Ku përdoret silikoni? Silicon: vetitë dhe përdorimet medicinale. Siliconi si një material ndërtimi

Dorëzimi i punës tuaj të mirë në bazën e njohurive është e lehtë. Përdorni formularin më poshtë

Fillimi i epokës së Grafenit

Përveç kësaj, karboni gjithashtu ka tendencë të gjenerojë më pak nxehtësi dhe, duke bërë transistorë shumë më të vegjël, ju mund të keni më shumë prej tyre në të njëjtën hapësirë. Shërbimi fillestar i këtij çipi do të jetë në telefonat mobil, ku mund të përdoret si një marrës radio, i cili ju lejon të përktheni sinjalet në informacion të kuptueshëm që mund të dërgohen dhe pranohen. Pjesa negative, si zakonisht, kur flasim për përdorimin e grafenit si material, është kostoja e lartë e prodhimit të saj, gjë që aktualisht e bën të pamundur komercializimin e tij në një afat të shkurtër.

Studentët, studentët e diplomuar, shkencëtarët e rinj që përdorin bazën e njohurive në studimet dhe punën e tyre do të jenë shumë mirënjohës për ju.

Postuar në http://www.allbest.ru/

MINISTRIET E RUSIS

institucion arsimor buxhetor i shtetit federal

arsimi i lartë profesional

Instituti Teknologjik Shtetëror i Shën Peterburgut

(Universiteti Teknik) ”(SPbGTI (TU))

KRYETARI XT MET

UGS 240100.62

Teknologji kimike speciale

DREJTIMI Kimi e substancave dhe materialeve

DISCIPLINE Hyrje në specialitet

TEMA: Siliconi, vetitë dhe aplikimet e tij në elektronikën moderne

Përfundoi nga një student i vitit të parë, grupi 131

Zhukovskaya Ekaterina Olesevna

Ezhovsky Yuri Konstantinovich

Shën Petersburg 2013

paraqitje

1. Silicon

2. Histori

3. Origjina e emrit

4. Të qenurit në natyrë

5. Pranimin

6. Karakteristikat fizike

7. Karakteristikat elektrofizike

8. Karakteristikat kimike

10. Aplikimi

referencat

paraqitje

Siliconi është një nga elementët e rëndësishëm. Vernadsky shkroi veprën e tij të famshme: "Asnjë organizëm nuk mund të ekzistojë pa silikon" (1944). Në manualin e kimisë për nxënësit e shkollës së klasës së 9-të (Minsk ed: Slovo, 1977), në pjesën Silicon, thuhet: "... silikoni është një material gjysmëpërçues jashtëzakonisht i rëndësishëm, i përdorur për të bërë pajisje mikroelektronike - mikrokontrata". e përdorur në prodhimin e qelizave diellore, ai e shndërron energjinë diellore në energji elektrike. Midis 104 elementeve të sistemit periodik, silikoni ka një rol të veçantë. Itshtë një element piezoelektrik. Mund të shndërrojë një lloj të energjisë në një tjetër. Mekanike në elektrike, dritë në termike, etj. " Isshtë silikon që nënvizon shkëmbimin e energjisë-informacionit në hapësirë \u200b\u200bdhe në Tokë. Nga tabela e përbërjes kimike të Tokës, "Materia e tij e gjallë" dhe sistemet hapësinore të yjeve, Dielli, mund të shihet se oksigjeni është elementi më i zakonshëm në këtë botë - 47%, silikoni zë vendin e dytë - 29.5%, dhe përmbajtja e elementeve të tjerë është shumë më pak .

Gjysmëpërçuesi më i zakonshëm në prodhimin e përbërësve elektronikë është silikoni, pasi rezervat e tij në planet janë pothuajse të pakufizuara.

1. Silicon

Siliconi është një element i nëngrupit kryesor të grupit të katërt të periudhës së tretë të sistemit periodik të elementeve kimike të D. I. Mendeleev, me numër atomik 14. Ai është caktuar nga simboli Si (lat. Silicium).

Shfaqja e një substance të thjeshtë

Në formë amorfe - pluhur kafe, në kristalin - gri të errët, pak me shkëlqim.

Karakteristikat e atomit

Emri, simboli, numri: Silicon / Silicium (Si), 14

Masa atomike (masa molare) 28.0856 amu (g / mol)

Konfigurimi elektronik: 3s2 3p2, në lidhje. 3s 3p3 (hibridizimi)

Rrezja e atomit 132 nm

Karakteristikat kimike

Rrezja kovalente 111 nm

Rrezja jon 42 (+ 4e) 271 (-4e) nm

Elektronegativiteti 1.90 (shkalla Pauling)

Potenciali i elektrodës 0

Oksidimi shprehet: +4, +2, 0, -4

Energjia e jonizimit (elektroni i parë) 786.0 (8.15) kJ / mol (eV)

Karakteristikat termodinamike të një substance të thjeshtë

Dendësia (në n.o.) 2.33 g / cm

Pika e shkrirjes 1414.85 ° C (1688 K)

Pika e zierjes 2349.85 ° C (2623 K)

Nxehtësia e shkrirjes 50.6 kJ / mol

Nxehtësia e avullimit 383 kJ / mol

Nxehtësia specifike molare 20,16 J / (K · mol)

Vëllimi molar prej 12.1 cm / mol

Rrjeta kristalore e një substance të thjeshtë

Struktura e rrjetit: kub, diamant

Parametrat e rrjetit: 5.4307 E

Temperatura e debisë 625 K

Karakteristikat e tjera

Përçueshmëria termike (300 K) 149 W / (mK)

2. Histori

Përbërjet silikoni natyral ose silikoni (English Silicon, French and German Silicium) - dioksidi i silikonit (silicë) - janë njohur për një kohë shumë të gjatë. Të lashtët dinin mirë kristal shkëmbor, ose kuarc, si dhe gurë të çmuar, të cilat janë me kuarc me ngjyra të ndryshme (ametisti, kuarci i tymosur, kalcedonia, krizopraza, topaz, oniks, etj.) Siliconi elementar u mor vetëm në shekullin XIX, megjithëse përpjekjet dekompozimi i silicës u ndërmor nga Scheele dhe Lavoisier, Dzvi (me ndihmën e shtyllës së Volta), Gay-Lussac dhe Tenard (me mjete kimike). Verzelius, duke u përpjekur të dekompozojë silicën, e nxehtë atë në një përzierje me pluhur hekuri dhe qymyr në 1500 ° C dhe mori ferosilicon. Vetëm në vitin 1823 r. Në studimet për komponimet e acidit hidrofluorik, përfshirë SiF4, ai fitoi silikon amorf falas (një "radikal silici") nga bashkëveprimi i fluorit të silikonit dhe avullit të kaliumit. St Clair-Deville në 1855 mori silikonin kristalor.

3. Origjina e emrit

Emri silic ose kiesel (Kiesel, flint) u propozua nga Berzelius. Më parë, Thomson propozoi emrin silikon (Silicon), të miratuar në Angli dhe Shtetet e Bashkuara, në analogji me bor (Boron) dhe karbon (Carbon). Fjala silic vjen nga silic (silicë); përfundimi "a" u miratua në shekujt 18 dhe 19. për përcaktimin e tokës (Silica, Aluminia, Thoria, Terbia, Glucina, Cadmia, etj.). Nga ana tjetër, fjala silicë shoqërohet me lat. Silex (i fortë, shkrepës).

Emri rus silikon vjen nga fjalët e lashta sllave flint (emri i një guri), kremik, i fortë, kolltuk, kolltuk (goditi rripin me hekur për të marrë shkëndija), etj. Në literaturën kimike ruse të fillimit të shekullit XIX. ka emrat silicë (Zakharov, 1810), silicium (Soloviev, Dvigubsky, 1824), flint (Strakhov, 1825), silicë (Jobovsky, 1827), silicë dhe silic (Hess, 1831).

4. Të qenurit në natyrë

Më shpesh në natyrë, silikoni gjendet në formën e silicës - komponime të bazuara në dioksid silikoni (IV) SiO2 (rreth 12% të masës së kores së tokës). Mineralet kryesore dhe shkëmbinjtë e formuar nga dioksidi i silikonit janë rëra (lumi dhe kuarci), kuarci dhe kuarciti, shkrepja dhe farat. Grupi i dytë më i zakonshëm i komponimeve të silikonit në natyrë janë silikatet dhe aluminozilikat.

Shënohen fakte të vetme të gjetjes së silikonit të pastër në një formë amtare.

Siliconi gjendet në shumicën e mineraleve dhe mineraleve. Depozitat e nevojshme të kuarcit dhe rërës kuarc janë në shumë vende të botës. Sidoqoftë, për të marrë një produkt më të mirë ose për të rritur përfitimin, është më e dobishme të përdorni lëndë të para me një përmbajtje maksimale silikoni (deri në 99% SiO2). Depozita të tilla të pasura janë jashtëzakonisht të rralla dhe janë përdorur në mënyrë aktive dhe të gjatë nga industria konkurruese e qelqit në të gjithë botën. Kjo e fundit, megjithatë, nuk ka dëshirë të përpunojë lëndë të para edhe me ndotje minimale të hekurit, por në prodhimin e hekurave të ftohtë është pak kritik. Në të gjithë botën, siguria e prodhimit të silikonit me lëndë të parë konsiderohet e lartë, dhe pjesa përkatëse e kostove në koston e saj kryesore është e parëndësishme (më pak se 10%).

atom amorf silikoni

5. Pranimin

"Siliconi i lirë mund të merret nga kalcinimi me magnez me rërë të bardhë të imët, i cili është dioksidi i silikonit:

Në këtë rast, formohet një pluhur silikoni amorf kafe. "

Në industri, silikoni i pastërtisë teknike fitohet duke zvogëluar shkrirjen e SiO2 me koks në një temperaturë prej rreth 1800 ° C në furrat e furrës me minerale të tipit bosht. Pastërtia e silikonit të marrë në këtë mënyrë mund të arrijë në 99.9% (papastërtitë kryesore janë karboni, metalet).

Pastrimi i mëtejshëm i silikonit nga papastërtitë është i mundur.

Pastrimi laboratorik mund të kryhet duke marrë më parë silicën e magnezit Mg2Si. Pastaj, monosilani i gaztë SiH4 fitohet nga silicidi i magnezit duke përdorur acide klorhidrike ose acetike. Monosilani pastrohet nga distilimi, thithja dhe metoda të tjera, dhe më pas zbërthehet në silikon dhe hidrogjen në një temperaturë prej rreth 1000 ° C.

Pastrimi i silikonit në një shkallë industriale kryhet me klorinimin e drejtpërdrejtë të silikonit. Në këtë rast, formohen përbërës të përbërjes SiCl4 dhe SiCl3H. Këto klorure pastrohen në mënyra të ndryshme nga papastërtitë (zakonisht me distilim dhe disproporcionim) dhe, në fazën përfundimtare, ato reduktohen me hidrogjen të pastër në temperatura nga 900 në 1100 ° C.

