсан бүрээс нь цемент юм. Його нь тусгай зууханд ороосон шавар, вап жигнэхэд ашиглагддаг.

Цементийн нунтаг устай холилдсон бол цемент нь бат бөх тогтдоггүй, өөрөөр хэлбэл, сэрүүлэгтэй цаг гэж нэрлэдэг цемент rozchin нь алхам алхмаар хатуурдаг. Цемент эсвэл буталсан чулуунд бетон нэмэхдээ дээд давхарга шиг бетоныг авах хэрэгтэй. Бетоны материаллаг байдал улам бүр нэмэгдэж байгаа тул шинэ хүрээг шинээр нэвтрүүлж байна - цутгамал бетон гарч ирдэг бөгөөд үүнээс хавтангийн хана, давхцлын блок, ферми гүүр гэх мэт зүйлсийг хийдэг.

Тус агуулах нь цементийн үйлдвэрлэл эрхэлдэг силикат үйлдвэрлэл. Вон мөн силикат керамик үйлдвэрлэдэг - цэглю, шаазан (жижиг 167 ширхэг), фаянс, тэдгээрээс бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэдэг.

Мал. 167.
Шаазан сортууд

Vіdkrittya цахиур. Эрт дээр үед хүмүүс цахиурын хэрэглээнд ихээхэн ялалт байгуулж байсан ч цахиурыг өөрөө 1824 онд Шведийн химич Я.Я.Берзелиус анх авчээ. Гэсэн хэдий ч шинэ цахиур чулуу болохоос 12 жилийн өмнө Ж.Гэй-Люссак, Л.Тенард нарыг аваачиж, але вин дуже забруднений байшингуудыг авчээ.

Латин нэр нь цахиур нь латин silex-цахиур чулуу гэсэн үгнээс гаралтай. Оросын "цахиур" нэр нь хушга кремностой төстэй - "skel, skel".

Ойлгомжтой шинэ үгс

1. Цахиурын байгалийн эх үүсвэр: цахиур, кварц болон бусад сортууд, цахиур, алюминосиликат, асбест.
2. Цахиурын биологийн ач холбогдол.
3. Цахиурын давамгайлал: napіvprovіdnikovі, исгэлэн, металл, нугатай харилцан үйлчилдэг.
4. Силан.
5. Цахиурын (IV) исэл. Иог Будова ба хүч: нуга, үндсэн исэл, карбонат, магнитай харилцан үйлчлэл.
6. Цахиурын хүчил ба її давс. Розчинне сло.
7. Zastosuvannya цахиур, його хагас.
8. Скло.
9. Цемент.

өдрийг нэрлэ

Байгальд ихэвчлэн цахиур нь цахиурын давхар исэл (IV) SiO 2 (дэлхийн улаанбурханы массын 12 орчим хувь) дээр үндэслэсэн суурь болох цахиур шиг харагддаг. Цахиурын давхар ислээр унтрах үндсэн эрдэс, чулуулаг нь гинж (баялаг ба кварц), кварц ба кварцит, цахиур, полов_шпа юм. Цахиур ба алюминосиликат нь байгаль дээрх өргөний дагуу өөр хоорондоо нугалж байна.

Цэвэр цахиур нь төрөлх төрхөөрөө чухал болохыг нэг нэгээр нь тэмдэглэж байна.

Отримання

Үйрмэг цагаан пискуг (цахиурын давхар исэл) магнитай шарах үед цахиур гарч ирнэ.

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

Та юун дээр тогтдог вэ аморф цахиур , юу нь хүрэн нунтаг шиг харагдаж болно.

Аж үйлдвэрийн хувьд цахиурын техникийн цэвэр байдлыг босоо амны төрлийн хүдэр-дулааны зууханд 1800 ° C-ийн температурт SiO 2-ийг коксоор хайлуулах замаар олж авдаг. Ийм агуулгаар арилгасан цахиурын цэвэршилт 99.9% хүрч чадна (гол байшин нь нүүрс, металл).

Та байшингаас цахиурыг цэвэршүүлэхээс холдож болно.

