Rezumat: "Siliciul, proprietățile sale și modificările alotropice. Siliconul este un element biogenic. Silicon, proprietățile și modificările alotropice - caracteristici chimice ale siliciului

Silicul cristalin este un material de culoare gri închis cu o luciu de oțel. Structura de siliciu este similară cu structura diamantului: rețeaua de cristal este centrică pe față, dar datorită legăturii mai lungi dintre atomi Si-Si versus lungimea legăturii C-C Duritatea siliciului este mult mai mică decât diamantul. Silicul este foarte fragil, densitatea acestuia fiind de 2,33 g / cm3.

Ca și cărbune, se referă la substanțe refractare.

Structura cristalină a siliciului (figura 2).

Câmpul de cristal al siliciului este un tip de diamant centrat pe față, parametrul a = 0,54307 nm (alte modificări polimorfe ale siliciului sunt obținute la presiuni ridicate), dar datorită lungimii lungi a legăturii dintre atomi Si-Si versus lungimea legăturii C-C Duritatea siliciului este mult mai mică decât diamantul. Siliconul este fragil, numai când este încălzit la peste 800 ° C, devine o substanță din material plastic. Interesant este că siliciul este transparent la radiația infraroșie, pornind de la o lungime de undă de 1,1 micrometri. Concentrația transportorului propriu - 13,1 × 10 28 m? 3

Figura 2. Schema de legare a siliciului și a lanțului covalent: legătura a-covalentă; b - vedere generală

Proprietăți chimice

În compuși, siliciul tinde să prezinte o stare de oxidare de +4 sau 4, deoarece atomul de siliciu este mai caracteristic stării sp3 - hibridizarea orbitalilor. Prin urmare, în toți compușii cu excepția silicei (II) dioxid de siliciu, siliciul este tetravalent.

Din punct de vedere chimic, siliciul este inactiv. La temperatura camerei reacționează numai cu fluor gazos și se formează tetrafluorură de siliciu volatil. Sif 4 . Când este încălzit la o temperatură de 400 - 500 ° C, siliciul reacționează cu oxigenul pentru a forma dioxidul dioxid de siliciu 2 , cu clor, brom și iod - cu formarea tetrahalogenelor ușor volatile corespunzătoare SiHalogen 4 .

Siliconul nu reacționează direct cu hidrogenul, compușii de siliciu cu hidrogen sunt silanii cu formula generală si n H 2n + 2 - Obținut indirect. silicomethane SiH 4 (adesea se numește simplu silan) este eliberat atunci când silicidele metalice interacționează cu soluții acide, de exemplu:

Ca 2 Si + 4HCI\u003e 2CaCI 2 + SiH 4 ^

S-a format silan în această reacție SiH 4 conține un amestec de alte silani, în special disilan si 2 H 6 și trisilan si 3 H 8 în care există un lanț de atomi de siliciu interconectați prin legături simple (-Si-Si-Si-).

Cu azot, siliciul la o temperatură de aproximativ 1000 ° C formează o nitrură si 3 N 4 , cu boruri rezistente la bor - termic și chimic SiB 3 , SiB 6 și sib 12 . Compusul de siliciu și cel mai apropiat analog pe masa periodică - carbon - carbură de siliciu SiC (Carborundum) se caracterizează prin duritate ridicată și activitate chimică scăzută. Carborundum este utilizat pe scară largă ca abraziv.

Atunci când siliciul este încălzit cu metale, apar silicide. Silicidele pot fi împărțite în două grupuri: ionic-covalent (silice alcaline, metale alcalino-pământoase și magneziu Ca 2 Si, Mg 2 si și altele.) și metalice (siliciuri metalice de tranziție). Silicidele metalelor active se descompun sub acțiunea acizilor, siliciurile metalice de tranziție sunt stabile din punct de vedere chimic și nu se descompun sub acțiunea acizilor. Silicidele metalice au puncte de topire ridicate (până la 2000 ° C). Sunt formate cel mai adesea silicide metalice asemănătoare compozițiilor. Mesi 3 si 2 , Me 2 si 3 , Me 5 si 3 și mesi 2 . Silicidele metalice sunt inerte chimic, rezistente la acțiunea oxigenului, chiar și la temperaturi ridicate.

Când restaurați dioxid de siliciu 2 siliciul la temperaturi ridicate formează silice (II) dioxid de siliciu.

Siliciul se caracterizează prin formarea compușilor organosiliciici în care atomii de siliciu sunt legați în lanțuri lungi prin mutarea atomilor de oxigen - oh- și la fiecare atom de siliciu, cu excepția a doi atomi ohau adăugat încă doi radicali organici R 1 și R 2 = CH 3 , C 2 H 5 , C 6 H 5 , CH 2 CH 2 CF 3 și altele

Pentru gravarea siliciului, cel mai utilizat este un amestec de acizi fluorhidrici și azotați. Anumiți colectori speciali prevăd adăugarea de anhidrida cromică și alte substanțe. În timpul gravării, soluția de gravare acidă este încălzită rapid până la punctul de fierbere, în timp ce viteza de gravare crește de mai multe ori.

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

dioxid de siliciu 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O

3SiF 4 + 3H 2 O = 2H 2 Sif 6 + vH 2 dioxid de siliciu 3

Pentru gravarea siliciului pot fi utilizate soluții apoase de alcalii. Lipirea siliciului în soluții alcaline începe la o temperatură de soluție mai mare de 60 ° C.

Si + 2KOH + H 2 O = k 2 dioxid de siliciu 3 + 2H 2 ^

K 2 dioxid de siliciu 3 + 2H 2 O-H 2 dioxid de siliciu 3 + 2 KOH

Proprietăți fizice

Grinzile cristaline de tip diamant centrat pe bază de silicon cubic, parametru și = 0,54307 nm (alte modificări polimorfe ale siliciului au fost obținute la presiuni mari), dar datorită lungimii lungi a legăturii dintre atomi Si-Si în comparație cu lungimea legăturii C - C, duritatea siliciului este considerabil mai mică decât cea a diamantului. Siliconul este fragil, numai când este încălzit la peste 800 ° C, devine o substanță din material plastic. Interesant este că siliciul este transparent la radiația infraroșie, pornind de la o lungime de undă de 1,1 micrometri. Concentrația purtătoare a încărcăturii proprii - 13,1 · 10 28 m? 3

Proprietăți electrofiziologice

Elementul siliconic în formă monocristalină este un semiconductor cu decalaj direct. Diferența benzii la temperatura camerei este de 1,12 eV, iar la T = 0 K este 1,21 eV. Concentrația purtătorilor de sarcină intrinsecă în siliciu în condiții normale este de aproximativ 1,5 10 10 cm3.

Proprietățile electrofizice ale siliciului cristalin sunt influențate în mare măsură de impuritățile conținute în acesta. Pentru a obține cristale de siliciu cu conductivitate a găurilor, atomii de elemente din al treilea grup, cum ar fi bor, aluminiu, galiu, indiu, sunt introduși în siliciu). Pentru a obține cristale de siliciu cu conductivitate electronică, atomii din elementele grupului V, cum ar fi fosforul, arsenul și antimonul, sunt introduși în siliciu. (fig.3)

Figura 3. Cristale și plachete de siliciu pentru fabricarea semiconductoarelor

Atunci când se creează dispozitive electronice pe bază de siliciu, stratul de suprafață al materialului este utilizat (până la zeci de microni), astfel încât calitatea suprafeței cristalului poate avea un impact semnificativ asupra proprietăților electrice ale siliciului și, în consecință, asupra proprietăților dispozitivului finit. Atunci când se creează unele dispozitive, se utilizează tehnici legate de modificarea suprafeței, de exemplu prin tratarea suprafeței siliciului cu diferiți agenți chimici.