Teknologjitë më të lira, më të pastra dhe më efikase të rafinimit të silikonit industrial janë duke u zhvilluar. Në vitin 2010, teknologji të tilla përfshijnë pastrimin e silikonit duke përdorur fluor (në vend të klorit); teknologji për distilimin e monoksidit të silikonit; teknologji të bazuara në gërvishtjen e papastërtive që përqendrohen në kufijtë ndërgranular.

Metoda e prodhimit të silikonit të pastër u zhvillua nga Nikolai Nikolaevich Beketov.

Në Rusi, silikoni teknik prodhohet nga OK Rusal në fabrikat në qytetet Kamensk-Uralsky (Qarku Sverdlovsk) dhe qyteti i Shelekhov (Irkutsk Rajoni); silic, i rafinuar nga teknologjia e klorurit, prodhohet nga grupi Diellor Nitol në uzinën në qytetin Usolye-Sibirskoye.

6. Karakteristikat fizike

Struktura kristal e silikonit

Rrjeta kristalore e silikonit është një tip kub diamanti në qendër të fytyrës, parametri a \u003d 0,54307 nm (modifikime të tjera polimorfike të silikonit u morën gjithashtu në presione të larta), por për shkak të gjatësisë së lidhjes më të gjatë midis atomeve Si - Si në krahasim me gjatësinë e lidhjes C - C, ngurtësinë silikoni është shumë më pak se diamanti. Siliconi është i brishtë, vetëm kur nxehet mbi 800 ° C bëhet një substancë plastike. Shtë interesante, silikoni është transparent ndaj rrezatimit infra të kuqe duke filluar në një gjatësi vale prej 1.1 mikronë. Përqendrimi i brendshëm i bartësve të ngarkesës është 5.81 × 1015 m? 3 (për një temperaturë prej 300 K).

7. Karakteristikat elektrofizike

Siliconi elementar monokristalinal është një gjysmëpërçues indirekt. Hendeku i brezit në temperaturën e dhomës është 1.12 eV, dhe në T \u003d 0 K është 1.21 eV. Përqendrimi i bartësve të ngarkesave të brendshme në silikon në kushte normale është rreth 1.5 × 1010 cm? 3.

Karakteristikat elektrofizike të silikonit kristal ndikohen shumë nga papastërtitë që përmbahen në të. Për të marrë kristale silikoni me përçueshmëri të vrimës, atomet e elementeve të grupit III, të tilla si bor, alumin, galium dhe indium, futen në silikon. Për të marrë kristale silikoni me përcjellshmëri elektronike, atomet e elementeve të grupit Vth, të tilla si fosfori, arseniku, antimonia, futen në silikon.

Kur krijoni pajisje elektronike të bazuara në silic, shtresa sipërfaqësore e materialit (deri në dhjetëra mikron) është e përfshirë kryesisht, prandaj, cilësia e sipërfaqes së kristalit mund të ketë një efekt të rëndësishëm në vetitë elektrofizike të silikonit dhe, në përputhje me rrethanat, në vetitë e pajisjes së përfunduar. Kur krijoni disa pajisje, përdoren metoda që shoqërohen me modifikimin e sipërfaqes, për shembull, trajtimi sipërfaqësor i silikonit me agjentë të ndryshëm kimikë.

Konstanta dielektrike: 12

Lëvizshmëria e elektroneve: 1200--1450 cm2 / (V s).

Lëvizshmëria e vrimave: 500 cm2 / (V · s).

Hendeku i brezit është 1.205-2.84 · 10? 4 · T

Jetëgjatësia e elektroneve: 5 ns - 10 ms

Elektroni nënkupton rrugën e lirë: rreth 0,1 cm

Rruga e lirë e vrimave: rreth 0.02 - 0.06 cm

Të gjitha vlerat janë për kushte normale.

8. Karakteristikat kimike

Ashtu si atomet e karbonit, gjendja e hibridizimit sp3 të orbitaleve është karakteristikë e atomeve të silikonit. Për shkak të hibridizimit, silikoni i kristaltë i pastër formon një grilë të ngjashme me diamantin, në të cilën silikoni është tetravalent. Në komponimet, silikoni zakonisht manifestohet si një element tetravalent me një gjendje oksidimi prej +4 ose −4. Përbërjet dyvalente të silikonit gjenden, për shembull, oksidi i silikonit (II) - SiO.

Në kushte normale, silikoni është kimikisht joaktiv dhe reagon në mënyrë aktive vetëm me fluor të gaztë, dhe formohet tetrafluorid silikoni i paqëndrueshëm SiF4. Kjo "mosveprim" i silikonit shoqërohet me pasivizimin e sipërfaqes nga një shtresë nanosale e dioksidit të silikonit, i cili menjëherë formohet në prani të oksigjenit, ajrit ose ujit (avullit të ujit).

Kur nxehet në temperatura mbi 400–500 ° C, silikoni reagon me oksigjen për të formuar dioksid SiO2, procesi shoqërohet me një rritje të trashësisë së shtresës së dioksidit në sipërfaqe, shkalla e procesit të oksidimit është e kufizuar nga shpërndarja e oksigjenit atomik përmes filmit të dioksidit.

Kur nxehet në temperatura mbi 400-500 ° C, silikoni reagon me klor, brom dhe jod - me formimin e tetrahalideve përkatëse lehtësisht të paqëndrueshme SiHal4 dhe, ndoshta, halideve më komplekse.

Siliconi nuk reagon drejtpërdrejt me hidrogjen, përbërjet silikoni me hidrogjen - silanet me formulën e përgjithshme SinH2n + 2 - merren në mënyrë indirekte. Monosilane SiH4 (shpesh quhet thjesht silane) lëshohet gjatë bashkëveprimit të silikideve metalike me zgjidhje acidi, për shembull:

Silani SiH4 i formuar në këtë reagim përmban një përzierje të silaneve të tjera, në veçanti, disilane Si2H6 dhe trisilane Si3H8, në të cilën ekziston një zinxhir atomesh silikoni të lidhura së bashku me lidhje të vetme (--Si - Si - Si--).

Siliconi formon nitrid Si3N4 me azot në një temperaturë prej rreth 1000 ° C, dhe boridet rezistente termikisht dhe kimikisht SiB3, SiB6 dhe SiB12 me bor.

Në temperaturat mbi 1000 ° C, ju mund të merrni një përbërës të silikonit dhe analogut më të afërt të tij sipas tabelës periodike - karbidit të karbonit - silikonit SiC (karborundum), i cili karakterizohet nga ngurtësi e lartë dhe aktivitet kimik i ulët. Karborundumi përdoret gjerësisht si një material gërryes. Në të njëjtën kohë, interesant, shkrihet silikoni (1415 ° C) mund të kontaktohet me karbon për një kohë të gjatë në formën e pjesëve të mëdha të grafitit të dendur të sintetizuar me presion izostatik, që praktikisht nuk shpërndahet dhe në asnjë mënyrë nuk bashkëvepron me këtë të fundit.

Elementet themelorë të grupit të 4-të (Ge, Sn, Pb) janë pakufizuar në mënyrë të pakufizuar në silikon, si shumica e metaleve të tjerë. Kur silikoni nxehet me metale, silicidet mund të formohen. Silicidet mund të ndahen në dy grupe: jonik-kovalente (metali alkalik, silicidet metalike të tokës alkaline dhe lloji Ca2Si, Mg2Si, etj.) Dhe metali-ngjashëm (silicidet metalike në tranzicion). Silicidet e metaleve aktive zbërthehen nën veprimin e acideve, silicidet metalike në tranzicion janë kimikisht të qëndrueshme dhe nuk dekompozohen nën veprimin e acideve. Silicidet në formë metalike kanë pika të larta shkrirjeje (deri në 2000 ° C). Silicidet në formë metalike të përbërjeve MeSi, Me3Si2, Me2Si3, Me5Si3 dhe MeSi2 formohen më shpesh. Silicidet në formë metalike janë kimikisht inerte, rezistente ndaj veprimit të oksigjenit edhe në temperatura të larta.

Duhet të theksohet veçanërisht se silikoni formon një përzierje eutektike me hekur, gjë që bën të mundur shkrirjen (siguresat) e këtyre materialeve për të formuar qeramikë ferrosilicon në temperatura dukshëm më të ulëta se pikat e shkrirjes së hekurit dhe silikonit.

Kur SiO2 zvogëlohet me silikon në temperatura mbi 1200 ° C, formohet silic (II) -SiO. Ky proces është vërejtur vazhdimisht në prodhimin e kristaleve të silikonit me metodën Czochralski, kristalizimin e drejtuar, sepse ato përdorin kontejnerë të bërë nga dioksidi i silikonit si materiali më pak ndotës i silikonit.

Siliconi karakterizohet nga formimi i komponimeve organosilikon, në të cilat atomet e silikonit janë të lidhur në zinxhirë të gjatë duke u lidhur atomet e oksigjenit - O--, dhe në secilin atom silikoni, përveç dy atomeve O, janë bashkangjitur edhe dy radikale organike R1 dhe R2 \u003d CH3, C2H5, C6H5, CH2CH2CF3, etj.

Për prodhimin e silikonit, më e përdorur është një përzierje e acideve hidrofluorike dhe nitrike. Disa mbledhës specialë parashikojnë shtimin e anhidridit krom dhe substancave të tjera. Gjatë gllënjkës, solucioni i gravilimit të acideve nxehet shpejt në pikën e vlimit, ndërsa shkalla e gravimit rritet shumë herë.

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

SiO2 + 4HF \u003d SiF4 + 2H2O

3SiF4 + 3H2O \u003d 2H2SiF6 + vH2SiO3

Për gllënjimin e silikonit mund të përdoren zgjidhje ujore të alkalave. Harkimi i silikonit në solucionet alkaline fillon në një temperaturë solucioni më shumë se 60 ° C.