• Лабораторийн угаалгын өрөөнд цэвэршүүлэх ажлыг магнийн цахиур Mg 2 Si агуулсан урд талын замаар хийж болно. Бид хийтэй төстэй моносилан SiH 4-ийг арилгахын тулд нэмэлт давсны эсвэл октит хүчлийн магнийн цахиурыг өгсөн. Моносиланыг цэвэршүүлэх, сорбцлох болон бусад аргаар цэвэршүүлж, дараа нь 1000 ° C-ийн температурт цахиур, усан дээр байрлуулна.

• Цахиурыг үйлдвэрлэлийн хэмжээнд цэвэршүүлэх нь цахиурыг завсрын бус хлоржуулах замаар явагддаг. Үүний тусламжтайгаар агуулахын хагас атираа SiCl 4, SiHCl 3, SiH 2 Cl 2 уусдаг. Їх өөр аргаарбайшинг цэвэрлэх (дүрмээр, нэрэх, пропорциональ байдлаар) ба эцсийн шатанд 900-1100 ° C температурт цэвэр ус нэмнэ.

• Цахиур цэвэршүүлэх илүү хямд, цэвэр, илүү үр ашигтай үйлдвэрлэлийн технологийг боловсруулж байна. 2010 оны хувьд тэдгээрийн өмнө цахиурыг валют фтороор (хлорыг орлуулах) цэвэршүүлэх технологийг нэвтрүүлэх боломжтой; нэрэлтийг цахиурын дутуу исэлд шилжүүлэх технологи; болор хоорондын зааг дээр төвлөрдөг будсан шилэн байшинд суурилсан технологиуд.

Vmіst domіshok үед эцсийн цахиур нь масс тутамд 10 -8 -10 -6% хүртэл бууруулж болно. Цэвэр цахиурын тэжээллэг байдлын талаархи бусад тайланг Поликристал цахиур нийтлэлд авч үзсэн болно.

Микола, Миколайович Бекетовын цэвэр хэлбэрээр цахиурыг задлах арга.

Физик хүч

Цахиурын болор тор нь алмаз шиг шоо хэлбэртэй нүүр төвтэй, параметр a = 0.54307 нм (д өндөр шилбэцахиурын бусад полиморф өөрчлөлтийг арилгах), гэхдээ Si-Si атомуудын хооронд илүү том холбоосоор дамжуулан zv'azku S-Sцахиурын хатуулаг нь алмазынхаас хамаагүй бага байдаг. Цахиур хагарч, зөвхөн 800 ° C-д халаахад энэ нь хуванцар хэллэг болдог. infrachervonogo viprominyuvannya ын dozhini khvili 1.1 микрон нь Vіn prozory. Цэнэг дэх хамрын нойтон концентраци нь 5.81 10 15 м-3 (300 К-ийн температурт).

Цахилгаан физикийн хүч

Нэг талст хэлбэрийн энгийн цахиур нь шууд бус цоорхойтой дамжуулагч юм. үед хашаатай талбайн өргөн өрөөний температурхадгалах 1.12 эВ, T \u003d 0 K - 1.21 эВ. Хэвийн оюун ухаанд зориулсан цахиур дахь нойтон цэнэг зөөвөрлөгчдийн концентраци 1.5·10 10 см -3 дөхөж байна.

Талст цахиурын цахилгаан эрчим хүч дээр асар их хүн амын шилжилт хөдөлгөөн нь харанхуйд тэнүүчлэх байшингуудыг барьдаг. Гүн дамжуулах чанар бүхий цахиурын талстыг гаргаж авахын тулд бор, хөнгөн цагаан, галли, индий зэрэг III бүлгийн элементүүдийн атомуудыг цахиурт оруулна. Цахиур руу электрон дамжуулалт бүхий цахиураас талстыг гаргаж авахын тулд атомуудыг оруулна V-ї элементүүдфосфор, миш'як, сурма зэрэг бүлгүүд.

Цахиурын үндсэн дээр электрон төхөөрөмжийг угсрахдаа гадаргуугийн бөмбөгийг материалд (хэдэн арван микрон хүртэл) бэхлэх нь чухал тул болорын гадаргуугийн чанарыг цахиурын цахилгаан статик хүчийг нэмж, бэлэн багажийн хүч дээр. Тодорхой төхөөрөмжүүдийг угсрах явцад vicoous нэмж, гадаргууг өөрчлөхөд хэрэглэдэг, жишээлбэл, гадаргууг янз бүрийн химийн бодис, її oprominennya бүхий цахиураар бүрсэн байна.