1. Permeabilitatea dielectrică: 12

2. Mobilitate electronică: 1300-1450 cm ² / (in · c).

3. Mobilitate pentru găuri: 500 cm² / (in · c).

4. Lățimea zonei interzise de 1.205-2.84 · 10 -4 · T

5. Durata de viață electronică: 5 ns - 10 ms

6. Calea liberă a electronului: aproximativ 0,1 cm

7. Lungimea liberă a orificiului: aproximativ 0,02 - 0,06 cm

Municipiul de învățământ

"Școala secundară № 6"

Orașele Murom

Rezumat în chimie pe tema:

"Siliciul, proprietățile și modificările alotropice. Silicon - un element biogenic "

Student absolvent 8 În clasă

Shvetsova Tatyana

Șef Kornyshova S.S.

Introducere 3

Istoria descoperirii de siliciu 4

Silicon în natură și industria minieră industrială 5

Siliciul, proprietățile și modificările alotrope 7

Modalități de obținere a siliciului 10

Compușii de siliciu și proprietățile acestora 11

Silicon - Nutrient 14

Industria silicelor 17

Concluzie 19

Literatură 20

introducere

Proprietățile vindecătoare ale siliciului erau cunoscute cu mult înainte de zilele noastre: în India antică și în China, proprietățile vindecătoare ale siliciului de tambur care conțineau bambus au fost utilizate îndelung în Rusia și luturile albe au fost folosite în Rusia pentru a trata copiii anemici și persoanele în vârstă fragedă de otrăvire și arsuri la stomac. Chiar și în practica farmaceutică a Indiei vechi și a Chinei, și mai târziu medicina populară din multe țări a folosit decocții, infuzii și extracte de plante care conțin siliciu, cum ar fi coada-calului, urzica, alpinismul, bambusul și renumitul ginseng. De mai bine de 200 de ani, siliconul a fost folosit în homeopatia clasică, este foarte popular în cosmetologia modernă și este utilizat pe scară largă în mesoterapie pentru revitalizarea pielii (întinerire).

Obiectiv: Studierea proprietăților siliciului și a compușilor săi naturali, pentru îmbunătățirea cunoștințelor despre structura atomilor.

· Determinați structura siliciului, valoarea siliciului și a compușilor săi și aplicarea lor practică.

· Evidențiați valoarea siliciului ca nutrient

· Identificați domeniile principale ale industriei silicate

Istoria descoperirilor de siliciu

Siliconul este un element al principalului subgrup al celui de-al patrulea grup al celei de-a treia perioade a tabelului periodic al elementelor chimice. I. Mendeleev, cu numărul atomic 14. Denumită prin simbolul Si (lat Silicium).

Pure Creme a fost izolat în 1811 de oamenii de știință francezi Joseph Louis Gay-Lussac și Louis Jacques Tenard.

În 1825, chimistul suedez Johns Jakob Berzelius, prin acțiunea potasiului metalic pe siliciu fluorură SiF 4, a obținut siliciu pur elemental. Noul element a fost denumit "silicium" (din latină. Silex - flint). Numele rusesc "siliciu" a fost introdus în 1834 de chimistul rus german Ivanovici Hess. Tradus din greaca antică - "stâncă, munte".

(de la latină, silicis - flint, numele rusesc din greacă - kremnos - stâncă) Si - descoperit de J.
Berzelius (Stockholm, Suedia) în 1824. Și aici este siliciul (Silicium - lat.) Element chimic, atomic numărul 14, grupa IV a sistemului periodic.

În 1825, chimistul suedez Johns Jacob Berzelius, prin acțiunea potasiului metalic pe silicon fluorură SiF 4, a obținut siliciu pur elemental. Elementul nou a primit denumirea de "siliciu" (din latina Silex - flint). Numele rusesc "siliciu" a fost introdus în 1834 de chimistul rus german Ivanovici Hess. Tradus din kremnos grecesc - "stâncă, munte".

Fiind în natură

Siliciu în natură și industria minieră industrială

De cele mai multe ori în natură, siliciul se găsește sub formă de compuși de siliciu pe bază de dioxid de siliciu (IV) SiO 2 (aproximativ 12% din masa crustă a pământului). Principalele minerale formate din dioxid de siliciu sunt nisip (râu și cuarț), cuarț și cuarțit, pietre. Cel de-al doilea cel mai comun grup de compuși de siliciu în natură sunt silicații și aluminosilicații.

Există fapte izolate de a găsi siliciu pur în forma sa nativă: siliciu metalic în ijolitah al masivului Mineritul fierbinte, petrologie a chondriților obișnuiți.

· Si02 + 2Mg = 2MgO + Si,

Siliciul, proprietățile și modificările alotrope

Silicul cristalin este o substanță gri închis cu o luciu de oțel. Structura siliciului este similară cu aceea a diamantului: rețeaua cristalului este centrică față de față, dar din cauza legăturii mai lungi dintre atomii Si Si comparativ cu lungimea legăturii C-C, duritatea siliciului este mult mai mică decât diamantul. Silicul este foarte fragil, densitatea acestuia fiind de 2,33 g / cm3.

Ca și cărbune, se referă la substanțe refractare.

Structura cristalelor de siliciu.

Proprietăți chimice

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

2. Si02 + 4HF = SiF4 + 2H20

3. 3SiF4 + 3H20 = 2H2SiF6 + H2Si03

1. Si + 2KOH + H20 = K2Si03 + 2H2

2. K2SiO3 + 2H2OiiH2SiO3 + 2KOH

Proprietăți fizice

Câmpul de cristal al siliciului este un tip diamant centrat pe fața cubică, parametrul a = 0,54307 nm (alte modificări polimorfe ale siliciului au fost obținute la presiuni ridicate), dar datorită lungimii lungi a legăturii dintre atomii de Si-Si și lungimea legăturii C-C, mai puțin decât un diamant. Siliconul este fragil, numai când este încălzit la peste 800 ° C, devine o substanță din material plastic. Interesant este că siliciul este transparent la radiația infraroșie, pornind de la o lungime de undă de 1,1 micrometri. Concentrația intrinsecă a purtătorilor de sarcină este de 13,1 x 10 28 m -3

Proprietăți electrofiziologice

Elementul siliconic în formă de cristal unic este un semiconductor cu bandă indirectă. Diferență de bandă la cameră

temperatura este de 1,12 eV, iar la T = 0 K este 1,21 eV. Concentrația purtătorilor de sarcină intrinsecă în siliciu în condiții normale este de aproximativ 1,5 × 10 10 cm -3 [sursa nu este specificată 342 zile].