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

K2SiO3 + 2H2O-H2SiO3 + 2KOH

9. Siliconi te njerëzit

Si është elementi më i rëndësishëm gjurmues në trupin e njeriut. Roli kryesor i silikonit në trupin e njeriut është të marrë pjesë në një reaksion kimik, thelbi i të cilit është lidhja e nënndarjeve të indeve fibroze të trupit (kolagjenit dhe elastinës) së bashku, gjë që u jep atyre forcë dhe elasticitet. Ai gjithashtu është i përfshirë direkt në procesin e mineralizimit të eshtrave. Gjendet në shumë organe dhe inde, të tilla si mushkëritë, gjëndrat mbiveshkore, trake, kockat dhe ligamentet, gjë që tregon biokompatibilitetin e saj të rritur.Një funksion tjetër i rëndësishëm i silikonit është të ruajë metabolizmin normal të trupit. Më saktësisht - nëse silikoni nuk është i mjaftueshëm, atëherë rreth 70 elementë të tjerë nuk përthithen nga trupi. Siliconi krijon sisteme koloidale që thithin mikroorganizmat dhe viruset e dëmshëm, duke pastruar kështu trupin. Një person ka nevojë për të paktën 10 miligram silikon çdo ditë. Siliconi mund të dorëzohet në trup në dy mënyra: ujë që përmban silikon, dhe hahet bimë të caktuara Me ushqim, deri në 1 g Si ushqehet çdo ditë në trupin e njeriut, mungesa e këtij elementi mund të çojë në dobësimin e indit kockor dhe zhvillimin e sëmundjeve infektive.

Karakteristikat shëruese të ujit të silikonit janë të njohura gjerësisht. Uji i silikonit është një mjet i thjeshtë për të rimbushur përqendrimin e kësaj substance thelbësore në trup. Një nga silikonet më të ngopur është një burim natyral i argjilës blu, kurative dhe ushqimore.

10. Aplikimi

Përdorimi në ilaç:

Në mjekësi, silikoni përdoret në përbërjen e silikoneve, - komponime inerte molekulare të larta, të cilat përdoren si veshje për teknologjinë mjekësore. Vitet e fundit, janë shfaqur shtesa dietike dhe ilaçe të pasura me silikon, të përdorura për parandalimin dhe trajtimin e osteoporozës, aterosklerozës, sëmundjeve të thonjve, flokëve dhe lëkurës.

Aplikimi në ndërtim dhe industrinë e lehtë:

Përbërjet silikoni përdoren gjerësisht si në teknologji të lartë, ashtu edhe në jetën e përditshme. Silicat dhe silikat natyrale janë materialet fillestare në prodhimin e qelqit, qeramikës, porcelanit, çimentos, produkteve të betonit, materialeve gërryes, etj. Në kombinim me një numër përbërësish, silica përdoret në prodhimin e kabllove me fibër optike. Mica dhe azbesti përdoren si materiale izoluese elektrike dhe izoluese.

Bateria e modës polimer është një material ekonomik për shtrimin e tuneleve. Silikonet parandalojnë dëmtimin e lagështirës dhe kimikateve të dëmshme. Veshjet e çatisë bazuar në shpërndarjet silikoni mund të mishërojnë ide të guximshme të projektimit dhe të kenë karakteristika teknike mbresëlënëse. Shpërndarjet e kopolimerit sigurojnë ekuilibrin e nevojshëm të lidhjes dhe fleksibilitetin për sealantët me cilësi të lartë të përdorur në sistemet e ngrohjes, ventilimit dhe kondicionimit.

Silikoni janë të shkëlqyeshëm për përfundimin e lëkurës dhe tekstileve, mbrojnë produktin përfundimtar dhe optimizojnë proceset e prodhimit.

Komponime të ndryshme silikoni janë të përshtatshme si aditivë antifoam për lloje të ndryshme të produkteve të pastrimit.

Shpërndarjet me bazë silikoni sigurojnë thithjen efektive dhe përdoren në prodhimin e absorbuesve.

Silikonet mund të gjenden nën kapuç, në sistemet e transmisionit, elektronikë dhe elektrikë, në brendësi të makinës ose në qepjet e rastit. Edhe në temperatura të larta, silikoni mbron nga efektet e substancave agresive, ose vepron si një bllokues, mbrojtës dridhjeje, dirigjent ose izolant. E gjithë kjo është e mundur vetëm për shkak të faktit se polimeret që përmbajnë silikon kanë një gamë të jashtëzakonshme të gjerë të pronave të dobishme.

Ngjitësit dhe sealantët janë produkte thelbësorë në shumë industri kryesore. Siliconi përdoret në zona të ndryshme industriale, duke filluar me prodhimin e letrës, ngjitësit e paketimit, ngjitësin e drurit dhe dyshemesë dhe duke përfunduar me sektorin e automobilave dhe energjinë e erës.

Aplikime të industrisë së rëndë:

"Me të dëgjuar" përdorimin e silikonit si bazë për një gamë të tërë gjysmëpërçuesve - nga qelizat diellore te procesorët kompjuterikë, prandaj ky material është baza e shumicës së "teknologjive të larta". Tonazhi i prodhimit botëror të silikonit gjysmëpërçues të pastërtisë së lartë është rritur për disa dekada me një normë mesatare deri në 20% në vit dhe nuk ka analoge midis metaleve të tjerë të rrallë.

Siliconi me pastërti të lartë përdoret në teknologjinë gjysmëpërçuese, dhe pastërtinë teknike (96-99% Si) - në metalurgji me ngjyra dhe me ngjyra për të prodhuar aliazhe me ngjyra (silumin, etj.), Lidhjeve ((elikë silikoni dhe lidhjeve të përdorura në pajisjet elektrike) dhe deoksidimi çeliku dhe lidhjet (heqja e oksigjenit), prodhimi i silikideve, etj.

Në industri, silikoni i shkallës teknike merret duke ulur shkrirjen e SiO2 me koks në një temperaturë prej rreth 1800 gradë Celsius në furrat e tipit bosht mineral-termik. Pastërtia e silikonit të marrë në këtë mënyrë mund të arrijë 99.9% (papastërtitë kryesore janë karboni, metalet).

Përdorimi i silikonit të pastër dhe përbërësve të tij në industrinë kimike po rritet me një ritëm të shpejtë (rreth 8% rritje në vit). Në dekadat e fundit, vendet e zhvilluara kanë zhvilluar me shpejtësi teknologji për prodhimin e një sërë materialesh silikoni (silikoni) të përdorura në prodhimin e plastikës, bojrave dhe bojrave, lubrifikantë, etj.

Sidoqoftë, shumica e aplikimeve të silikonit në botë (pothuajse 80%) mbeten tradicionale - kjo është një ligaturë në prodhimin e një game të çeliqeve speciale (elektrike, rezistente ndaj nxehtësisë) dhe lidhjeve të ndryshme (silumin, etj.). Një pjesë e konsiderueshme e silikonit dhe lidhjeve të tij përdoren në metalurgjinë me ngjyra, si një çelik deoksidues shumë efektiv.

Lidhjet me ngjyra dhe lidhjet e tjera të silikonit përdoren kryesisht në metalurgjinë me ngjyra. Ato janë më të lira dhe më të adaptueshme për t’u përdorur, dhe përmbajtja e hekurit (dhe në disa raste alumini) nuk është aq kritike. Përbërja e çeliqeve elektrikë, si rregull, përfshin 3.8-4.2% të silikonit, prandaj, vetëm këto pajisje të çelikut në botë konsumojnë më shumë se 0.5 milion ton silikon në vit si një aliazh master. Një përdorim tjetër domethënës i ferrosiliconit (përfshirë edhe përbërjet silikomangane dhe komplekse) është effectiveelikë deoksiduese efektive dhe relativisht e lira.

Metalurgji jo-ngjyra (dhe industria kimike) është më e përdorur magnez metalik. Gjen aplikimin më të madh si lidhës i aluminit të ngurtësuar (silumin) dhe lidhjeve të magnezit.

Siliconi (si karbid silikoni dhe kompozime komplekse) gjen një përdorim në prodhimin e produkteve dhe mjeteve gërryese dhe karbide.

Përdorimi në energji, elektrike dhe elektronike:

Karakteristikat e dyfishtë të silikonit, siç është përçueshmëria elektrike dhe cilësitë e izolimit, si dhe fleksibiliteti, lejojnë përdorimin e silikonit në të gjithë linjën e produkteve, siç janë pajisjet e ndriçimit, kondensatorët, izoluesit, si dhe patate të skuqura dhe dielektrikë. Kështu, silikoni izolon nga të gjitha llojet e efekteve të jashtme, të tilla si papastërtia, lagështia, rrezatimi ose nxehtësia.

Në elektronikën e konsumatorit dhe sensorët e matjes, silikonet sigurojnë besueshmërinë dhe sigurinë e përbërësve të pajisjeve elektrike dhe të ndjeshme elektronike. Ato përdoren në industrinë e automobilave, industrinë e lehtë, industrinë gjysmëpërçuese dhe optoelektronikën, si dhe në instrumentet dhe teknologjinë e kontrollit dhe ndriçimin.

Në rezistencat dhe kondensatorët, rrëshirat e metil silikoni shërbejnë si një shtresë efektive për të parandaluar zjarrin në rast të rritjeve të energjisë elektrike.

Në izoluesit, kabllot dhe transformatorët, silicë pirogjene shfaq izolim të shkëlqyeshëm termik në një gamë të gjerë temperaturash: nga temperatura e dhomës në mbi 1000 ° C.

Teknologjitë moderne dhe premtuese të informacionit (kompjuterë, elektronikë, telekomunikacion, etj) bazohen dhe do të bazohen në përdorimin e silikonit gjysmëpërçues. Tani më të njohurit janë produktet gjysëm të gatshme - verëra silikoni precize (tokësore) deri në 300 mm në diametër, në bazë të të cilave krijohen patate të skuqura më moderne (madhësia e elementeve është deri në 0,065 μm).

Përdorimi i silikonit në industrinë e aviacionit për shkak të aftësisë së tij për të gjeneruar energji përmes qelizave diellore me cilësi të lartë, si dhe të shërbejë si një nënshtresë në qarqe komplekse dhe të mbrojë bykun e anijeve nga ndikimet e jashtme.

Siliconi (c-Si) në format e tij të ndryshme (kristalore, polikristaline, amorfe) tani dhe në të ardhmen e parashikueshme do të mbetet materiali bazë i mikroelektronikës. Kjo është për shkak të një numri të veçorive të tij unike fizike dhe kimike, nga të cilat mund të dallohen këto:

1. Siliconi si material fillestar është i disponueshëm dhe i lirë, dhe teknologjia për prodhimin, pastrimin, përpunimin dhe dopingun e saj është e zhvilluar mirë, e cila siguron një shkallë të lartë të përsosjes kristalografike të strukturave të prodhuara. Duhet theksuar posaçërisht që silikoni është shumë më superior se çeliku në këtë tregues.

2. Siliconi ka veti të mira mekanike. Sipas modulit të Young, silikoni i afrohet çelikut të pandryshkshëm dhe tejkalon shumë kuarcin dhe gotat e ndryshme. Siliconi është afër ngurtësisë për të kuarc dhe është pothuajse dy herë më i fortë se hekuri. Kristalet e vetme të silikonit kanë një forcë të japin që është tre herë më e lartë se ajo e çelikut inox. Sidoqoftë, gjatë deformimit, ajo shembet pa ndryshime të dukshme në madhësi, ndërsa metalet zakonisht pësojnë deformim plastik. Shkaqet e shkatërrimit të silikonit shoqërohen me defekte strukturore të grilës kristalore të vendosur në sipërfaqen e kristaleve të vetme silikoni.