Химийн хүч

Нүүрстөрөгчийн атомуудтай адил цахиурын атомууд нь орбиталуудын sp 3 - эрлийзжилтээр тодорхойлогддог. Гибридизацитай холбосон үед цэвэр талст цахиур нь алмааз шиг мөхлөгүүдийг үүсгэдэг бөгөөд цахиур нь хотивент шинж чанартай байдаг. Үүний зэрэгцээ цахиурын дуу чимээ нь +4 эсвэл -4 исэлдэлтийн төлөвтэй chotivalent элемент хэлбэрээр илэрдэг. Zustrichayutsya хоёр валентын хагас цахиур, жишээ нь, цахиурын исэл (II) - SiO.

Энгийн хүмүүсийн хувьд цахиур нь химийн идэвхгүй бөгөөд зөвхөн хийтэй төстэй фтортой идэвхтэй урвалд ордог бөгөөд дэгдэмхий цахиур тетрафторид SiF4 уусдаг. Цахиурын ийм "идэвхгүй байдал" нь нано хэмжээтэй цахиурын давхар ислийн бөмбөлгийн гадаргууг идэвхгүйжүүлсэнтэй холбоотой бөгөөд энэ нь исгэлэн, дахин дахин ус (усны уур) байх үед сөрөг тунадас үүсдэг.

ууссан SiO 2 давхар ислээр хүчиллэгжүүлэх, процесс нь гадаргуу дээрх давхар ислийн бөмбөлөгний хэмжээ ихсэх, исэлдэлтийн процессын тогтвортой байдал нь атомын хүчил ба крио хадгалалтын давхар ислийн тархалтаар хязгаарлагддаг.

400-500 хэмээс дээш температурт халах үед цахиур нь хлор, бром, иодтой урвалд ордог - амархан дэгдэмхий тетрахалидууд SiHal 4, магадгүй галогенийг атираат агуулахад шингээдэг.

Устай дундгүй цахиур нь урвалд ордоггүй, харин усны цахиуртай - Si n H 2n + 2 томьёотой силанууд нь шууд бус замтай байдаг. Monosilane SiH 4 (йогог ихэвчлэн зүгээр л силан гэж нэрлэдэг) нь металлын силицидийн хүчилтэй харилцан үйлчлэлцэх үед ажиглагддаг, жишээлбэл:

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

Энэ урвалд уусдаг SiH 4 силан нь байшин болон бусад силан, зокрем, Si 2 H 6 дисилан ба Si 3 H 8 трисилан, зарим ланцет дахь цахиурын атомуудад дан холбоогоор холбогддог (- Si -Si-Si- ).

Цахиур нь 1000 ° C-ийн ойролцоо температурт азот, бортой урвалд орж, нитрид Si 3 N 4, дулааны болон химийн хувьд тогтвортой boride SiB 3, SiB 6, SiB 12-ийг уусгана.

1000 ° C-аас дээш температурт өндөр хатуулаг, химийн идэвхжил багатай байдаг нүүрстөрөгч - цахиурын карбид SiC (карборунд) -ын үечилсэн хүснэгтийн хамгийн ойр аналог болох цахиурыг ашиглах боломжтой. Карборундыг зүлгүүрийн материал болгон өргөн ашигладаг. Гэсэн хэдий ч үүнтэй холбоотойгоор цахиурын хайлалтыг (1415 ° C) нүүрстэй гурван цагийн турш холбож, изостатик шахалтын нунтагласан нарийн ширхэгтэй бал чулууны том хэсгүүдийг харж, бараг өөрчлөгдөөгүй бөгөөд үлдсэн хэсэгт нь саад болохгүй.