1. Permeabilitatea dielectrică: 12

2. Mobilitatea electronilor: 1300-1450 cm² / (in · c).

3. Mobilitate pentru găuri: 500 cm² / (in · c).

4. Lățimea zonei interzise de 1,205-2,84 × 10 -4 · T

5. Durata de viață electronică: 5 ns - 10 ms

6. Calea liberă a electronului: aproximativ 0,1 cm

7. Lungimea liberă a orificiului: aproximativ 0,02 - 0,06 cm

Modalități de obținere a siliciului

Silicul gratuit poate fi obținut prin calcinarea nisipului alb fin cu magneziu, care prin compoziția chimică este oxid de siliciu aproape pur,

· Si02 + 2Mg = 2MgO + Si,

silicul amorf format în acest caz are forma unei pulberi maro, densitatea fiind de 2,0 g / cm3

În industrie, siliciul de calitate tehnică este obținut prin reducerea topiturii de SiO2 cu cocs la circa 1800 ° C în cuptoare cu arc. Puritatea siliciului astfel obținut poate ajunge la 99,9% (principalele impurități sunt carbon, metale).

Posibila purificare ulterioara a siliciului din impuritati.

· Curățarea în condiții de laborator poate fi efectuată prin prepararea preliminară a siliciului de magneziu Mg2Si. În plus, monosilanul SiH4 gazos este obținut din silicid de magneziu folosind acizi clorhidrici sau acetic. Monosilanul este purificat prin distilare, sorbție și alte metode și apoi descompus în siliciu și hidrogen la o temperatură de aproximativ 1000 ° C.

· Purificarea siliciului la scară industrială se efectuează prin clorurarea directă a siliciului. Se creează compuși ai compoziției SiCI4 și SiCI3 H. Acești cloruri sunt purificați din impurități în diferite moduri (de obicei prin distilare și disproporțiere) și sunt reduse în stadiul final cu hidrogen pur la temperaturi de la 900 la 1100 ° C

· Dezvoltarea tehnologiilor industriale de purificare a siliciului, mai ieftine, mai curate și mai eficiente. Pentru 2010, acestea includ tehnologia de purificare a siliciului utilizând fluor (în loc de clor); tehnologii pentru distilarea monoxidului de siliciu; tehnologii bazate pe gravarea impurităților, concentrându-se asupra limitelor intercristaline.

Metoda de producere a siliciului în forma sa pură a fost dezvoltată de Nikolai Nikolayevich Beketov.

Cel mai mare producător de siliciu din Rusia este OKRusal - siliciul este produs la fabricile din orașul Kamensk-Uralsky (regiunea Sverdlovsk) și în orașul Shelehov (regiunea Irkutsk).

Compușii de siliciu și proprietățile acestora

conexiuni siliciu

Siliciu (SiC) Silani (Si n H 2n + 2) Acid fluorosilicic (H2) Acizi siliciici (SiO2 · n H 2 O) Oxid de siliciu (II) (SiO) Oxid de siliciu (IV) (Si02) Feldspar Silicagel ( n Si02; m H 2 O) Ulei siliconic Siliconi (n) Silicid de vanadiu (V3 Si) Siliciu de reniu (ReSi) Siliciu de molibden (MoSi 2) Silicat de antimoniu (Si 3Sb 4) Siliciul de calciu (CaSi 2) Siliciul de mangan (Mg 2 Si) Triclorsilanul (SiHC3) Clorura de siliciu (SiCl4) Clorurile de siliciu Nitrura de siliciu (Si 3N 4) siliciu (SiS2) Moissanite

Prin proprietăți chimice, siliciul este nemetalic. Deoarece la nivelul energiei externe există 4 electroni, gradul de oxidare atât a -4 cât și +4 este caracteristic siliciului. Din punct de vedere chimic, siliciul este puțin activ, la temperatura camerei reacționează numai cu gazul de fluor și se formează tetrafluorură de siliciu volatil:

Si + 2F2 = SiF4

Când este încălzit, siliciul sfărâmat reacționează cu oxigenul pentru a forma oxid de siliciu (IV):

Si + O2 = Si02

Acizii (cu excepția amestecului de acid fluorhidric și azot) nu afectează siliciul. Cu toate acestea, se dizolvă în alcalii, formând silicat și hidrogen.

Si + 2 NaOH + H20 = Na2Si03 + 2H2

În compuși, siliciul tinde să prezinte un grad de oxidare de +4 sau -4, deoarece starea spri-hibrizării orbitalilor este mai caracteristică atomului de siliciu. Prin urmare, în toți compușii cu excepția oxidului de siliciu (II) SiO, siliciul este tetravalent.

Din punct de vedere chimic, siliciul este inactiv. La temperatura camerei reacționează numai cu fluor gazos și se formează tetrafluorură de siliciu volatil SiF4. Când se încălzește la o temperatură de 400-500 ° C, siliciul reacționează cu oxigenul pentru a forma dioxid de siliciu, cu clor, brom și iod, pentru a forma tetrahalogenurile ușor volatile ale SiHalogenului 4.

Siliconul nu reacționează direct cu hidrogenul, compușii de siliciu cu hidrogen - silani cu formula generală Si n H 2n + 2 - sunt obținuți indirect. Monosilanul SiH4 (se numește deseori simplu silan) este eliberat când silicidele metalice interacționează cu soluții acide, de exemplu:

Ca2Si + 4HCI -\u003e 2CaCl2 + SiH4.

SiH4 silanul format în această reacție conține un amestec de alte silani, în special, disilan Si2H6 și trisilan Si3H8, în care există un lanț de atomi de siliciu legați prin legături simple (-Si-Si-Si-) .

Cu azot, siliciul la o temperatură de aproximativ 1000 ° C formează o nitrudă de Si3N4, cu bor - boruri rezistente termic și chimic SiB 3, SiB 6 și SiB 12. Compusul de siliciu și cel mai apropiat analog pe masa periodică - carbura de carbon - siliciu SiC (carborundum) se caracterizează prin duritate ridicată și activitate chimică scăzută. Carborundum este utilizat pe scară largă ca abraziv.

Atunci când siliciul este încălzit cu metale, apar silicide. Silicidele pot fi împărțite în două grupe: ionic-covalent (siliciuri metalice alcaline, silice alcalino-pământoase și tipuri de Ca2Si, Mg2Si etc.) și siliciuri metalice de tip tranzițional. Silicidele metalelor active se descompun sub acțiunea acizilor, siliciurile metalice de tranziție sunt stabile din punct de vedere chimic și nu se descompun sub acțiunea acizilor. Silicidele metalice au puncte de topire ridicate (până la 2000 ° C). Se formează cel mai adesea silicide metalice ca compoziții MeSi, Me3Si2, Me2Si3, Me5Si3 și MeSi2. Silicidele metalice sunt inerte chimic, rezistente la acțiunea oxigenului, chiar și la temperaturi ridicate.

Atunci când SiO2 este redus cu siliciu la temperaturi ridicate, se formează oxid de siliciu (II) SiO.

Siliciul este caracterizat prin formarea compușilor organosiliciici în care atomii de siliciu sunt legați în lanțuri lungi de atomii de oxigen de legătură -0- și la fiecare atom de siliciu, cu excepția a doi atomi de O, încă doi radicali organici R1 și R2 = CH3, C sunt atașați 2 H5, C6H5, CH2CH2CF3, etc.

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

5. Si02 + 4HF = SiF4 + 2H20

6. 3SiF4 + 3H20 = 2H2SiF6 + H2Si03

Pentru gravarea siliciului pot fi utilizate soluții apoase de alcalii. Lipirea siliciului în soluții alcaline începe la o temperatură de soluție mai mare de 60 ° C.