Industria gjysmëpërçuese zgjidh me sukses problemin e trajtimit sipërfaqësor me cilësi të lartë të silikonit, kështu që shpesh përbërësit mekanikë të silikonit (për shembull, elementët elastikë në sensorët e presionit) janë superiore në forcë ndaj çelikut.

Teknologjia e prodhimit mikroelektronik të pajisjeve silikoni bazohet në përdorimin e shtresave të holla të krijuara nga implantimi jon ose difuzionit termik të atomeve dopant, të cilat, në kombinim me metodat e depozitimit vakum të metaleve në një sipërfaqe silikoni, doli të jenë shumë të përshtatshme për miniaturizimin e produkteve.

Pajisjet mikroelektronike silikoni prodhohen sipas teknologjisë së grupit. Kjo do të thotë që të gjitha proceset e prodhimit kryhen për një meshë silikoni të tërë, e cila përmban disa qindra kristale individuale ("patate të skuqura"). Dhe vetëm në fazën e fundit të prodhimit pllaka ndahet në kristale, të cilat më pas përdoren në montimin e pajisjeve individuale, gjë që përfundimisht ul në mënyrë drastike koston e tyre.

Për të riprodhuar madhësinë dhe formën e strukturave të pajisjeve silikoni, përdoret metoda e fotolitografisë, e cila siguron prodhim me precizion të lartë.

Për prodhimin e sensorëve, aftësia e silikonit për t'iu përgjigjur llojeve të ndryshme të ndikimeve është veçanërisht e rëndësishme: mekanike, termike, magnetike, kimike dhe elektrike. Universaliteti i silikonit ndihmon në uljen e kostos së sensorëve dhe bashkimin e teknologjisë së tyre të prodhimit. Në sensorët, silikoni shërben si një dhënës, qëllimi kryesor i të cilit është të shndërrojë efektin fizik ose kimik të matur në një sinjal elektrik. Funksionet e silikonit në sensorë rezultojnë të jenë shumë më të gjëra sesa në qarqet konvencionale të integruara. Kjo çon në disa karakteristika specifike të teknologjisë së prodhimit të elementeve të ndjeshëm të silikonit.

referencat

1. Enciklopedia kimike: në 5 vëllime. / Redaksia: Knunyants I.L. (ch. Red.). - Moska: Enciklopedia Sovjetike, 1990. - T. 2. - fq 508. - 671 f. - 100 000 kopje

2. J.P. Riley and Skirrow G. Oqeanografia Kimike V. 1, 1965

3. Silikon metalik në ijolitet e masivit Goryachegorsk, Petrologjia e kondritëve të zakonshëm

4. Glinka N.L. Kimi e përgjithshme. - 24 ed., Rev. - L .: Kimi, 1985. - fq 492. - 702 f.

5. R Smith., Gjysem perçuesit: Trans. nga anglishtja - M .: Mir, 1982. - 560 s, il.

6. Pakhomova, TB, Aleksandrova, EA, Simanova, S.A. Silicon: Udhëzues studimi. - SPb .: SPbSTI (TU), 2003. - 24s.

7. Zi S., Fizika e pajisjeve gjysmëpërçuese: Në 2 libra. Vol. 1. Trans. nga anglishtja - M .: Mir, 1984. - 456 s, il.

8. Koledov L. А. Teknologjitë dhe hartimet e mikrocirove, mikroprocesorëve dhe mikro-kuvendeve: Tutorial // ed. 2, Corr. dhe shtoni. - SPb .: Shtëpia botuese Lan, 2007.

9. Samsonov. GV Silicides dhe përdorimi i tyre në inxhinieri. - Kiev, Shtëpia Botuese e Akademisë së Shkencave të SSR-së së Ukrainës, 1959. - 204 f. me të sëmurë.

Postuar në Allbest.ru

...

Dokumente të ngjashme

Struktura e atomit të silikonit, vetitë themelore kimike dhe fizike të tij. Shpërndarja e silikateve dhe silicave në natyrë, përdorimi i kristaleve të kuarcit në industri. Metodat për të marrë silikon të pastër dhe shumë të pastër për teknologjinë gjysmëpërçuese.

abstrakte, shtuar 12/25/2014


Elementi i dytë më i zakonshëm (pas oksigjenit) të kores së tokës. Substanca e thjeshtë dhe silikoni element. Përbërjet silikoni. Zonat e aplikimit të komponimeve silikoni. Përbërjet silikoni. Jeta silikon.

abstrakte, shtuar më 14.08.2007


Sipas përhapjes në koren e tokës, silikoni zë 2 vend pas oksigjenit. Siliconi metalik dhe përbërjet e tij kanë gjetur aplikim në fusha të ndryshme të teknologjisë. Në formën e aditivëve lidhës në prodhimin e klasave të ndryshme të metaleve të çelikut dhe atyre me ngjyra.

gazeta me termin e shtuar 04/01/2009


Siliconi është një element i nëngrupit kryesor të grupit të katërt të periudhës së tretë të tabelës periodike të elementeve kimike D.I. Mendeleev; përhapur në natyrë. Varieteteve të mineraleve me bazë silicë. Zonat e aplikimit të komponimeve silikoni; qelqi.

prezantimi u shtua më 05/16/2011


Karakteristikat kimike të substancave të thjeshta. Informacione të përgjithshme rreth karbonit dhe silikonit. Përbërjet kimike të karbonit, oksigjeni dhe derivatet që përmbajnë azot. Karbide, të tretshme dhe të tretshme në ujë dhe acide të holluara. Përbërjet e oksigjenuara të silikonit.

abstrakte, shtuar 10/7/2010


Karakteristikat fizike të elementeve të nëngrupit kryesor të grupit III. Karakteristikat e përgjithshme të aluminit, borit. Përbërjet natyrore inorganike të karbonit. Karakteristikat kimike të silikonit. Ndërveprimi i karbonit me metale, jometale dhe ujë. Karakteristikat e oksideve.

prezantimi u shtua më 04/09/2017


Nitridimi i drejtpërdrejtë i silikonit. Proceset e depozitimit të avullit. Depozitimi kimik plazmatik dhe spërkatja reaktive. Struktura e filmave të hollë të nitridit të silikonit. Ndikimi i sipërfaqes së substratit në përbërjen, strukturën dhe morfologjinë e shtresave të depozituara të nitritit të silikonit.

gazeta me termin e shtuar 12/03/2014


Lidhjeve silikoni me nikel, vetitë e tyre dhe aplikimi industrial. Modelimi termodinamik i vetive të solucioneve metalike të ngurta. Teoria e zgjidhjeve "të rregullta". Funksionet termodinamike të formimit të komponimeve ndërmetale. Llogaritja e veprimtarive të përbërësve.

tezë, shtuar 13.03.2011


Pasqyrë e furrave të shkrirjes së xeheve të përdorura në prodhimin e silikonit. Rillogaritja e përbërjes kimike të lëndëve të para dhe agjentëve reduktues të karbonit që përdoren në prodhimin e silikonit në sasi molare të elementeve kimike, duke marrë parasysh faktorët e ngarkimit.

gazeta me termin e shtuar 12/04/2015


Historia e zbulimit të fosforit. Përbërjet natyrore, shpërndarja e fosforit në natyrë dhe prodhimi i saj. Karakteristikat kimike, konfigurimi i elektroneve dhe kalimi i atomit të fosforit në gjendjen e ngacmuar. Ndërveprimi me oksigjenin, halogjenet, squfurin dhe metalet.

Ministria e Arsimit të Përgjithshëm dhe Profesional

Novosibirsk Teknike e Shtetit

universiteti

RGR në Kimi Organike.

"Silicon"

Fakulteti: EM

Grupi: EM-012

Përfundoi: Danilov I.V.

Ligjërues: Shevnitsyna LV

Novosibirsk, 2001

Silicon (lat. Silicium), Si, element kimik i grupit IV, periodik

sistemi periodik; numri atomik 14, masa atomike 28.086. Në natyrë

elementi përfaqësohet nga tre izotopë të qëndrueshëm: 28Si (92.27%), 29Si

(4.68%) dhe 30Si (3.05%).

Silicon në organizmat e gjallë.

Siliconi në trup është në formën e komponimeve të ndryshme të përfshira

kryesisht në formimin e pjesëve dhe indeve të forta skeletore. veçanërisht

shumë bimë ujore mund të grumbullojnë disa bimë detare (për shembull, diatome

algat) dhe kafshët (për shembull, sponges kremnernerog, radiolarian),

duke formuar depozita të fuqishme të dioksidit të silikonit kur vdesin në dyshemenë e oqeanit.

në detet dhe liqenet e ftohta, baltë biogjene të dominuara nga K, në

dete tropikale - silqe gëlqerore me përmbajtje të ulët të K. Në mesin e tokës

shumë bimë K grumbullojnë drithëra, sedges, pëllëmbë dhe kuaj. Në vertebrorët

sasitë më të mëdha të K. që gjenden në inde lidhës të dendur, veshkat,

pankreasit. Racioni ditor i një personi përmban deri në 1 g K.

njerëzore dhe shkakton sëmundjen - Silicosis (nga latinishtja. silex -

flint), një sëmundje njerëzore e shkaktuar nga mbytja e zgjatur e pluhurit,

sëmundje. Ndodh në miniera, të veshura me porcelan,

industria metalurgjike, makineri-ndërtuese. C. - më së shumti

sëmundje e pafavorshme nga grupi i pneumokoniozës; më shpesh sesa

në sëmundje të tjera, shënohet hyrja në procesin tuberkuloz

(t. N. silikotuberkulozi) dhe komplikime të tjera.

Historia e zbulimit dhe përdorimit.

Sfond historik. Përbërjet K., të përhapura në tokë, ishin

i njohur për njeriun që nga Epoka e Gurit. Përdorimi i mjeteve prej guri për punë

dhe gjuetia zgjati disa mijëra vjet. Përdorimi i komponimeve K.,

të lidhura me përpunimin e tyre, - prodhimin e qelqit - filluan rreth 3000

vjet para Krishtit e. (në Egjiptin e lashtë). Kompleksi i njohur më parë K. -

dioksidi siO2 (silicë). Në shekullin e 18-të silica konsiderohej një trup i thjeshtë dhe

i atribuohet "tokës" (siç pasqyrohet në emrin e saj). Kompleksiteti i përbërjes

silica gjeti I. Ya. Berzelius. Silicon në gjendje të lirë për herë të parë

është marrë në vitin 1811 nga shkencëtari francez J. Gay-Lussac dhe O. Tenard.

