Özet: “Silikon, özellikleri ve allotropik değişiklikler. Silikon, biyojenik bir elementtir. Silisyum, özellikleri ve allotropik modifikasyonlar - silisyumun kimyasal özellikleri

Kristalin silikon, çelik parıltılı koyu gri bir malzemedir. Silisyumun yapısı, elmasın yapısına benzer: kristal kafes küp şeklindedir, fakat atomlar arasındaki daha uzun bağ nedeniyle Si-Si bağ uzunluğu karşı Cı-Cı- Silikonun sertliği elmastan çok daha azdır. Silikon çok kırılgandır, yoğunluğu 2.33 g / cm3'tür.

Kömür gibi, refrakter maddelere atıfta bulunur.

Silisyumun kristalimsi yapısı (Şekil 2).

Silisyumun kristal kafesi kübik yüz merkezli bir elmas türüdür, a = 0.54307 nm parametresi (silisyumun diğer polimorfik modifikasyonları yüksek basınçlarda elde edilir), fakat atomlar arasındaki daha uzun bağ uzunluğundan dolayı Si-Si bağ uzunluğu karşı Cı-Cı- Silikonun sertliği elmastan çok daha azdır. Silikon kırılgandır, ancak 800 ° C'nin üzerinde ısıtıldığında plastik bir madde haline gelir. İlginç bir şekilde, silikon, 1.1 mikrometre dalga boyunda başlayan, kızılötesi radyasyona karşı saydamdır. Kendi taşıyıcı konsantrasyonu - 13.1 × 10 28 m? 3

Şekil 2. Silikon kafes ve kovalent zincir bağ şeması: a - kovalent bağ; b - genel görünüm

Kimyasal özellikleri

Bileşiklerde silikon, +4 veya 4 4'lük bir oksidasyon durumu sergileme eğilimindedir, çünkü silikon atomu, orbitallerin 3-durumlu hibridizasyonu için daha karakteristiktir. Bu nedenle, silika hariç tüm bileşiklerde (II) SiOsilikon, çok değerlidir.

Kimyasal olarak silikon aktif değildir. Oda sıcaklığında, sadece gaz halindeki florin ile tepkimeye girer ve uçucu silikon tetraflorür oluşur. SiF 4 . 400 - 500 ° C sıcaklığa ısıtıldığında, silikon dioksit oluşturmak için oksijenle reaksiyona girer SiO 2 , klor, brom ve iyot ile - karşılık gelen kolayca uçucu tetrahalidlerin oluşumu ile SiHalogen 4 .

Silikon doğrudan hidrojenle reaksiyona girmez, hidrojenli silikon bileşikleri genel formül ile silandır si n 'H 2n + 2 - Dolaylı olarak elde edildi. silicomethane SiH 4 (genellikle basitçe silan olarak adlandırılır), metal silikitler asit çözeltileriyle etkileşime girdiğinde salınır, örneğin:

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

Bu reaksiyonda oluşan silan SiH 4 diğer silanların, özellikle disilanın bir karışımını içerir. si 2 'H 6 ve trisilan si 3 'H 8 tekli bağlarla birbirine bağlanmış bir silikon atomu zinciri içinde (-Si-Si-Si).

Azot ile, yaklaşık 1000 ° C sıcaklıktaki silikon bir nitrür oluşturur. si 3 N- 4 , borlu - termal ve kimyasal olarak dirençli boritler SiB 3 , SiB 6 ve sib 12 . Silisyum bileşiği ve periyodik cetveldeki en yakın analoğu - karbon - silisyum karbür SiC (carborundum), yüksek sertlik ve düşük kimyasal aktivite ile karakterize edilir. Carborundum yaygın olarak bir aşındırıcı olarak kullanılır.

Silisyum metallerle ısıtıldığında silisitler ortaya çıkar. Silisitler iki gruba ayrılabilir: iyonik kovalent (alkali metal, toprak alkali metal silisitler ve magnezyum Ca 2 Si, Mg 2 si ve diğerleri.) ve metal benzeri (geçiş metali silisitleri). Aktif metallerin silisitleri asitlerin etkisi altında ayrışır, geçiş metali silisitleri kimyasal olarak kararlıdır ve asitlerin etkisi altında ayrışmazlar. Metal benzeri silisitler yüksek erime noktalarına (2000 ° C'ye kadar) sahiptir. Bileşimlerin metal benzeri silisitleri en sık oluşturulur. Haydi beni 3 si 2 Beni 2 si 3 Beni 5 si 3 ve mesi 2 . Metal benzeri silisitler, yüksek sıcaklıklarda bile oksijenin etkisine dayanıklı kimyasal olarak etkisizdir.