3. Si + 2KOH + H20 = K2Si03 + 2H2

4. K2SiO3 + 2H2O-lH2Si03 + 2KOH

este un material despre cel mai rezistent compus natural din siliciu - oxid de siliciu (IV). Acestea sunt cristale de cuarț, cuarț, cristale de cuarț, cristal de rocă, o varietate fin cristalină de cuart - jasper, granule de cuarț fine - nisip (toate probele sunt prezentate la expoziție și sunt demonstrate). Silicatele sunt, de asemenea, extrem de comune în natură.

De exemplu:

Kaolinitul este componenta principală a lutului alb.

Din ceramica artificiala, sticla si cimentul sunt de cea mai mare importanta. Să ne familiarizăm mai mult cu producția unor materiale produse de industria silicatului.

Silicon - Nutrient

În corpul uman, conținutul de siliciu este de 7-10 ani, se găsește în sânge, în mușchi, în organele imunitare competente - glanda timus și glandele suprarenale. Siliciul este principalul element structural al corpului uman, dacă calciul este un element al structurilor osoase rigide ale sistemului musculo-scheletic, atunci siliciul este un element al structurilor flexibile, este necesar pentru formarea și dezvoltarea țesutului conjunctiv, reprezentat pe scară largă în corpul nostru - oase, articulații, tendoanele, lentilele ochiului, vasele de sânge, precum și pielea, membranele mucoase, părul și unghiile. Țesutul conjunctiv are o proprietate care o deosebește de alte țesuturi ale corpului - capacitatea de regenerare (restabilire). Conținutul ridicat de siliciu din țesutul conjunctiv se datorează prezenței sale în compoziția complexelor de proteine care formează scheletul țesuturilor și le conferă rezistență și elasticitate. Siliconul este implicat în reacțiile chimice care conțin fibre individuale de colagen și elastină, previne formarea ridurilor, normalizează hidratarea pielii, întărește părul și unghiile. Compușii de siliciu sunt activatori esențiali ai regenerării țesutului conjunctiv în organismul uman, accelerează procesele metabolice în organism, au un efect stimulant asupra creșterii celulelor pielii, producția de colagen, elastină și keratină. Capacitatea siliciului de a structura apa și fluidele corpului este cunoscută, reduce tensiunea superficială a apei, făcându-l mai biodisponibil, astfel încât siliciul promovează hidratarea celulelor și a țesuturilor. Sa demonstrat că la copii saturația țesuturilor corpului cu lichid este mai mare decât cea a persoanelor în vârstă, prin urmare siliciul joacă un rol semnificativ în prevenirea procesului de îmbătrânire a corpului. Fiind un antioxidant structural, siliciul blochează procesele de peroxidare a lipidelor, ceea ce are un efect pozitiv asupra creșterii funcției protectoare a pielii și a creșterii rezistenței părului și a unghiilor la acțiunea oxidativă a radicalilor liberi. Deoarece vârsta biologică a unei persoane este determinată tocmai de viteza proceselor metabolice, lipsa de siliciu în organism este una dintre cauzele îmbătrânirii.

Studiile științifice au arătat că siliciul este implicat în metabolismul a peste 70 de oligoelemente (calciu, magneziu, fluor, sodiu, sulf, aluminiu, zinc, molibden, mangan, cobalt și multe altele) Lipsa de siliciu în organism implică microelementoze, tulburări ale funcțiilor multor sisteme corporale și tulburări metabolice. Încălcarea metabolismului de siliciu duce la anemie, osteoporoză, căderea părului, afecțiuni ale articulațiilor, tuberculoză, diabet, erizipel ale pielii, biliară și urolitiază

Capacitatea unică a siliciului de a purifica organismele vii este cunoscută de mult timp, compușii organici pot forma în mediul acvatic al organismului sisteme încărcate bioelectric care "atacă" virușii de gripă, hepatită, herpes, agenți patogeni și ciuperci și le dezactivează. Se știe că deficiența de siliciu este întotdeauna însoțită de disbacterioză, cea mai frecventă manifestare a acesteia fiind candidoza, manifestată ca leziuni ulcerative ale mucoasei orale, nasului, tractului respirator superior, tractului digestiv și sistemului urinar. Coloizii de siliciu formează compuși complexi cu Candide și toxinele lor și le elimină din organism. Flota normală a intestinului, care include bifidobacterii și lactobacili, nu are capacitatea de a se conecta cu sistemele coloidale de siliciu și rămâne în intestin, ceea ce este foarte important pentru funcționarea normală

tractul digestiv. Să nu mai vorbim de valoarea siliciului pentru sistemul imunitar: celulele sanguine care sunt responsabile pentru funcțiile de protecție ale corpului (monocite, limfocite) și produc anticorpi protectoare - sunt reprezentanți ai țesutului conjunctiv. De aceea, deficiența de siliciu reduce imunitatea și apar diverse afecțiuni care sunt prelungite, de cele mai multe ori acestea sunt procese purulente - furunculoză, abcese, sinuzită, otită, amigdalită, răni nereușite și fistule. S-a dovedit deja că multe boli grave (cancer, tuberculoză, lepră, cataractă, hepatită, dizenterie, reumatism, artrită) sunt asociate fie cu o lipsă de siliciu în țesuturi, fie cu o încălcare a metabolismului acesteia. Siliconul are efect antiinflamator și imunostimulator în infecțiile respiratorii și bronșita cronică, reduce reacțiile alergice la astmul bronșic. Oamenii de știință au acordat multă atenție faptului că în zonele în care solul este bogat în siliciu, cancerul este extrem de rar.

Obținem siliciu cu apă, plante și hrană pentru animale, nevoia zilnică de siliciu este de 20-30 mg, femeile însărcinate, mamele care alăptează și copiii au nevoie în special de siliciu. Organele și sistemele sunt formate în mod activ în organismul copiilor, iar necesitatea unui element obligatoriu este mult mai mare decât cea a unui adult. Cu deficiența de siliciu în corpurile copiilor, se dezvoltă rahitism, dinții sunt distruși și cariile progresează, copiii rămân în urmă în dezvoltarea fizică și intelectuală. La adulți, caria se alătură pierderii părului, fragilității și unghiilor fragile. Cu vârsta, ingerarea siliciului scade, calciul își ia locul în oase, astfel că oasele își pierd elasticitatea, se îngroașă, devin fragile și apare osteoporoza. În aproximativ același mod, osteochondroza se dezvoltă în organism: cartilajele intervertebrale sunt umplute cu calciu, își pierd elasticitatea, devin mai subțiri și mobilitatea se deteriorează. Atunci când se reduce cantitatea de siliciu din organism, calciul nu este absorbit de țesutul osos, sub formă de săruri, care este depus în articulații și sub formă de nisip și pietre - în vezica biliară și rinichi, provocând apariția sindromului gouty. În procesul de îmbătrânire, riscul de fracturi crește semnificativ, se demonstrează că în loc de o fractură are loc o acumulare puternică de siliciu, iar cantitatea sa crește de 50 de ori în comparație cu părțile sănătoase ale osului. Organismul îl trimite în zona de probleme "pentru a ajuta" pentru formarea rapidă a țesutului osos nou. Înrolarea siliciului promovează fixarea calciului în oase, îmbunătățește elasticitatea și tonusul muscular, întărește ligamentele și cartilajul articulațiilor. Se știe că vârsta unei persoane poate fi judecată de starea vaselor sale de sânge. În 1957, oamenii de știință francezi au descris faptele care confirmă faptul că ateroscleroza are un conținut foarte scăzut de siliciu în pereții vaselor de sânge. Cu deficit de siliciu, calciul îl înlocuiește, prin urmare, elasticitatea vaselor de sânge scade și, în același timp, permeabilitatea pereților crește, colesterolul intră în sânge prin defectele formate din țesuturi și se stabilește pe pereții vaselor de sânge, formând plăci de colesterol. Acest proces duce la vasoconstricție și cauzează angina pectorală, atac de cord, aritmie, accident vascular cerebral, hipertensiune arterială, tulburări psihice, tulburări de memorie etc. Cu o deficiență de siliciu, elasticitatea și vasele venoase suferă, venele se întind și își schimbă poziția și apare o boală varicoasă a extremităților inferioare. O cantitate suficientă de siliciu în dieta zilnică poate restabili căptușeala interioară a vaselor de sânge, le poate restabili elasticitatea, îmbunătățește circulația venoasă și contribuie la reducerea colesterolului cu densitate scăzută. Siliconul este un stimulator universal și absolut sigur în producerea de energie în organism când intră în celulele corpului.