Në 1825, mineralogisti dhe kimisti suedez Jens Jakob Berzelius mori një amorf

silikon. Pluhur kafe i silikonit amorf u mor nga rimëkëmbja

tetrafluorid silikoni i gaztë me kalium metalik:

SiF4 + 4K \u003d Si + 4KF

Forma kristalore e silikonit u mor më vonë. recrystallization

silikoni nga metalet e shkrirë u mor të ngurta gri, por

kristale të brishtë me një shkëlqim metalik. Emrat rusë të elementit

silikoni u fut në përdorim nga G.I Hess në 1834.

Shpërndarja në natyrë.

Siliconi pas oksigjenit është elementi më i zakonshëm (27.6%) në tokë.

Shtë një element që përfshihet në shumicën e mineraleve dhe shkëmbinjve,

që përbëjnë guaskën e fortë të kores së tokës. Në koren e tokës K. luan njësoj

roli parësor si karboni në botën e kafshëve dhe bimëve. për

në gjeokimi, K. lidhja e saj jashtëzakonisht e fortë me oksigjenin është e rëndësishme. Më shumë

përbërës të zakonshëm silikoni - oksid silikoni SiO2 dhe

derivatet e acidit silicik te quajtura silikate. Oksidi i silikonit (IV)

ndodh në formën e një minerali kuarc (silicë, flint). Në natyrën e kësaj

lidhjet janë bërë pirg malesh. Shumë e madhe, me peshë deri në 40 tonë,

kristale kuarci. Rëra e zakonshme përbëhet nga kuarci i ndotur

papastërti të ndryshme. Konsumi vjetor global i rërës arrin në 300

mln. ton.

Nga silikat, aluminozilikat janë më të zakonshme në natyrë (kaolinë

Al2O3 * 2SiO2 * 2H2O, asbest CaO * 3MgO * 4SiO2, orthoclase K2O * Al2O3 * 6SiO2, etj).

Nëse përbërja e mineralit përveç oksideve të silikonit dhe aluminit janë oksidet

natriumi, kaliumi ose kalciumi, minerali quhet feldspar (i bardhë)

mikë, etj). Feldspar përbën rreth gjysmën e të njohurve

natyra e silikateve. Shkëmbinjtë granit dhe gneiss përfshijnë kuarc, mikë,

feldspat.

Siliconi është pjesë e botës bimore dhe shtazore në sasi të parëndësishme

për shkak të forcës së shtuar të rrjedhave të këtyre bimëve. Ciliatet e guaskave,

sfungjerët e trupit, vezët dhe pendët e shpendëve, flokët e kafshëve, flokët, trupi qelqor

sytë gjithashtu përmbajnë silikon.

Analiza e mostrave të tokës hënore të dorëzuar nga anijet tregoi

prania e oksidit të silikonit në numrin e më shumë se 40 përqind. E përbërë nga guri

përmbajtja e silikonit meteorites arrin në 20 përqind.

Struktura e atomit dhe kimike kryesore dhe fizike. Ishulli i Shenjtë.

K. formon gri të errët me kristale të shkëlqimit metalik që kanë

grilë e tipit diamant të përqendruar në fytyrë diamanti me një periudhë prej a \u003d 5.431E,

dendësia prej 2.33 g / cm3. Në presione shumë të larta, u mor një e re (

me sa duket gjashtëkëndor) modifikim me një dendësi 2.55 g / cm3. K. shkrihet

në 1417 ° С, vlon në 2600 ° С. Nxehtësia specifike (në 20-100 ° С) 800

j / (kgChK), ose 0,191 kal / (gChgrad); përçueshmëri termike edhe për më të pastrat

mostrat nuk janë konstante dhe janë brenda (25 ° C) 84-126 W / (MChK), ose

0.20-0.30 kal / (smCSchechChrad). Koeficienti i temperaturës së zgjerimit linear

2.33CH10-6 K-1; nën 120K bëhet negativ. K. është transparent

rrezet infra të kuqe me valë të gjata; indeksi i refraktimit (për l \u003d 6 μm) 3.42;

konstanta dielektrike e 11.7. K. është diamagnetik, magnetik atomik

ndjeshmëria -0.13 CH10-6. K. Mohs ngurtësia 7.0, Brinell 2.4

GN / m2 (240 kgf / mm2), modul i elasticitetit 109 GN / m2 (10890 kgf / mm2),

faktori i kompresueshmërisë 0,325Ч10-6 см2 / кг. K. material i brishtë; i dukshëm

deformimi plastik fillon në temperatura mbi 800 ° C.

K. - gjysmëpërçues, i cili përdoret gjithnjë e më shumë. elektrik

karakteristikat e K. varen shumë nga papastërtia. Vetë vëllim specifik

rezistenca elektrike K. në temperaturën e dhomës supozohet të jetë

2,3 × 103 ohm (2,3 × 105 ohmcm).

Gjysem perçuesi K. me perçueshmëri te tipit p (aditivë B, Al, In ose Ga) dhe n-

lloji (aditivë P, Bi, As ose Sb) ka rezistencë të konsiderueshme më pak.

Boshllëku i brezit elektrik në matjet elektrike është 1.21 ev, me

0 K dhe zvogëlohet në 1,119 eV në 300 K.

Në përputhje me pozicionin e K. në tabelën periodike të Mendeleev 14

elektronet e një atomi K. shpërndahen në tre predha: në të parën (nga bërthama) 2

elektron, në 8-in e dytë, në të tretin (valencë) 4; konfigurimi elektronik

shell 1s22s22p63s23p2. Potencialet sekonuese të jonizimit (eV):

8149; 16.34; 33.46 dhe 45.13. Rreze atomike 1.33E, rreze kovalente

1.17E, rrezja jonike e Si4 + 0.39E, Si4- 1.98E.

Në komponimet K. (si karboni) 4-valenca. Megjithatë, ndryshe nga

karboni, K., së bashku me koordinimin numër 4, tregon koordinimin

numri 6, i cili shpjegohet me vëllimin e madh të atomit të tij (një shembull i tillë

komponimet janë silikofluoride që përmbajnë grupin 2-).

Lidhja kimike e atomit K. me atomet e tjerë zakonisht kryhet nga

orbitale hibride sp3, por është gjithashtu e mundur që të përfshihen dy nga pesë e tij

(bosh) orbitale 3D, sidomos kur K. është gjashtë koordinativ.

Posedimi i një vlere të vogël elektronegativiteti prej 1,8 (kundrejt 2.5 y

karbon; 3.0 në azot, etj), K. në komponimet me jo metale

elektropozitive, dhe këto komponime janë natyrore polare. më e madhe

energji lidhëse me oksigjenin Si-O, e barabartë me 464 kJ / mol (111 kcal / mol),

shkakton rezistencën e përbërjeve të tij të oksigjenit (SiO2 dhe silikateve).

Energjia lidhëse e Si-Si është e vogël, 176 kJ / mol (42 kcal / mol); ndryshe nga

karboni, K. nuk karakterizohet nga formimi i zinxhirëve të gjatë dhe një lidhje e dyfishtë

midis atomeve Si. Në ajër, K. për shkak të formimit të oksidit mbrojtës

filmi është i qëndrueshëm edhe në temperatura të ngritura. Oksidon në oksigjen

duke filluar nga 400 ° C, duke formuar dioksid silikoni SiO2. Monoksidi është i njohur gjithashtu.

SiO, i qëndrueshëm në temperatura të larta në formën e gazit; si rezultat i një të mprehtë

ftohja mund të merret produkt i ngurtë, lehtësisht i dekompozuar në

një përzierje e hollë e Si dhe SiO2. K. është rezistent ndaj acideve dhe shpërndahet vetëm në

përzierje të acideve nitrike dhe hidrofluorike; tretet lehtësisht në nxehtësi

zgjidhje alkaline me evolucion të hidrogjenit. K. reagon me fluorin kur

temperatura e dhomës, me halogjenet e tjera - kur nxehet

formimi i komponimeve të formulës së përgjithshme SiX4 (shiko halidet e silikonit).

Hidrogjeni nuk reagon drejtpërdrejt me K., dhe silicë (silani)

merrni dekompozimin e silikideve (shih më poshtë). Silicë e njohur nga SiH4

deri në Si8H18 (e ngjashme në përbërje me hidrokarburet e ngopura). K. forma 2

grupet e silaneve që përmbajnë oksigjen janë siloxane dhe siloxenes. Me azotin K.

reagon në temperatura mbi 1000 ° C. Rëndësi e rëndësishme praktike

nitrid Si3N4, jo i oksiduar në ajër edhe në 1200 ° С, rezistent ndaj

në lidhje me acidet (përveç nitrikut) dhe alkalave, si dhe të shkrirë

metale dhe skorje, duke e bërë atë një material të vlefshëm për kimikatet

industri, për prodhimin e rafinerive, etj. Ngurtësi e lartë, dhe

gjithashtu komponimet K me rezistencë termike dhe kimike ndryshojnë.

karboni (karbid silikoni SiC) dhe me bor (SiB3, SiB6, SiB12). në

ngrohja K. reagon (në prani të katalizatorëve metalikë,

për shembull bakër) me komponime organoklorine (për shembull, me CH3Cl) me

formimi i organohalosilaneve [për shembull, Si (CH3) 3CI], të cilat i shërbejnë

sintezën e përbërjeve të shumta organosilikon.

Getting.

Metoda më e thjeshtë dhe më e përshtatshme laboratorike për prodhimin e silikonit është

ulje e oksidit të silikonit SiO2 në temperatura të larta me metale

studio Rrjeti Edition. Për shkak të qëndrueshmërisë së oksidit të silikonit për tu rikthyer

përdoren reduktues aktivë si magnezi dhe alumini:

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

Alumini kristalor përftohet nga zvogëlimi me alumini metalik.

silikon. Metoda e rikuperimit të metaleve nga oksidet e tyre metalike

alumini u hap nga kimisti fizik rus NN Beketov në 1865. në

rikuperimi i oksidit të silikonit me alumin, nxehtësia e lëshuar nuk është e mjaftueshme për të

shkrirja e produkteve të reaksionit - oksid silikoni dhe alumini, i cili

shkrihet në 2050 C. Për të zvogëluar pikën e shkrirjes së produkteve të reagimit në

squfuri dhe alumini i tepërt i shtohen përzierjes së reaksionit. Kur formohet reaksioni

sulfide alumini me shkrirje të ulët:

2Al + 3S \u003d Al2S3

Pika të silikonit të shkrirë zhyten në fund të kryqit.

K. pastërtia teknike (95-98%) prodhohet në një hark elektrik

restaurimi i silicës SiO2 midis elektrodave grafit.

Në lidhje me zhvillimin e teknologjisë gjysmëpërçuese, zhvilluan metoda për të marrë

k. i pastër dhe shumë i pastër Kjo kërkon sintezën paraprake të më të pastërve

komponimet origjinale K., nga të cilat K. nxirret me zvogëlim ose

dekompozimi termik.