Geri yüklerken SiO 2 yüksek sıcaklıklarda silikon silika oluşturur (II) SiO.

Silikon, silikon atomlarının uzun zincirlere oksijen atomlarının köprülenmesiyle bağlandığı organosilikon bileşiklerin oluşumu ile karakterize edilir - aman- ve iki atom hariç her silikon atomuna amaniki organik radikal daha ekledi R, 1 ve R, 2 = CH 3 , C 2 'H 5 , C 6 'H 5 CH 2 CH 2 CF 3 ve diğerleri

Aşındırma silikonu için en yaygın kullanılan, hidroflorik ve nitrik asitlerin bir karışımıdır. Bazı özel toplayıcılar, kromik anhidrit ve diğer maddelerin eklenmesini sağlar. Aşındırma işlemi sırasında, asit aşındırma çözeltisi hızlı bir şekilde kaynama noktasına kadar ısıtılır, oysa aşındırma oranı birçok kez artar.

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

SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 Ey

3SiF 4 + 3H 2 O = 2H 2 SiF 6 + vH 2 SiO 3

Silisyumun aşınması için sulu alkali çözeltileri kullanılabilir. Alkali çözeltilerde silikonun aşınması, 60 ° C'den daha yüksek bir çözelti sıcaklığında başlar.

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

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

Fiziksel özellikleri

Silikon küp yüz merkezli elmas tipinin kristal kafesi, parametre ve = 0.54307 nm (silikonun diğer polimorfik modifikasyonları, yüksek basınçlarda elde edildi), fakat atomlar arasındaki daha uzun bağ uzunluğundan dolayı Si-Si C - C bağının uzunluğu ile karşılaştırıldığında, silikonun sertliği elmasınkinden oldukça azdır. Silikon kırılgandır, ancak 800 ° C'nin üzerinde ısıtıldığında plastik bir madde haline gelir. İlginç bir şekilde, silikon, 1.1 mikrometre dalga boyunda başlayan, kızılötesi radyasyona karşı saydamdır. Kendi yük taşıyıcı konsantrasyonu - 13.1 · 10 28 m? 3

Elektrofiziksel özellikleri

Monokristal formundaki elementel silikon, doğrudan aralıklı olmayan bir yarı iletkendir. Oda sıcaklığında bant aralığı 1.12 eV'dir ve T = 0 K'de 1.21 eV'dir. Normal koşullarda silikondaki intrinsik yük taşıyıcıların konsantrasyonu yaklaşık 1.510.0 cm3'tür.

Kristalin silikonun elektrofiziksel özellikleri, içinde bulunan yabancı maddelerden büyük ölçüde etkilenir. Delik iletkenliğine sahip silikon kristalleri elde etmek için, üçüncü gruptaki bor, alüminyum, galyum, indiyum gibi elementlerin atomları silisyum içine sokulur). Elektronik iletkenliğe sahip silikon kristalleri elde etmek için, Vth grubunun fosfor, arsenik ve antimon gibi elementlerinin atomları silikona sokulur. (res. 3)

Şekil 3. Yarı iletken üretimi için silikon kristalleri ve gofretler

Silikon bazlı elektronik cihazlar yaratırken, malzemenin yüzeye yakın katmanı kullanılır (onlarca mikrona kadar), böylece kristal yüzey kalitesi silikonun elektriksel özellikleri ve buna bağlı olarak bitmiş cihazın özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Bazı cihazlar oluştururken, örneğin yüzeyini çeşitli kimyasal maddelerle birlikte silikon yüzeyini işlemden geçirerek yüzey modifikasyonu ile ilgili teknikler kullanılır.