există o sinteză activă de adenozin trifosfat (ATP) - o moleculă care furnizează energie pentru toate procesele biochimice care apar în celule.

Rolul biologic

Pentru unele organisme, siliciul este un nutrient important. Acesta face parte din formațiunile de sprijin din plante și animale scheletice. Siliconul este concentrat în cantități mari de organismele marine - diatome, radiolarieni, bureți. Cantități mari de coada de concentrat de siliciu și cereale, în primul rând - subfamilia Bamboks și Risovidnyh, inclusiv - semănând orez. Țesutul muscular uman conține (1-2) × 10-2% siliciu, țesut osos - 17 × 10-4%, sânge - 3,9 mg / l. În fiecare zi până la 1 g de siliciu intră în corpul uman cu hrană.

Compușii de siliciu sunt relativ netoxici. Dar este foarte periculos să se inhaleze particule foarte dispersate de silicat și de dioxid de siliciu, care se formează, de exemplu, prin suflare, prin dărâmarea rocilor în mine, prin dispozitive de sablare etc. Microparticulele SiO2 care cad în plămâni cristalizează în ele și cristalele rezultate distrug țesutul pulmonar și provoacă boală severă - silicoză. Pentru a împiedica pătrunderea prafului periculos, trebuie folosit un aparat respirator pentru a proteja organele respiratorii.

Industria silicelor

Gzhel este unul dintre centrele tradiționale rusești pentru producția de ceramică. Aceasta este o vastă zonă formată din 27 de sate unite în "Ghelică Bush", situată la aproximativ 60 de kilometri de Moscova de-a lungul liniei de cale ferată Moscova-Murom-Kazan. Acesta este districtul Ramensky din regiunea Moscovei (prezentat pe harta regiunii Moscova).

Gzhel a fost renumit pentru lut. Marele om de știință rus, M.V. Lomonosov, care a apreciat lutul Gzhelian, a scris astfel de cuvinte înalte despre ei: "Nu există decât un pământ pur și fără nici un folos, oriunde chimicii lumii ne numesc Gzhel, pe care nu l-am văzut niciodată mai frumos nicăieri" Până la mijlocul secolului al XVIII-lea, Gzhel a făcut ceramică, obișnuită pentru acea vreme, a făcut cărămizi, tevi de ceramică, precum și jucării primitive pentru copii.

A doua jumătate a secolului al XVIII-lea - semi-faianță, obținută ca material intermediar în căutare de rețetă din porțelan, vopsită cu smalt albastru pe un șarț cenușiu, gros, poros. Pictura pe kvasniki, jugs, plăci purta un caracter grafic și arăta ca un desen contur pictat.

Începutul secolului XIX - epoca porțelanului. Porțelanul fabricilor private din Gzhel se distinge printr-o mare strălucire, o combinație de vopsele contrastante de diverse forme de obiecte de zi cu zi.

În 1972, stilul modern de produse Gzhel a fost creat folosind vopsea albastră de cobalt.

Sistemul artistic subțire al scrisului Gzhel a fost consolidat în manuscrise individuale și maniere specifice ale artiștilor interpreți sau executanți. Folosind acelasi set de elemente picturale in lucrarea sa, fiecare artist si-a creat propria pictura individuala: un buchet sau o floare separata, o lume a animalelor sau a plantelor, imagini ale oamenilor.

O caracteristică importantă în pictura de porțelan albastru-alb Gzhel este un început pitoresc. O mare importanță este atașată mișcării periei, capabilă să creeze o multitudine de gradații subțiri de culoare albastră: de la albastru saturat la albastru. În combinație cu un fundal alb, imaginea creează un model deschis pe suprafața produsului: în centru - un loc luminos și mare - o imagine a unei flori și în jurul unei dispersii luminoase a crengilor cu frunze și fructe de pădure, bucle, tendriluri.

Vopsele de vopsea de vopsea pictate cu oxid de cobalt (II).

Acum este imposibil să spun exact cine și când a inventat sticla. Se știe doar că sticla este una dintre cele mai vechi invenții ale omenirii. Astfel, colierul găsit pe gâtul mamei reginei egiptene Hatshepsut, alcătuit din margele de sticlă verde-negru, are o vechime de 3400 de ani. Marii maeștri ai producției de diverse produse din sticlă erau producători de sticlă romani. Au făcut jgheaburi pentru apă, ulei și vin, cupe și cupe, vase, lacrimi - sticle mici de parfum. O contribuție majoră la dezvoltarea producției de sticlă de artă în Rusia a fost făcută de Lomonosov. În creat de el în 1748

aproximativ 4000 de experimente pe fierbere de sticlă color au fost efectuate de către laboratorul chimic, pentru care Lomonosov "nu numai că a scris rețete, ci și materiale ... le-a atârnat mai ales și le-a pus în cuptor ..." Pe baza rețetelor elaborate de Lomonosov, o fabrică de sticlă din Ust- Ruditsa în 1753 a început să producă sticlă transparentă multi-color pentru fabricarea margelelor, mâncărurilor și a altor articole de mercerie și opac la mozaic. Din astfel de sticlă, Lomonosov a realizat câteva picturi mozaic, printre care și "Bătălia Poltava", care a primit cea mai mare faimă și a supraviețuit până în zilele noastre.

Compoziția geamului obișnuit este exprimată prin formula Na2O * CaO * 6SiO2

Folosim nisip quartz, sifon și calcar pentru a produce sticlă obișnuită. Aceste substanțe sunt bine amestecate și supuse unei încălziri puternice. Chimia procesului poate fi reprezentată după cum urmează: în timpul fuziunii se formează silicații de sodiu și calciu, care apoi se topesc cu silice (în exces):

Si02 + Na2C03 = Na2Si03 + C02

Si02 + CaC03 = CaSi03 + C02

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

Pentru schimbarea specială a sticlei se modifică compoziția amestecului inițial. Înlocuirea sodei cu Na 2 CO 3 potasiu K 2 CO 3, obțineți sticlă refractară (pentru sticlă chimică). Înlocuind creta CaCO 3 oxid de plumb (II) PbO și sodă de potasiu, obțineți sticlă de cristal. Este destul de moale și fuzibil, dar foarte greu, se deosebește de strălucirea puternică și coeficientul de refracție luminos, descompunând razele luminoase în toate culorile curcubeului și provocând jocul de lumină.