4-р бүлгийн доод элементүүд (Ge, Sn, Pb) нь бусад ихэнх металлын нэгэн адил цахиураар бүрээгүй байдаг. Цахиур ба металлаар халах үед тэдгээрийн хагас бүрхүүл буюу силицид үүсч болно. Цахиурыг хоёр бүлэгт хувааж болно: ион-ковалентын цахиур (шалбагар, шалбааг металл ба магнийн төрлийн Ca 2 Si, Mg 2 Si ба in) ба металл төстэй (шилжилтийн металлын силицид). Идэвхтэй металлын силицидийг хүчлийн шингэрүүлэлтийн дор тавьдаг; Металлтай төстэй цахиурууд нь өндөр хайлах цэгтэй (2000 ° C хүртэл). Металл шиг цахиурын агуулахыг ихэвчлэн ашигладаг БиБи, Би 3Si2, Би 2 Si 3, Би 5 Si 3 i БиСи 2. Металл шиг силицид нь химийн хувьд идэвхгүй, өндөр температурт исгэлэнд тэсвэртэй байдаг.

Цахиур нь эвтектик нийлбэрийг битүүмжилж, битүүмжлэл ба цахиур хайлах температураас мэдэгдэхүйц бага температурт ферросиликон керамик материалыг битүүмжлэх ( хайлуулах) боломжийг олгодог гэдгийг анхаарах нь чухал юм.

1200 хэмээс дээш температурт SiO 2 цахиурт нэмэхэд цахиурын исэл (II) - SiO уусдаг. Цахиурын аргаар талстыг үйлдвэрлэх замаар энэ процессыг байнга дэмждэг

Цахиур нь 1811 онд үзэгдлийн тэргүүн эгнээнд байсан. Ж.Гей-Люссак, Л.Тенар нар цахиурын хайлуур жоншны уурыг калийн металлаар дамжуулахдаа уурагуудыг элемент гэж тодорхойлдоггүй. 1823 онд Шведийн химич Ж.Берцелиус өндөр температурт калийн металлын калитай K 2 SiF 6 калийн давсыг боловсруулах явцад түүний зайлуулсан цахиурын тодорхойлолтыг өгөх. Шинэ элементийг "цахиур" (лат. silex - цахиур чулуу) гэж нэрлэсэн. Оросын "цахиур" гэсэн нэрийг 1834 онд Оросын химич Герман Иванович Гесс нэвтрүүлсэн. Бусад Грек хэл дээрх орчуулга дээр. krhmnoz- Кут, уул.

Байгаль дахь мэдлэг, otrimannya:

Байгальд цахиур нь өөр агуулах дахь чичиргээт давхар исэл, силикатуудаас олддог. Байгалийн цахиурын давхар исэл нь кварц хэлбэрээр илүү чухал бөгөөд бусад ашигт малтмалыг ашиглахыг хүсдэг - кристобалит, тридимит, халим, коузит. Аморф цахиур нь далай ба далай тэнгисийн ёроолд диатомын ордуудад хуримтлагддаг - эдгээр ордууд нь SiO 2-т суурьшиж, диатом болон бусад цилиатуудын агуулахад ордог.
Вильний цахиурыг магнийн шаржигнуурт цагаан пискугаар шарахдаа ашиглаж болох бөгөөд химийн агуулахын хувьд цахиурын исэл SiO 2 + 2Mg = 2MgO + Si ашиглан цэвэрлэж болно. Аж үйлдвэрийн хувьд цахиурын техникийн цэвэр байдлыг нуман зууханд 1800 ° C-ийн температурт SiO 2-ийг коксоор хайлуулах замаар олж авдаг. Ийм зэрэглэлээр олж авсан цахиурын цэвэршилт нь 99.9% хүрч чаддаг (гол байшингууд нь нүүрс, металл).

Физик хүч:

Аморф цахиур нь хүрэн нунтаг шиг харагдаж болно, зузаан нь 2.0 г / см3 зузаантай. Кристал цахиур - хар саарал өнгөтэй, гялалзсан талст яриа, талстжсан, хатуу, алмаазаар талстждаг. Энэ бол ердийн дамжуулагч (цахилгаан гүйдэл дамжуулах нь дээр, тусгаарлагчийн төрлийн резин нь доод, дамжуулагчийн хувьд илүү өндөр байдаг - дунд). Цахиур хагарч, зөвхөн 800 ° C-д халаахад энэ нь хуванцар хэллэг болдог. Cіkavo, scho цахиурлаг prosorium infrachervony viprominyuvannya нь урт салхи 1.1 микрон эхлэн.