1. Dielektrik geçirgenliği: 12

2. Elektron hareketliliği: 1300-1450 cmІ / (in · c).

3. Delik hareketliliği: 500 cm² / (in · c).

4. Yasaklanan bölgenin genişliği 1.205-2.84 · 10 -4 · T

5. Elektron ömrü: 5 ns - 10 ms

6. Elektron ortalama serbest yolu: yaklaşık 0.1 cm

7. Deliğin serbest akış uzunluğu: yaklaşık 0.02 - 0.06 cm

Belediye eğitim kurumu

"Ortaokul № 6"

Murom Şehirleri

Kimyada konuyla ilgili soyut:

“Silikon, özellikleri ve allotropik değişiklikler. Silikon - biyojenik bir element "

Yerine getirilen öğrenci 8 Sınıfta

Shvetsova Tatyana

Başkan Kornyshova S.S.

Giriş 3

Silikon Keşif Tarihi 4

Doğada silikon ve endüstriyel madencilik 5

Silisyum, özellikleri ve allotropik modifikasyonlar 7

Silikon almanın yolları 10

Silikon bileşikleri ve özellikleri 11

Silikon - Besin 14

Silikat endüstrisi 17

Sonuç 19

Edebiyat 20

tanıtım

Silisyumun iyileştirici özellikleri günlerimizden çok daha önce biliniyordu: Eski Hindistan ve Çin'de, silikon içeren genç bambuların iyileştirici özellikleri uzun zamandır Rusya'da kullanılmış ve Rusya'da anemik çocukları tedavi etmek ve yaşlıları deri hastalıklarından zehirleme ve mide ekşimesi riskini almak için beyaz kil kullanılmıştır. Eski Hindistan ve Çin'in eczacılık uygulamalarında ve daha sonra birçok ülkenin halk tıbbında, at kuyruğu, ısırgan otu, dağcı, bambu ve ünlü ginseng gibi silikon içeren bitkilerin kaynatmalarını, infüzyonlarını ve özlerini kullandı. 200 yıldan uzun bir süredir, klasik homeopati alanında silikon kullanılmaktadır, modern kozmetik ürünlerinde çok popülerdir ve cilt canlandırması (gençleştirme) için mezoterapide yaygın olarak kullanılmaktadır.

Amaç: Silisyum ve doğal bileşiklerin özelliklerini incelemek, atomların yapısı hakkında bilgiyi geliştirmek.

· Silisyumun yapısını, silisyumun değerini ve bileşiklerini ve pratik uygulamalarını belirler.

· Silisyumun değerini besin maddesi olarak vurgulayın

· Silikat endüstrisinin ana alanlarını belirlemek

Silikon Keşif Tarihi

Silikon, periyodik kimyasal elementler tablosunun üçüncü periyodunun dördüncü grubunun ana alt grubunun bir elementidir. I. Mendeleev, atom numarası 14. ile Si sembolü (lat. Silicium) ile gösterilir.

Saf Krem 1811 yılında Fransız bilim adamları Joseph Louis Gay-Lussac ve Louis Jacques Tenard tarafından izole edildi.

1825 yılında İsveçli kimyager Johns Jakob Berzelius, SiF4 silikon florür üzerindeki metalik potasyum etkisiyle saf element silikonu elde etti. Yeni öğeye "silicium" adı verildi (Latince'den. Silex - çakmaktaşı). Rus ismi "silikon" 1834 yılında Rus kimyager Alman İvanoviç Hess tarafından tanıtıldı. Eski Yunanca'dan tercüme edilmiştir. Μρημνός - "uçurum, dağ."

(Latince. silicis - çakmaktaşı; Yunanca'dan Rusça adı - kremnos - uçurum) Si - J. tarafından keşfedildi
Berzelius (Stockholm, İsveç) 1824'te. Ve işte silikon (Silisyum - lat.) Kimyasal element, atom numarası 14, periyodik sistemin grubu IV.

1825'te İsveçli kimyager Johns Jacob Berzelius, SiF4 silikon florür üzerindeki metalik potasyum etkisiyle saf elementel silikon elde etti. Yeni öğeye "silikon" adı verildi (Latince'den. Silex - çakmaktaşı). Rus ismi “silikon” 1834 yılında Rus kimyager Alman İvanoviç Hess tarafından tanıtıldı. Yunan kremnolarından tercüme edilmiştir - “uçurum, dağ”.

Doğada olmak

Doğada silikon ve endüstriyel madencilik

En doğada silisyum, silika - silikon dioksit (IV) Si02 (yer kabuğunun kütlesinin yaklaşık% 12'si) bazlı bileşikler şeklinde bulunur. Silisyum dioksitin oluşturduğu ana mineraller kum (nehir ve kuvars), kuvars ve kuvarsit, çakmaktaşıdır. Doğadaki en yaygın ikinci silikon bileşik grubu silikatlar ve alüminosilikatlardır.