Includerea oxidului de bor în loc de constituenții alcalini dă proprietățile refractare ale sticlei.

Masa obișnuită de sticlă după răcire are o nuanță galben-verde sau albăstrui. Sticla poate fi colorată dacă compoziția amestecului face includerea anumitor oxizi metalici. Componentele feroase vopsea sticla in culori - de la albastru-verde si galben pana la rosu-maroniu, oxid de mangan (IV) - de la galben si maro la purpuriu, oxid de crom (III) in iarba verde, oxid de cobalt - Oxidul de nichel (II) - de la violet la gri-brun, sulfură de sodiu - până la galben, oxid de cupru (II) - până la roșu.

În viața umană, sticla a câștigat o importanță extraordinară. Este vizibil pretutindeni, este la fiecare pas - în viața de zi cu zi a vieții noastre, în industrie, în tehnologie, în știință, în opere de artă. Fereastră, sticlă, lampă, oglindă, sticlă de sticlă de origine și de laborator, sticlă optică (de la ochelari de ochelari până la anastigmații complexe ale camerelor), lentile de dispozitive optice fără sfârșit - de la microscoape la telescoape. Este dificil să enumerați toate aplicațiile de sticlă și este imposibil să numărați diferitele obiecte realizate din acesta. Acest material, datorită proprietăților sale unice, plăcut și, probabil, fermecător, va fi întotdeauna prezent în viața capabilă să-și aprecieze frumusețea.

concluzie

Deci, astăzi se dovedește că siliciul contribuie la:

· Curățarea și întărirea corpului și absorbția eficientă a nutrienților, macro- și microelementelor

· Creșterea tonului general, creșterea resurselor energetice ale corpului, îmbunătățirea performanței mentale, încetinirea procesului de îmbătrânire

· Eliminarea tulburărilor cauzate de efectele dăunătoare ale radicalilor liberi, prevenirea dezvoltării multor boli cronice

Atomii de siliciu formează baza de lut, nisip și pietre. Cea mai mare parte a crustei constă din compuși anorganici de siliciu (28% în volum). Putem spune că întreaga lume anorganică este asociată cu siliciu. În condiții naturale, mineralele de siliciu se găsesc și în calcit și cretă. Siliciul este al doilea element după oxigen în ceea ce privește rezervele din crustă și reprezintă aproximativ o treime din greutatea sa totală. Fiecare atom de 6 atomi din crusta pământului este un atom de siliciu. Siliciul din apa de mare conține chiar mai mult decât fosfor, care este atât de necesar pentru viața de pe Pământ. În corpul nostru, siliciul se găsește în glanda tiroidă, glandele suprarenale, glanda pituitară. Cea mai mare concentrație se regăsește în păr și unghii. Siliconul este, de asemenea, o componentă a colagenului, principala proteină a țesutului conjunctiv. Rolul său principal este participarea la o reacție chimică, fixarea fibrelor individuale de colagen și elastină, conferind rezistenței și elasticității țesutului conjunctiv. Lipsa de siliciu în organism duce la: osteomalacia (înmuierea oaselor), boli ale ochilor, dinților, unghiilor, pielii și părului; accelerată uzură a cartilajului articular; erizipelul pielii; pietre în ficat și rinichi; disbacterioza; ateroscleroza. Sa constatat relația dintre concentrația de siliciu în apa de băut și bolile cardiovasculare. Tuberculoza, diabetul, lepra, hepatita, hipertensiunea, cataracta, artrita, cancerul sunt insotite de o scadere a concentratiei de siliciu in tesuturi si organe sau tulburari ale metabolismului. Între timp, corpul nostru își pierde zilnic siliconul - în medie, consumăm 3,5 mg de siliciu pe zi cu alimente și apă și pierdem aproximativ 9 mg pe zi.

literatură

· Samsonov. GV Silicide și utilizarea lor în inginerie. Kiev, Editura Academiei de Științe a SSR din Ucraina, 1959. 204 pp. Cu bolnav.

· Aleshin E.P., Aleshin N.E. Fig. Moscova, 1993. 504 p. 100 fig.

"Carbon și siliciu" - diamant bine pământ - un diamant. Graful grafit are o structură stratificată. Oxidul de siliciu (IV). Carbonul specular are o structură stratificată. Proprietăți chimice Carbon. Grafit. Metode de obținere: laborator și industrial. Sticla. Una dintre cele mai moi dintre solide. Mai mult de 99% din carbonul din atmosferă are forma dioxidului de carbon.

"Silicon" - interacțiunea cu metalele. Caracteristicile generale ale siliciului asupra poziției în sistemul periodic. Aplicație. Produse din industria silicatului. Silicate - săruri ale acidului silicic. Siliciuri. În laboratoare, siliciul este produs prin reducerea oxidului de siliciu SiO2. Structura atomului de siliciu. Până la sfârșitul nivelului exterior, siliciul nu are 4 electroni.

"Lecția de siliciu" - privind manifestarea proprietăților nemetalice și metalice. Alegeți afirmațiile corecte: Oxizi, hidroxizi de carbon și de siliciu? Natura oxidului: a) bazică, b) acidă, c) amfotrică. Tipuri de laturi de legătură și cristal în substanțe simple. Industria silicelor. Exprimare rapidă. Flori - cinci flori.

"Compuși de siliciu" - reticul cubic orientat pe față. Jasper. Minerale pe bază de SiO2. Agate. Silicon și compușii săi. Silicați și hidrogen. Ametist. Obținerea silicatelor. Obținerea de siliciu în laborator. Utilizarea siliciului. Proprietăți chimice ale SiO2. Silicați naturali. Soiuri de cuarț. Descoperirea siliciului. Oxidul de siliciu.

"Izotopi de siliciu" - Producția de semințe monocristaline. Distribuția concentrației izotopilor de-a lungul lungimii semințelor. Perspective de utilizare a siliciului monoizotopic. Conductibilitatea termică a siliciului îmbogățit izotopic-28. Raman spectra de siliciu îmbogățit izotopic. Crucible. Dependența decalajului de bandă de siliciu pe masa atomică.

"Silicon și compușii săi" - Siliconul poate fi atât un agent de oxidare, cât și un agent reducător. Grinzile de cristal de siliciu seamănă cu structura unui diamant. Silicate Silicatele reprezintă mai mult de 1/4 din masa întregii crusta. Pottery. Silicon a fost descoperit pentru prima dată în 1811 de Gay-Lussac și Tenar. Mâncăruri moderne de ceramică. Luați în considerare compușii de siliciu natural.

Sunt 6 prezentări în total.

Municipiul de învățământ

"Școala secundară № 6"

Orașele Murom

Rezumat în chimie pe tema:

"Siliciul, proprietățile și modificările alotropice. Silicon - un element biogenic "

Student absolvent 8 În clasă

Shvetsova Tatyana

Șef Kornyshova S.S.

Introducere 3

Istoria descoperirii de siliciu 4

Silicon în natură și industria minieră industrială 5

Siliciul, proprietățile și modificările alotrope 7

Modalități de obținere a siliciului 10

Compușii de siliciu și proprietățile acestora 11

Silicon - Nutrient 14

Industria silicelor 17

Concluzie 19

Literatură 20

introducere

Obiectiv: Studierea proprietăților siliciului și a compușilor săi naturali, pentru îmbunătățirea cunoștințelor despre structura atomilor.