Gjysem perçuesi K. i pastër merr në dy forma: polikristaline

(ulja e SiCl4 ose SiHCl3 me zink ose hidrogjen, termik

dekompozimi i Sil4 dhe SiH4) dhe monokristalin (shkrirja e zonës së kryqëzuar

dhe "nxjerr" një kristal të vetëm nga K. i shkrirë - metoda Czochralski).

Me klorizimin e silikonit teknik, fitohet tetrachloride silikoni.

Zbërthimi më i vjetër i tetraklorurit të silikonit është metoda

kimisti i shquar rus Akademik NN Beketov. Kjo metodë mund

paraqisni me ekuacion:

SiCl4 + Zn \u003d Si + 2ZnCl2.

Këtu janë palë tetrachloride silikoni që ziejnë në 57.6 ° C,

bashkëveprojnë me avujt e zinkut.

Aktualisht, tetrakloridi i silikonit zvogëlohet me hidrogjen. reaksion

vazhdon sipas ekuacionit:

SiCl4 + 2H2 \u003d Si + 4HCl.

Siliconi fitohet në formë pluhuri. Aplikoni dhe metodën e jodidit

për të marrë silikon, i ngjashëm me metodën e jodidit të përshkruar më parë për të përftuar

titan i pastër.

Për të marrë silikon të pastër, ai pastrohet nga papastërtitë me shkrirjen e zonës.

e ngjashme me atë se si fitohet titani i pastër.

Preferohen për një gamë të pajisjeve gjysmëpërçuese

materialet gjysmëpërçuese të marra në formën e kristaleve të vetme, si në

material polikristaline ka ndryshime të pakontrolluara

vetitë elektrike.

Gjatë rrotullimit të kristaleve të vetme duke përdorur metodën Czochralski, e cila konsiston

në vijim: një shufër ulet në materialin e shkrirë, në fund të së cilës

ekziston një kristal i këtij materiali; ai shërben si mikrob i së ardhmes

kristal i vetëm. Shufra nxirret nga shkrirja me një shpejtësi të ulët deri në 1-2

mm / min Si rezultat, një kristal i vetëm i madhësisë së dëshiruar rritet gradualisht. Të

ai prerë pllakat e përdorura në pajisjet gjysmëpërçuese.

Aplikimi.

K. i lidhur posaçërisht përdoret gjerësisht si material për prodhimin

pajisje gjysmëpërçuese (transistorë, termistorë, ndreqës të energjisë)

diodat aktuale, të kontrolluara - tiristorët; qelizat diellore të përdorura në

anije kozmike, etj). Meqenëse K. është transparent ndaj rrezeve me një gjatësi

valë nga 1 deri në 9 mikron, ajo përdoret në optikën infra të kuqe (shih gjithashtu Quartz).

Ka një fushë të larmishme dhe gjithnjë e në zgjerim të aplikimit.

metalurgjia K. përdoret për të hequr tretur në të shkrirë

metale oksigjeni (deoksidimi). K. është pjesë e një të madhe

numrat e lidhjeve të hekurit dhe ato me ngjyra. Zakonisht K. jep aliazhe

rritur rezistencën ndaj korrozionit, përmirëson vetitë e tyre të hedhjes dhe

rrit forcën mekanike; sidoqoftë, me përmbajtjen e saj më të madhe, K. mund

shkaktojnë brishtësi. Hekuri, bakri dhe alumini janë më të rëndësishmet.

komponimet organosilikon dhe silicidet. Silica dhe shumë silikate

(balta, feldspar, mikë, talk, etj.) janë qelqi të përpunuar,

çimento, qeramikë, elektrike dhe industri të tjera.

Silicizimi, ngopja sipërfaqësore ose pjesa më e madhe e materialit me silikon.

Madeshtë bërë duke përpunuar materialin në tymrat e silikonit, të cilat formohen në lartësi

temperaturë mbi shtresën e silikonit, ose në një medium të gaztë që përmban

klorosilane për reduktimin e hidrogjenit (për shembull, nga reagimi i SiCI4 + 2H2

Si + 4HC1). Përdoret kryesisht si mjet mbrojtës i zjarrdurimit

metale (W, Mo, Ta, Ti, etj.) nga oksidimi. Rezistenca ndaj oksidimit

për shkak të formimit të difuzionit të dendur në S.

Veshje silikoni "Vetë-shëruese" (WSi2, MoSi2, etj.). i gjerë

përdoret grafit silikoni.

Connection.

Silicides.

Silicidet (nga latinishtja. Silicium - silicon), përbërës kimikë të silikonit me

metale dhe disa jo-metale. C. sipas llojit të lidhjes kimike mund të jetë

ndahet në tre grupe kryesore: jon-kovalente, kovalente dhe

metalike-si. Jonet kovalente S. formohen alkaline (përveç

natriumi dhe kaliumi) dhe metale alkaline të tokës, si dhe metale të nëngrupeve

bakri dhe zinku; kovalente - bor, karboni, azoti, oksigjeni, fosfori,

squfur, ato quhen gjithashtu boride, karbide, nitride silikoni), etj .;

metale si metale tranzicioni.

C. fitohet duke shkrirë ose shkrirë një përzierje pluhur të Si dhe

metal përkatës: duke ngrohur oksidet metalike me Si, SiC, SiO2 dhe

silikate natyrale ose sintetike (nganjëherë të përziera me karbon);

bashkëveprimi i metalit me një përzierje të SiCl4 dhe H2; shkrihet elektroliza,

i përbërë nga K2SiF6 dhe oksid i metalit përkatës. Kovalente dhe

metalike si S. zjarrduruese, rezistente ndaj oksidimit, veprimi i mineralit

acide dhe gaze të ndryshme agresive. C. përdoret në përbërjen e rezistencës ndaj nxehtësisë

materiale të përbëra metalike-qeramike për aviacionin dhe raketat

teknologji. MoSi2 përdoret për të prodhuar ngrohje të rezistencës,

duke punuar në ajër në një temperaturë deri në 1600 ° C. FeSi2, Fe3Si2, Fe2Si

janë pjesë e ferrosiliconit të përdorur për deoksidimin dhe dopingun

Çelikë. Karbidi i silikonit është një nga materialet gjysmëpërçuese.

Grafit silikoni

Grafit i silikuar, grafit i ngopur me silikon. Prodhuar nga përpunimi

grafit poroz në mbushjen e silikonit në 1800-2200 ° С (këtu, çifte)

silikoni i depozituar në poret). Përbëhet nga një bazë grafiti, karbid silikoni

dhe silikon falas. Kombinon rezistencë të lartë të nxehtësisë të natyrshme në grafit.

dhe forca në temperatura të ngritura me dendësi, papërshkueshmëri të gazit,

rezistencë e lartë ndaj oksidimit në temperaturat deri në 1750 ° С dhe erozioni

rezistenca. Përdoret për rreshtimin e furrave me temperaturë të lartë, në

pajisje për hedhjen e metaleve, në elementët e ngrohjes, për

pjesë prodhimi të aviacionit dhe teknologjisë hapësinore, duke punuar në

temperaturat e larta dhe erozioni

Silal (nga latinishtja. Silicium - aliazh silikoni dhe anglisht. Alloy), gize e qëndrueshme ndaj nxehtësisë

me një përmbajtje të lartë të silikonit (5-6%). 2 lloje të prodhuara në BRSS

C. - me grafit lamelar dhe sferik. Nga S. bëj relativisht

pjesë të lirë të hedhura që funksionojnë në kushte të temperaturës së lartë (800-900

° C), për shembull dyert e furrave me vatër të hapura, hekura, detaje të kaldajave të avullit.

Silumin (nga Latinishtja. Silicium - silikon dhe Alumini - alumini), emri i përbashkët

grupe të lidhjeve të shkritores me bazë alumini që përmbajnë silikon (4-13%, në)

disa marka deri në 23%). Në varësi të kombinimit të dëshiruar

vetitë teknologjike dhe operative të lidhjes së karbonit.Cu, Mn, Mg, ndonjëherë

Zn, Ti, Be dhe metale të tjera. C. kanë kallëp të lartë dhe të mjaftueshëm

veti të larta mekanike, që japin, megjithatë, mekanike

vetitë e lidhjeve të hedhura bazuar në sistemin Al - Cu. Për meritat e S.

rezistenca e tyre në rritje e korrozionit në lagësht dhe detare

atmosferat. C. të përdorura në prodhimin e pjesëve të konfigurimit kompleks,

kryesisht në industrinë e automobilave dhe avionëve. Në BRSS lëshoi \u200b\u200bS. notat AL2,

AL4, AL9, etj.

Mangani i silicës

Ferroalloy silikomangane përbërësit kryesorë të të cilave janë silikoni dhe mangani;

i shkrirë në furrat ore-termike përmes një procesi të rikuperimit të karbonit. S.

me 10-26% Si (pjesa tjetër e Mn, Fe dhe papastërtitë) të marra nga xehe mangan,

skorje mangani dhe kuarciti, përdoret në shkrirjen e çelikut si

deoksiduesi dhe aditivi lidhës, si dhe për shkrirjen e feromanganit me

procesi silikotermik me përmbajtje të ulët karboni. Pp. Me 28-30% Si

(lëndë e parë për të cilën merret posaçërisht mangani i lartë

skorje me fosfor të ulët) përdoret në prodhimin e metalit mangan.

Silikohrom

Silikochrome, ferrosilicochrome, ferroalloy, përbërësit kryesorë të të cilave janë

silikoni dhe kromi; i shkrirë në furrën e rigjenerimit të nxehtit mineral

një proces nga ferrokromi kuarcit dhe i grimcuar ose

xeheror krom. C. me 10-46% Si (pjesa tjetër e Cr, Fe dhe papastërtitë) përdoret kur

për shkrirjen e çelikut me aliazh të ulët, si dhe për prodhimin e ferrokromit me

procesi silikotermik me përmbajtje të ulët karboni. C. me 43-55% Si

përdoret në prodhimin e ferrokromit pa karbon dhe në shkrirjen

çelik inox.