Doğal formunda saf silikon bulmanın izole edilmiş gerçekleri vardır: Sıcak Madencilik masifinin ijolitahında metalik silikon, sıradan akorların petrolojisi.

· Si02 + 2Mg = 2MgO + Si,

Silisyum, özellikleri ve allotropik modifikasyonlar

Kristalin silikon, çelik parıltılı koyu gri bir maddedir. Silisyumun yapısı, elmasınkine benzer: kristal kafes küp şeklindedir, fakat C - C bağ uzunluğuna kıyasla Si-Si atomları arasındaki daha uzun bağ nedeniyle, silikonun sertliği elmastan çok daha azdır. Silikon çok kırılgandır, yoğunluğu 2.33 g / cm3'tür.

Kömür gibi, refrakter maddelere atıfta bulunur.

Silisyumun kristal yapısı.

Kimyasal özellikleri

1. Si + 2HNO3 = Si02 + N02 + N02 + H20

2. Si02 + 4HF = SiF 4 + 2H20

3. 3SiF 4 + 3H20 = 2H2 SiF6 + ↓ H2S03

1. Si + 2KOH + H20 = K2 SiO3 + 2H2

2. K2 SiO3 + 2H2O↔H2SiO3 + 2KOH

Fiziksel özellikleri

Silisyumun kristal kafesi kübik bir yüz merkezli elmas tipidir, parametre a = 0.54307 nm (silisyumun diğer polimorfik modifikasyonları, yüksek basınçlarda elde edilmiştir), ancak C-C bağ uzunluğuna kıyasla Si-Si atomları arasındaki daha uzun bağ uzunluğu nedeniyle, silikon sertliği önemli ölçüdedir. bir elmastan daha az. Silikon kırılgandır, ancak 800 ° C'nin üzerinde ısıtıldığında plastik bir madde haline gelir. İlginç bir şekilde, silikon, 1.1 mikrometre dalga boyunda başlayan, kızılötesi radyasyona karşı saydamdır. İç yük taşıyıcıların konsantrasyonu 13.1 × 10 28 m −3'tür.

Elektrofiziksel özellikleri

Tek kristal formundaki Elemental silikon, dolaylı bir bant aralığı yarı iletkendir. Odadaki bant aralığı

sıcaklık 1.12 eV'dir ve T = 0'da K, 1.21 eV'dir. Normal koşullarda silikondaki intrinsik yük taşıyıcıların konsantrasyonu yaklaşık 1.5 x 10 10 cm −3'tür [kaynak 342 gün belirtilmez].

1. Dielektrik geçirgenliği: 12

2. Elektronların hareketliliği: 1300-1450 cm² / (in · c).

3. Delik hareketliliği: 500 cm² / (in · c).

4. yasak bölge 1,205-2,84 × 10 -4 · T'nin genişliği

5. Elektron ömrü: 5 ns - 10 ms

6. Elektron ortalama serbest yolu: yaklaşık 0.1 cm

7. Deliğin serbest akış uzunluğu: yaklaşık 0.02 - 0.06 cm

Silikon almanın yolları

İnce beyaz kumu magnezyum ile kalsine ederek serbest silisyum elde edilebilir;

· Si02 + 2Mg = 2MgO + Si,

bu durumda oluşan şekilsiz silikon, yoğunluğu 2.0 g / cm is olan kahverengi bir toz formundadır.

Sanayide, ark ocaklarında Si02 eriyikinin yaklaşık 1800 ° C'de kokla eritilmesiyle teknik dereceli silikon elde edilir. Bu şekilde elde edilen silikonun saflığı% 99.9'a ulaşabilir (ana safsızlıklar karbon, metallerdir).

Silisyumun safsızlıklardan arındırılması mümkündür.

· Laboratuar koşullarında temizlik, magnezyum silisit Mg2 Si'nin ön hazırlanmasıyla yapılabilir. Ayrıca, gaz monosilan SiH4, hidroklorik veya asetik asitleri kullanarak magnezyum silisitinden elde edilir. Monosilan damıtma, emilim ve diğer usullerle saflaştırılır ve daha sonra yaklaşık 1000 ° C sıcaklıkta silikon ve hidrojen halinde ayrıştırılır.