Химийн хүч:

Химийн хувьд цахиур багатай идэвхтэй. Өрөөний температурт зөвхөн хийтэй төстэй фтортой урвалд ордог, дэгдэмхий цахиур тетрафлорид SiF 4 нь энэ температурт уусдаг. 400-500 хэм хүртэл халах үед цахиур нь ууссан давхар исэлтэй хүчилтэй, хлор, бром, иодтой - ууссан амархан дэгдэмхий тетрахалидын SiHal 4-тэй урвалд ордог. 1000 ° C-ийн температурт цахиур нь азоттой урвалд орж, Si 3 N 4 нитридийг бор - дулааны болон химийн хувьд тогтвортой boride SiB 3, SiB 6, SiB 12 -тай уусгана. Усан цахиуртай бол энэ нь ямар ч саадгүйгээр хариу үйлдэл үзүүлэхгүй.
Цахиураар сийлбэр хийхэд гидрофтор ба азотын хүчлүүдийн нийлбэрийг хамгийн өргөн ашигладаг.
Нуга руу тохируул.
Цахиур нь +4 эсвэл -4-ийн исэлдэлтийн шатаар тодорхойлогддог.

Хамгийн чухал талбарууд:

Цахиурын давхар исэл, SiO 2- (Цахиурын ангидрид) ...
...
Цахиурын хүчил- сул, тодорхой бус, utvoryuyuyutsya силикат хэмжээ нь хүчил нэмэх үед гель шиг харагддаг (желатин шиг яриа). H 4 SiO 4 (орто-цахиур) ба H 2 SiO 3 (мета-цахиур, эсвэл цахиур) нь зөвхөн халааж, хатаах үед өөрчлөгддөг бөгөөд эргэлт буцалтгүй SiO 2 болж хувирдаг. Орох хатуу сүвэрхэг бүтээгдэхүүн - цахиурын гельгадарга дээр нээгдэж, хийн шингээгч, хатаах бодис, катализатор, элэгдлийн катализатор зэрэг болно.
силикат- сайн цахиурын хүчлүүдийн давс (натри, калийн крим силикатууд) усанд уусдаггүй. хүч.
Хүрхрээ- нүүрс усны аналогууд, силани, хагас зүрхтэй, нэг холбоо бүхий цахиурын зарим атомд, хүч чадал yakscho атом цахиур z'єdnаnі podvіyny zv'yazkom. Lances болон kiltsya нь нүүрс устай адил хэрэглэгддэг. Бүх эрх мэдэл нь хувиараа хөдөлмөр эрхэлж, давталтаар сумишийн чичиргээ үүсгэж, усаар амархан хариу үйлдэл үзүүлэх боломжтой.

Застосування:

Цахиурын хамгийн их хэмжээ нь хөнгөн цагаан, зэс, магнийн хэрэглээнд зориулсан хайлшийг сонгох, феросицидийг сонгоход мэдэгдэж байгаа бөгөөд энэ нь ган, халаалтын төхөөрөмжийг сонгоход чухал ач холбогдолтой байж болох юм. Цахиурын талстууд zastosovuyut sony батерейнуудболон napіvprovіdnikovih гадна барилга - транзистор ба диод. Цахиур нь мөн цахиурын органик хавтан буюу силоксан үйлдвэрлэхэд сировина болж, тос, тос, хуванцар, синтетик резинээр буддаг. Органик бус slugsцахиурын використыг керамик, гангийн технологид, тусгаарлагч материал, пэзокристалл болгон ашигладаг.

Зарим организмын хувьд цахиур нь биогенийн чухал элемент юм. Vіn roslin болон араг яс нь дэмжих овоохой нь агуулах руу орох - амьтад дээр. Далайн организмууд - диатом, замаг, радиоляриа, хөвөн зэрэг нь цахиурын томоохон талбайд төвлөрдөг. Гайхалтай тоогэзэг, үр тариа цахиураар баяжуулсан, эхний хар нь - хулс, будаатай төстэй пидродинууд, тэдгээрийн дунд - будаа тарих. Өшөө авах хүний ​​M'yazova эд (1-2) 10 -2% цахиур, ясны эд - 17 10 -4%, цус - 3.9 мг / л. Гэсэн хэдий ч өнөөдөр хүний ​​биед 1 г хүртэл цахиур шингэдэг.

Антонов С.М., Томилин К.Г.
ЭМС Тюмений улсын их сургууль, 571 бүлэг.