· Determinați structura siliciului, valoarea siliciului și a compușilor săi și aplicarea lor practică.

· Evidențiați valoarea siliciului ca nutrient

· Identificați domeniile principale ale industriei silicate

Istoria descoperirilor de siliciu

Pure Creme a fost izolat în 1811 de oamenii de știință francezi Joseph Louis Gay-Lussac și Louis Jacques Tenard.

Fiind în natură

Siliciu în natură și industria minieră industrială

Există fapte izolate de a găsi siliciu pur în forma sa nativă: siliciu metalic în ijolitah al masivului Mineritul fierbinte, petrologie a chondriților obișnuiți.

· Si02 + 2Mg = 2MgO + Si,

Siliciul, proprietățile și modificările alotrope

Ca și cărbune, se referă la substanțe refractare.

Structura cristalelor de siliciu.

Proprietăți chimice

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

2. Si02 + 4HF = SiF4 + 2H20

3. 3SiF4 + 3H20 = 2H2SiF6 + H2Si03

1. Si + 2KOH + H20 = K2Si03 + 2H2

2. K2SiO3 + 2H2OiiH2SiO3 + 2KOH

Proprietăți fizice

Proprietăți electrofiziologice

Elementul siliconic în formă de cristal unic este un semiconductor cu bandă indirectă. Diferență de bandă la cameră

1. Permeabilitatea dielectrică: 12

2. Mobilitatea electronilor: 1300-1450 cm² / (in · c).

3. Mobilitate pentru găuri: 500 cm² / (in · c).

4. Lățimea zonei interzise de 1,205-2,84 × 10 -4 · T

5. Durata de viață electronică: 5 ns - 10 ms

6. Calea liberă a electronului: aproximativ 0,1 cm

7. Lungimea liberă a orificiului: aproximativ 0,02 - 0,06 cm

Modalități de obținere a siliciului

Silicul gratuit poate fi obținut prin calcinarea nisipului alb fin cu magneziu, care prin compoziția chimică este oxid de siliciu aproape pur,

· Si02 + 2Mg = 2MgO + Si,

silicul amorf format în acest caz are forma unei pulberi maro, densitatea fiind de 2,0 g / cm3

Posibila purificare ulterioara a siliciului din impuritati.

Metoda de producere a siliciului în forma sa pură a fost dezvoltată de Nikolai Nikolayevich Beketov.

Cel mai mare producător de siliciu din Rusia este OKRusal - siliciul este produs la fabricile din orașul Kamensk-Uralsky (regiunea Sverdlovsk) și în orașul Shelehov (regiunea Irkutsk).

Compușii de siliciu și proprietățile acestora

conexiuni siliciu

Si + 2F2 = SiF4

Când este încălzit, siliciul sfărâmat reacționează cu oxigenul pentru a forma oxid de siliciu (IV):

Si + O2 = Si02

Acizii (cu excepția amestecului de acid fluorhidric și azot) nu afectează siliciul. Cu toate acestea, se dizolvă în alcalii, formând silicat și hidrogen.

Si + 2 NaOH + H20 = Na2Si03 + 2H2

Ca2Si + 4HCI -\u003e 2CaCl2 + SiH4.

Atunci când SiO2 este redus cu siliciu la temperaturi ridicate, se formează oxid de siliciu (II) SiO.

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

5. Si02 + 4HF = SiF4 + 2H20

6. 3SiF4 + 3H20 = 2H2SiF6 + H2Si03

Pentru gravarea siliciului pot fi utilizate soluții apoase de alcalii. Lipirea siliciului în soluții alcaline începe la o temperatură de soluție mai mare de 60 ° C.

3. Si + 2KOH + H20 = K2Si03 + 2H2

4. K2SiO3 + 2H2O-lH2Si03 + 2KOH

De exemplu:

Kaolinitul este componenta principală a lutului alb.

Din ceramica artificiala, sticla si cimentul sunt de cea mai mare importanta. Să ne familiarizăm mai mult cu producția unor materiale produse de industria silicatului.

Silicon - Nutrient

există o sinteză activă de adenozin trifosfat (ATP) - o moleculă care furnizează energie pentru toate procesele biochimice care apar în celule.

Rolul biologic

Industria silicelor

În 1972, stilul modern de produse Gzhel a fost creat folosind vopsea albastră de cobalt.

Vopsele de vopsea de vopsea pictate cu oxid de cobalt (II).

Compoziția geamului obișnuit este exprimată prin formula Na2O * CaO * 6SiO2

Si02 + Na2C03 = Na2Si03 + C02

Si02 + CaC03 = CaSi03 + C02

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

Includerea oxidului de bor în loc de constituenții alcalini dă proprietățile refractare ale sticlei.

concluzie

Deci, astăzi se dovedește că siliciul contribuie la:

· Curățarea și întărirea corpului și absorbția eficientă a nutrienților, macro- și microelementelor

· Creșterea tonului general, creșterea resurselor energetice ale corpului, îmbunătățirea performanței mentale, încetinirea procesului de îmbătrânire

· Eliminarea tulburărilor cauzate de efectele dăunătoare ale radicalilor liberi, prevenirea dezvoltării multor boli cronice

literatură

· Samsonov. GV Silicide și utilizarea lor în inginerie. Kiev, Editura Academiei de Științe a SSR din Ucraina, 1959. 204 pp. Cu bolnav.

· Aleshin E.P., Aleshin N.E. Fig. Moscova, 1993. 504 p. 100 fig.

- existența a două sau mai multe substanțe simple ale aceluiași element chimic, diferite în structură și proprietăți - așa-numitele modificări sau forme alotropice.

Fenomenul alotropiei se datorează fie compoziției diferite a moleculelor unei substanțe simple (alotropia compoziției), fie metodei de plasare a atomilor sau moleculelor în rețeaua cristalină (alotropia formei).

2.1 Silicon de cristal

Siliconul cristalin este forma principală în care siliciul este utilizat în producția de convertoare fotoelectrice și dispozitive electronice solide, utilizând tehnologia plană. Utilizarea siliciului sub formă de filme subțiri (straturi epitaxiale) de structură cristalină și amorfă pe diferite substraturi se dezvoltă în mod activ. Substanță gri închisă cu luciu metalic, duritate mare, fragilitate, semiconductor, inert.

În funcție de scop, există:

1 Silicon de calitate electronică (așa-numitul siliciu electronic) - siliciul de cea mai bună calitate cu un conținut de siliciu de peste 99,999% din greutate, viteze mai mari de viață (peste 25 μs), utilizate pentru producerea de dispozitive electronice solide, microcircuite etc. Rezistența electrică a siliciului de calitate electronică poate fi în intervalul de la aproximativ 0,001 până la 150 Ohm · cm, dar rezistența trebuie furnizată exclusiv de impuritate, adică alte impurități ajung în cristal, deși s și furnizarea resistivității electrice specificate, ca regulă, este inacceptabilă. Cea mai mare parte a cristalelor de siliciu de calitate electronică este așa-numita. "Cristale libere fără dislocare", adică densitatea dislocării în ele nu depășește 10 cm-2, totuși, în unele cazuri, pentru fabricarea dispozitivelor electronice, se utilizează, de asemenea, lingouri cu structură gemică sau chiar policristalină.