Silhrom

Silkrome (nga Latinishtja. Silicium - silicon dhe Chromium - krom), emri i zakonshëm

grupe të çelikut të qëndrueshëm ndaj nxehtësisë dhe të qëndrueshëm ndaj nxehtësisë të aliazuar me Cr (5-14%) dhe Si

(1-3%). Në varësi të nivelit të kërkuar të pronave operative C.

aliazh i mëtejshëm me Mo (deri 0.9%) ose Al (deri në 1.8%). C. rezistente ndaj

oksidimi në ajër dhe në media që përmbajnë squfur deri në 850-950 ° C; zbatohen

kryesisht për prodhimin e valvulave të motorëve me djegie të brendshme,

dhe gjithashtu detaje të instalimeve të bojlerëve, programeve të rrjetit, etj. Në rritje

ngarkesa mekanike, pjesë nga S. funksionojnë me siguri për një kohë të gjatë

termi në temperaturat deri në 600-800 ° C. Në BRSS është lëshuar S. shënon 4Х9С2,

4X10C2M dhe të tjerët

Halides silikoni

Halidet e silikonit, përbërës silikoni me halogjene. I njohur K. g.

llojet e mëposhtme (H-halogjeni X): SiX4, SiHnX4-n (halogensilanes), SinX2n + 2 dhe

halide të përziera, për shembull SiClBr3. Në kushte normale, SiF4 është një gaz,

SiCl4 dhe SiBr4 - lëngje (sppl - 68.8 dhe 5 ° С), SiI4 - të ngurta (tnl

124 ° C). Komponimet SiX4 hidrolizohen lehtësisht: SiX4 + 2H2O \u003d SiO2 + 4HX;

ajri është i tymosur për shkak të formimit të grimcave shumë të vogla të SiO2;

tetrafluorid silikoni reagon ndryshe: 3SiF4 + 2H2O \u003d SiO2 + 2H2SiF6. chlorosilanes

(SiHnX4-n), për shembull SiHCl3 (marrë nga veprimi i HCl të gaztë në Si),

nën veprimin e ujit formojnë përbërës polimer me siloxan të fortë

zinxhir Si-O-Si. Ndryshojnë në reaktivitet të lartë, klorosilane

shërbejnë si materiale fillestare për prodhimin e komponimeve organosilicon.

Përbërjet e tipit SinX2n + 2, që përmbajnë zinxhirë të atomeve Si, me X - klor, japin

një numër, përfshirë Si6Cl14 (tnl 320 ° C); halogjenet e mbetura formojnë vetëm Si2X6.

Përbërjet e llojeve (SiX2) n dhe (SiX) n janë marrë. Molekulat SiX2 dhe SiX

ekzistojnë në temperaturë të lartë në formën e gazit dhe me një ftohje të mprehtë

(azoti i lëngshëm) formojnë substanca të ngurta polimer që janë të pazgjidhshme në

tretës organikë të zakonshëm.

Tetrachloride silic SiCl4 përdoret në prodhimin e lubrifikantëve,

izolimin elektrik, bartësit e nxehtësisë, lëngjet e papërshkueshëm nga uji, etj.

Karbid silikoni.

Karbidë silikoni, karborundum, SiC, përbërës silikoni-karboni; një nga

karburet më të rëndësishme që përdoren në inxhinieri. Në formë të pastër K. k - pa ngjyrë

kristal diamanti; produkt teknik i gjelbër ose blu-i zi

ngjyra. K. k Ekziston në dy modifikime kryesore kristaline -

gjashtëkëndor (a-SiC) dhe kub (b-SiC), me qenie gjashtëkëndore

"Molekulë gjigande", e ndërtuar mbi parimin e një lloji strukturor

polimerizim i drejtuar i molekulave të thjeshta. Shtresat e atomeve të karbonit dhe

silikoni në a-SiC vendoset në lidhje me njëri-tjetrin në mënyra të ndryshme, duke formuar shumë

llojet strukturore. Kalimi i b-SiC në a-SiC ndodh në një temperaturë

2100-2300 ° C (tranzicioni i kundërt zakonisht nuk vërehet). K. K. Refraktar

(shkrihet me dekompozim në 2830 ° C), ka një ngurtësi jashtëzakonisht të lartë

(mikroardhë 33400 Mn / m2 ose 3,34 tf / mm2), e dyta vetëm për diamant dhe bor

karbid B4C; brishtë; dendësia prej 3.2 g / cm3. K. k. Qëndrueshëm në të ndryshme

ambiente kimike, përfshirë në temperatura të larta.

K. k. Prodhohet në furrat elektrike në 2000-2200 ° С nga një përzierje e rërës kuarc

(51-55%), koks (35-40%) me shtimin e NaCI (I-5%) dhe tallash (5-10%).

Për shkak të fortësisë së saj të lartë, rezistencës kimike dhe rezistencës ndaj konsumit K.

për të përdorur gjerësisht si një material gërryes (kur bluaj), për prerje

materiale të forta, pika mjetesh, si dhe për të bërë të ndryshme

pjesë të pajisjeve kimike dhe metalurgjike që veprojnë në komplekse

kushtet e temperaturës së lartë. K. k., Doped me papastërti të ndryshme,

përdoret në teknologjinë gjysmëpërçuese, veçanërisht në ngritje

temperaturat. Shtë interesante të përdoret K. k. Në inxhinieri elektrike - për

ngrohje prodhuese të furrave me rezistencë elektrike me temperaturë të lartë

(shufra silikoni), kapës rrufe për linjat e transmetimit elektrik

rezistencat aktuale, jolineare, si pjesë e pajisjeve izoluese elektrike, etj.

Dioksidi i silikonit

DIOXIDE SILICON (silicë), SiO2, kristale. Më e zakonshme

minerali është kuarc; rëra e zakonshme është gjithashtu dioksid silikoni. Përdoret në

prodhimi i qelqit, porcelanit, enë prej balte, betoni, tulla, qeramikë,

mbushës gome, adsorbues në kromatografi, në elektronikë, akustikë-optikë

dhe të tjerët. Mineralet silicë, një numër specie minerale që përfaqësojnë

modifikimet polimorfike të dioksidit të silikonit; rezistent ndaj disa

varion temperaturën në varësi të presionit.

| Emri | | Sistemi | Presioni, | Temperatura- | Dendësia |

| minerale | | | jam * | | | t, |

| | | | | turne, ° C | kg / m "|

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

| t | | | | 0 | |

| b-tridymite | | Gjashtëkëndësh | 1 | 1470-870 | 2220 |

| | | Naya | | | |

| a-kuarc | | gjashtëkëndor | 1 | 870-573 | 2530 |

| | | Naya | | | |

| b-kuarc | | trigonal | 1 | poshtë 573 | 2650 |

| b1-tridymite | | gjashtëkëndor | 1 | 163-117 | përafërsisht. |

| | | Naya | | | 2260 |

| a-tridymite | metastabile | romb | 1 | poshtë 117 | afërsisht. |

| | y | | | | 2260 |

| a-cristobali | Tetragonal | 1 | nën 200 | 2320 |

| t | | Naya | | | |

| Coesit | Metastabile | monoklinike | 35 mijë | 1700-500 | 2930 |

| | e në ulët | | | | |

| | temperament- | | | | |

| | Raturah dhe | | | | |

| | presion | | | | |

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

| | | Naya | th | | | |

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

| | | Naya | | | |

* 1 am \u003d 1 kgf / cm2 @ 0,1 Mn / m2.

Baza e strukturës kristaline të K. m është një kornizë tre-dimensionale,

e ndërtuar nga tetrahedrone që lidhen përmes oksigjeneve të zakonshëm (5104).

Sidoqoftë, simetria e vendndodhjes së tyre, dendësia e paketimit dhe e ndërsjella

orientimi është i ndryshëm, gjë që pasqyrohet në simetrinë e kristaleve individuale

minerale dhe vetitë e tyre fizike. Përjashtim është stishovit,

baza e strukturës së së cilës janë oktahedra (SiO6), që formon strukturën,

i ngjashëm me rutilin. Të gjithë K. m (përveç disa llojeve të kuarcit)

zakonisht pa ngjyre. Fortësia në shkallën mineralogjike është e ndryshme: nga 5.5 (a-

tridymit) deri në 8-8.5 (stishovit).

K. m. Zakonisht gjendet në formën e kokrrave shumë të imëta, kriptokristaline

fibroze (a-cristobalite, e ashtuquajtura lussatite) dhe nganjëherë sferoidale

formacione. Më rrallë - në formën e kristaleve tabelë ose pllake

pamja (tridymite), oktaateralja, dipiramidal (a- dhe b-cristobalite),

gjilpërë e imët (coesit, stishovit). Shumica e C. m. (Përveç kuarcit) është shumë

të rralla dhe në kushtet e zonave sipërfaqësore të kores së tokës janë të paqëndrueshme.

Modifikimet e temperaturës së lartë të SiO2 - b-tridymite, b-cristobalite -

formuar në zbrazëtirat e cekëta të shkëmbinjve të rinj shpërthyes (dacitë, bazalts,

liparitet, etj). A-cristobalite me temperaturë të ulët, së bashku me a-tridymite,

është një nga pjesët përbërëse të agatit, kalcedonisë, opaleve; depozituar

nga zgjidhjet e nxehta ujore, ndonjëherë nga SiO2 koloide. Stishovit dhe coesit

gjenden në gurët ranorë të kraterit meteorik Devil Canyon në Arizona (SHBA)

ku ata u formuan në kurriz të kuarcit me presion të menjëhershëm ultrahigh dhe

kur temperatura rritet gjatë rënies së meteorit. Në natyrë gjithashtu

ka: gotë kuarci (të ashtuquajturat leschelerit), të formuar në

shkrirja e rërës kuarc nga goditjet e rrufesë, dhe melanophlogite - në

si kristale të vogla kubësh dhe kore (pseudomorfe që përbëhen nga

kuarci opal dhe kalcedoni), përllogaritur në squfurin vendas në

depozitat e Siçilisë (Itali). Kitit në natyrë nuk përmbushen.

Kuarc (ai. Quarz), mineral; nën emrin K. dy kristal

modifikimet e dioksidit të silikonit SiO2: K. gjashtëkëndor (ose a-K.), të qëndrueshëm

me një presion prej 1 atm (ose 100 kn / m2) në intervalin e temperaturës 870-573 ° C, dhe

trigonal (b-K.), i qëndrueshëm në temperaturë nën 573 ° C. b-By. më shumë

gjendet gjerësisht në natyrë. Kristalizohet në klasën trigonale.

trapezohedron i sistemit trigonal. Struktura kristal e tipit kornizë

e ndërtuar me tetrahedrone me oksigjen silikoni të rregulluar në një mënyrë si vidhos (me

kthesa e djathtë ose e majtë e vidhos) në lidhje me boshtin kryesor të kristalit.

në varësi të kësaj, e djathta dhe e majta strukturore dhe morfologjike

forma kristali që ndryshojnë nga jashtë në simetrinë e rregullimit të disave

fytyrat (për shembull, trapezohedron, etj). Mungesa e aeroplanëve dhe qendrës

simetria në kristalet K. shkakton praninë e piezoelektrikut dhe

vetitë pirroelektrike.