2 siliciu solară (așa-numitul "siliciu solar") este siliciul cu un conținut de siliciu mai mare de 99,99% din greutate, cu valori medii ale duratei de viață a transportorului fără echilibru și rezistivității electrice (până la 25 μs și până la 10 Ω cm) producerea de celule fotovoltaice (celule solare);

3 Blocuri siliconice tehnice din silicon de structură policristalină, obținute prin metoda reducerii carbothermice din nisip pur de cuarț; conține 98% siliciu, principala impuritate este carbonul, are un conținut ridicat de elemente de aliere - bor, fosfor, aluminiu; utilizat în principal pentru a produce policristalină

siliciu; în 2006-2009 Datorită lipsei materiilor prime de siliciu de calitate solară s-au făcut încercări de utilizare a acestui material pentru producerea de siliciu cristalin de calitate solară: în acest scop, purificarea suplimentară a siliciului tehnic a fost efectuată prin strivire la limitele intercristaline și prin impregnarea impurităților concentrând granițele.

În funcție de metoda de recristalizare, există:

- lingouri de siliciu monocristalic - cilindric de siliciu cu structură mono- și policristalină cu un diametru de până la 400 mm, obținut prin metoda Czochralski. În monosiliciu, structura cristalului este uniformă, fără limite de granulație (care se observă chiar și în aspect). Aranjamentul ordonat al atomilor de siliciu într-o latură unică de cristal de siliciu creează o structură de bandă clară. Fiecare atom de siliciu are 4 electroni pe carcasa exterioară. Electronii atomilor vecini formează perechi care aparțin ambilor atomi în același timp, astfel încât fiecare atom are 4 legături cu atomii învecinați.

Comportamentul siliciului monocristalin este bine previzibil, totuși, datorită ratei scăzute de creștere și complexității procesului de fabricație, acesta este cel mai scump tip de siliciu. Siliconul monocristalin este baza tehnologiei electronice moderne. Se fac cerințe extrem de ridicate asupra purității și perfecțiunii structurii. Concentrațiile de aditivi activi electrici sunt de obicei în intervalul 10 13 -10 18 cm3, impuritățile din mediul activ din punct de vedere electric sunt mai mici de 10 15 cm3, iar impuritățile inactive din punct de vedere electric sunt mai mici de 10 18 -10 19 cm3. Principalele tipuri de defecte structurale sunt așa-numitele microdefecte. De regulă, acestea sunt bucle mici de dislocare sau grupuri de defecte intrinseci și de impuritate.

- lianți de siliciu cu cristal monocristal, siliconici, cu structură monocristalică, cu un diametru de până la 150 mm, obținut prin metoda topirii zonei fără creuzet;

- blocuri multicomponente - dreptunghiulare de siliciu de structura policristalina cu dimensiuni de pana la 1000x1000x600mm, obtinute prin metoda cristalizarii directionale intr-un container. Acesta ocupă o poziție intermediară între siliciul poli- și monocristalin în mărime și număr de cristale. Este mult mai ușor să crești multi-cristale de siliciu decât cristalele unice, deci costul lor este mai mic. Totuși, calitatea multicristalului în comparație cu un singur cristal este, de asemenea, mai scăzută datorită prezenței granițelor multiple ale granulelor singurelor cristale din care este compus multicristalul. Granițele de granule creează niveluri defecte suplimentare în decalajul de bandă al semiconductorului, fiind centre locale cu o rată ridicată de recombinare, ceea ce duce la o scădere a totalului

durata de viață a transportatorilor minoritari. În plus, limitele granulelor reduc performanțele prin împiedicarea curentului purtător și crearea căilor de manevră pentru curentul care trece prin joncțiunea p-n.

Pentru a evita pierderile prea mari de recombinare la granițele granulelor, dimensiunea granulelor ar trebui să fie de cel puțin câțiva milimetri. Această condiție înseamnă, de asemenea, că mărimea unei singure cereale va fi mai mare decât grosimea celulei solare, ceea ce va reduce rezistența la curentul purtător și lungimea totală a regiunilor limită ale celulei solare. Astfel de siliciu multicristal este utilizat pe scară largă în celulele solare comerciale.

- polisiliciul este un siliciu de înaltă puritate cu un conținut de impurități mai mic de 0,0001%, constând dintr-un număr mare de mici granule de cristal orientate aleatoriu unul față de celălalt.

De fapt, siliciul tehnic este, de asemenea, policristalin, cu toate acestea, pentru a evita confuzia, conceptul de "siliciu policristalin" se aplică numai siliciului semiconductor de înaltă puritate. Polisiliconul este cea mai pură formă de siliciu produs industrial și principalul material pentru microelectronică și energie solară - un produs semifiniv obținut prin purificarea siliciului tehnic cu metode de clorură și utilizat pentru producerea siliciului mono- și multicristalin.

În prezent, se disting polisiliciul de calitate "semiconductor" (cu conținut de impurități mai mic de 1,10-10%) și polisilicon "solare" (conținutul de impurități mai mic de 1,10-5%). Majoritatea siliciului policristalin din lume este produs sub formă tije cilindrice de culoare gri, cu o suprafață dendritică brută. În centrul tijei se află o "semințe" de mono- sau polisiliciu de secțiune rotundă sau pătrată cu un diametru (lateral) de 8-10 mm. Cristaliții în formă închisă sub formă de ace scurte, cu o secțiune transversală mai mică de 1 mm, cresc de la "semințele" perpendiculare pe generatorul.

Polisiliciul este o materie primă pentru producerea de tipuri mai avansate de siliciu - siliciu multicristalin (multisilicon) și siliciu monocristalin (monosiliciu), și, de asemenea, în unele aplicații poate fi utilizat în forma sa pură.

-. Resturile de siliciu - butași, fragmente și alte produse reziduale pure din producția de siliciu prin metodele descrise mai sus fără oxidare, părți topite ale creuzetului sau căptușelii - la rândul lor, pot fi împărțite în subgrupe în funcție de origine - sunt utilizate ca material de lucru în producția de siliciu cristalin;

-. umg-scrap - siliciu tehnic purificat metalurgic - este siliciul tehnic supus purificării prin interacțiunea topiturii de siliciu cu alte substanțe (pentru extragerea impurităților sau transferul acestora într-o fază insolubilă sau gazoasă etc.) și după

urmând cristalizarea direcționată și eliminarea ulterioară a zonei de concentrare a contaminanților;

-. deseuri de decantare - fragmente, butași și alte deșeuri de producție de siliciu cristalin prin metodele descrise mai sus cu reziduuri de creuzet sau căptușire, urme de oxidare, zgură - de regulă, aceasta este și zona în care impuritățile - siliciul cel mai murdar - au fost împinse în timpul cristalizării pe subgrupe, în funcție de originea lor - după purificarea de la impurități de substanțe străine poate fi utilizată ca aditiv la materiile prime reciclabile la primirea unor tipuri de siliciu cu cerințe de calitate redusă.

Siliciul creuzet monocristalin este produs numai în calitate electronică. Multi-siliciu este produs numai calitatea solară. Siliciul monocristalin, tuburile și benzile obținute prin metoda Czochralski pot fi atât calitatea electronică, cât și cea solară.