Kristalet më të shpeshta kristalore kanë një pamje të zgjatur prizmatike me

zhvillimi mbizotërues i fytyrave të prizmit gjashtëkëndor dhe dy rhombohedrons

(koka kristal). Më rrallë, kristalet marrin formën e një pseudoheksagonal

dipyramid. Kristalet e rregullta nga jashtë K. zakonisht janë binjake komplekse,

duke formuar seksionet më të zakonshme binjake sipas të ashtuquajturave. braziliane ose

ligje Dauphine. Këto të fundit ndodhin jo vetëm me rritjen e kristaleve

por edhe si rezultat i rregullimit të brendshëm strukturor me a - b termik

tranzicionet, të shoqëruara me kompresim, si dhe deformime mekanike.

Ngjyra e kristaleve, kokrrave, agregateve K. më e larmishmja: më e zakonshmja

i pangjyrë, me qumësht të bardhë ose gri K. Transparencë ose e tejdukshme

kristale me ngjyra të bukura, të quajtura veçanërisht: pa ngjyrë, transparente -

kristal shkëmbor; violet - ametist; i tymosur - rauchtopaz; e zezë

Morion; e verdhë e artë - citrinë. Njollat \u200b\u200be ndryshme zakonisht për shkak

defektet strukturore kur zëvendësohet Si4 + me Fe3 + ose Al3 + me njëkohësisht

duke hyrë në rrjetën e Na1 +, Li1 + ose (OH) 1-. Ka edhe të vështira

ngjyrosur K. për shkak të mikro-përfshirjeve të mineraleve të jashtëm: prasem jeshil

Përfshirjet e aktinolitit ose kloritit mikrokristal; shimmer i artë

aventurina - përfshirje të mikë ose hematit, dhe të tjerët.Kriptokristaline

varietetet K. - agat dhe kalcedoni - përbëhen nga fibroza më e mirë

formacione. K. optikisht uniaxial, pozitiv. Indeksi i refraksionit

(për dritën e ditës l \u003d 589.3): ne \u003d 1.553; nr \u003d \u003d 1,544. Transparente në

rrezet ultravjollcë dhe infra të kuqe pjesërisht. Kur kalon drita

rreze e polarizuar aeroplan në drejtim të boshtit optik të kristaleve të majtë K.

rrotulloni aeroplanin e polarizimit në të majtë, dhe të djathtën - në të djathtë. Në pjesën e dukshme

spektri, vlera e këndit të rrotullimit (nga trashësia e pllakës K. në 1 mm) ndryshon nga

32.7 (për l 486 nm) deri në 13.9 ° (728 nm). Vlera dielektrike

pershkueshmris (eij), modul piezoelektrik (djj) dhe elastik

koeficientët (Sij) janë si më poshtë (në temperaturën e dhomës): e11 \u003d 4.58; e33 \u003d

4.70; d11 \u003d -6.76 * 10-8; d14 \u003d 2.56 * 10-8; S11 \u003d 1.279; S12 \u003d - 0.159; S13 \u003d

0.110; S14 \u003d -0.446; S33 \u003d 0.956; S44 \u003d 1,978. Koeficientët linearë

shtesat janë: pingul me boshtin e rendit të 3-të të 13.4 * 10-6 dhe

paralel me boshtin 8 * 10-6. Nxehtësia e shndërrimit të b - a K. është e barabartë me 2.5 kcal / mol.

(10.45 kj / mol). Ngurtësia në një shkallë mineralogjike prej 7; dendësia është 2650

kg / m3. Shkrihet në një temperaturë prej 1710 ° C dhe ngrin kur ftohet në të ashtuquajturën.

gotë kuarci. Fused K. është një izolant i mirë; rezistencë kubike me

buzë 1 cm në 18 ° C është 5 * 1018 ohm / cm, koeficienti i zgjerimit linear

0,57 * 10-6 cm / ° С. Anshtë zhvilluar një teknologji e kultivimit ekonomikisht e qëndrueshme.

kristale sintetike të vetme K., e cila përftohet nga zgjidhjet ujore të SiO2

në presione të ngritura dhe temperaturë (sintezë hidrotermale). Kristal

k. sintetike kanë veti të qëndrueshme piezoelektrike,

rezistent ndaj rrezatimit, homogjenitet të lartë optik, etj

vetitë teknike.

K. natyral është një mineral shumë i përhapur, është thelbësor.

pjesë e shumë shkëmbinjve, si dhe depozitat e dobishme

fosile të gjenezës më të larmishme. Më e rëndësishmja për të

materialet kuarc - rëra kuarci, kuarcite dhe

monokristal kristal K. Ky i fundit është i rrallë dhe shumë

shumë e vlerësuar. Në BRSS, depozitat më të rëndësishme të kristaleve K. janë në Urale, në

BRSS (Volyn), në Pamirs, në pellgun e lumit. Aldan; jashtë vendit - depozitat në

Brazili dhe Republika Malagasy. Rëra kuarci është një lëndë e parë e rëndësishme për

industria e qeramikës dhe qelqit. Kristalet e vetme K. i gjen

aplikimi në inxhinieri radio (stabilizuesit e frekuencës piezoelektrike,

filtra, rezonatorë, piezoplate në instalime tejzanor, etj); në

bërja e instrumentit optik (prizmat për spektrografët, monokromatorët, lentet)

për optikën ultravjollcë, etj). Fused K. është përdorur për

bërja e mallrave speciale kimike. K. përdoret edhe për

përftoni silic kimikisht të pastër. Transparencë, e pikturuar bukur

varieteteve K. janë gurë gjysmë të çmuar dhe përdoren gjerësisht në

biznes bizhuteri.

Qelqi silic kuarc, xhami silikat me një përbërës i vetëm

specie silicë natyrale - kristal shkëmbi, venë kuarci dhe

rërë silicë dhe silicë sintetike. Janë dy

lloji i C. industriale: transparente (optike dhe teknike) dhe

errët. Opaciteti K. f. Bashkangjit një numër të madh

flluska të vogla gazi të shpërndara në të (me një diametër nga 0.03 në 0.3

um), shpërndarje e lehtë. Transmetimi optik K. s., I marrë nga shkrirja

kristali shkëmb, krejtësisht i njëtrajtshëm, nuk përmban gaz të dukshëm

bubbles; ka indeksin më të ulët në mesin e gotave silikate

refraksioni (nD \u003d 1.4558) dhe transmetimi më i lartë i dritës, veçanërisht për

rrezet ultraviolet. Për K. me. karakterizohet nga termale e lartë dhe

rezistenca kimike; temperatura zbutëse K. s. 1400 ° C K. f. nje e mire

dielektrike, përçueshmëri elektrike specifike në 20 ° С-10-14 - 10-16th-

1m-1, tangjentja e humbjes dielektrike në një temperaturë prej 20 ° C dhe frekuencës

106 Hz - 0.0025-0,0006. K. f. përdoret për prodhimin e laboratorit

enët, thurrët, pajisjet optike, izoluesit (veçanërisht për ato të larta)

temperaturat), produkte rezistente ndaj luhatjeve të temperaturës.

Silane (nga latinishtja. Silicium - silicon), përbërje silikoni me hidrogjen të zakonshëm

formulat SinH2n + 2. Janë marrë silane deri në oktasilane Si8H18. në

temperatura e dhomës dy K. e para - monosilane SiH4 dhe disilane Si2H6 -

të gaztë, pjesa tjetër - lëngje të paqëndrueshme. Të gjithë C. kanë një erë të pakëndshme,

helmuese. K. shumë më pak e qëndrueshme se alkanet, në ajër

vetë-ndezje, për shembull 2Si2H6 + 7O2 \u003d 4SiO2 + 6H2O. Zbërthimi i ujit:

Si3H8 + 6H2O \u003d 3SiO2 + 10H2. Në natyrë, K. nuk ndodhin. Në laborator nga veprimi

acidet e holluara në silicidin e magnezit marrin një përzierje të K. të ndryshme, asaj

ftohur dhe ndarë fort (nga distilimi fraksional në mungesë të plotë të

ajrit).

Acidi silic

Acidet silicike, derivatet e anhidridit silicik SiO2; shumë e dobët

acid, pak i tretshëm në ujë. Në formë të pastër u morën

acidi metasilicik H2SiO3 (më saktë, forma e tij polimerike H8Si4O12) dhe

H2Si2O5. Silicë amorfe (silicë amorfe) në tretësirë \u200b\u200bujore

(tretshmëria rreth 100 mg në 1 l) formon kryesisht ortosilicon

acid H4SiO4. Në zgjidhjet e mbivendosur të marra me metoda të ndryshme K.

ndryshojnë me formimin e grimcave koloidale (masa molare deri në 1500), në

sipërfaqet e të cilave janë grupe OH. Të arsimuar etj. sol në

varësitë e pH-së mund të jenë të qëndrueshme (pH rreth 2)

ose mund të grumbullohen, duke hyrë në një xhel (pH 5-6). qëndrueshme

solucione shumë të përqendruara K. që përmbajnë substanca të veçanta -

stabilizues, të përdorura në bërjen e letrave, në tekstile

industri, për trajtimin e ujit. Acidi fluorosilicik, H2SiF6,

acidi inorganik i fortë. Ekziston vetëm në një zgjidhje ujore; në

forma e lirë zbërthehet në tetrafluorid silikon SiF4 dhe fluorid hidrogjeni

HF. Përdoret si një dezinfektues i fortë, por kryesisht -

për marrjen e kripërave K. në. - kremneftoridov.

silikate

SILICAT, kripëra të acideve të silikonit. Më e përhapur në koren e tokës

(80% nga pesha); njihen më shumë se 500 minerale, mes tyre të çmuar

gurë, si smeraldi, beryl, akuamarin. Silikat - baza e çimentove,

qeramikë, smalt, gotë silikate; lëndët e para në prodhimin e shumë metaleve,

ngjitëse, ngjyra, etj .; materiale radio elektronike, etj. Kremneftoridy,

fluorosilikate, kripëra të acidit hidrofluorosilikik H2SiF6. Kur nxehet

kalbje, për shembull, CaSiF6 \u003d CaF2 + SiF4. Kripërat Na, K, Rb, Cs dhe Ba janë të vështira

i tretshëm në ujë dhe formojnë kristale karakteristike që përdoren në

analiza sasiore dhe mikrokimike. Vlera më e madhe praktike

ka silikofluorid natriumi Na2SiF6 (veçanërisht, në prodhimin e

çimento rezistente ndaj acidit, smalt, etj). Një pjesë e konsiderueshme e Na2SiF6

ricikloni në NaF. Na2SiF6 është marrë nga mbeturinat që përmbajnë SiF4

bimë superfosfate. Silicofluoride të tretshme në ujë Mg, Zn dhe Al

(emrat teknik fletë) përdoret për të dhënë rezistencën e ujit

gur ndërtimi. Të gjithë K. (si dhe H2SiF6) janë helmues.

Aplikimi.

Fig.1 Kuarci i djathtë dhe i majtë.

Fig.2 minerale silicë.

Fig.3 kuarci (struktura)