· Silikonun endüstriyel ölçekte arıtılması, doğrudan silikonun klorlanmasıyla gerçekleştirilir. SiCl4 ve SiCl3H bileşimlerinin bileşimleri oluşur.Bu kloritler, çeşitli yollarla (genellikle damıtma ve orantısızlaştırma yoluyla) safsızlıklardan saflaştırılır ve son aşamada saf hidrojenle 900 ila 1100 ° C arasındaki sıcaklıklarda indirgenir.

· Daha ucuz, daha temiz ve daha verimli endüstriyel silikon arıtma teknolojileri geliştirmek. 2010'da bunlar arasında florin kullanan (klor yerine) silikon arıtma teknolojisi; silikon monoksitin damıtılması için teknolojiler; kristaller arası sınırlara odaklanan safsızlıkların aşınmasına dayanan teknolojiler.

Saf halde silikon üretme yöntemi Nikolai Nikolayevich Beketov tarafından geliştirilmiştir.

Rusya'daki en büyük silikon üreticisi OKRusal - silikon, Kamensk-Uralsky (Sverdlovsk bölgesi) ve Shelekhov kentinde (Irkutsk bölgesi) bulunan tesislerde üretiliyor.

Silikon bileşikleri ve özellikleri

bağlantıları silikon

Silisyum karbür (SiC) Silanlar (Si n H 2n + 2) Florosilik asit (H 2) Silisik asitler (Si02 · n H 2 O) Silisyum oksit (II) (SiO) Silisyum oksit (IV) (SiO 2) Feldispat Silika jeli ( n Si02 · m H 2 O) Silikon yağı Silisyumlar (n) Vanadyum silisit (V3Si) Renyum silisit (ReSi) Molibden silisit (MoSi 2) Antimon silikat (Si3Sb4) Bizmut silisit (Si3 Bi4) Polonyum silisit (SiPo2) Kalsiyum silisit (CaSi 2) Manganez silisit (Mg2Si) Triklorosilan (SiHCl3) Silisyum Klorür (IV) (SiCl4) Silisyum Klorürler Silisyum Nitrür (Si3N4) Silisyum Tetraiodid (SiI 4) Silisyum Tetrabromür (SiBr4) Sülfür silisyum (SiS 2) Mozanit

Kimyasal özelliklere göre, silikon bir metal değildir. Harici enerji seviyesinde 4 elektron bulunduğundan, hem -4 hem de +4'ün oksidasyon derecesi silisyumun karakteristiğidir. Kimyasal olarak, silikon az aktiftir, oda sıcaklığında, sadece flor gazı ile reaksiyona girer ve uçucu silikon tetraflorür oluşur:

Si + 2F 2 = SiF 4

Isıtıldığında, ezilmiş silikon, silikon oksit (IV) oluşturmak için oksijenle reaksiyona girer:

Si + 02 = Si02

Asitler (hidrojen florür ve azot karışımı hariç) silikonu etkilemez. Bununla birlikte, alkalilerde çözünerek silikat ve hidrojen oluşturur.

Si + 2 NaOH + H20 = Na2 SiO3 + 2H2

Bileşiklerde, silikon, +4 veya −4'lük bir oksidasyon derecesi sergileme eğilimindedir, çünkü orbitallerin sp3 hibridizasyonu durumu silikon atomunun daha karakteristiğidir. Bu nedenle, silikon oksit (II) SiO dışındaki tüm bileşiklerde, silikon dört değerlidir.

Kimyasal olarak silikon aktif değildir. Oda sıcaklığında sadece gaz halindeki florin ile tepkimeye girer ve uçucu silikon tetraflorür SiF4 oluşur. 400-500 ° C'lik bir sıcaklığa ısıtıldığında, silikon SiO2 dioksit oluşturmak için oksijenle, klor, brom ve iyot ile SiHalojen 4'ün karşılık gelen kolayca uçucu tetrahalidlerini oluşturmak üzere oksijenle reaksiyona girer.

Silisyum doğrudan hidrojenle reaksiyona girmez, dolaylı olarak SinH2n + 2 genel formülü ile hidrojen - silanlı silikon bileşikleri - elde edilir. Monosilan SiH 4 (genellikle basitçe silan olarak adlandırılır), metal silisitler asit çözeltileriyle etkileşime girdiğinde salınır, örneğin:

Ca2Si + 4HCl → 2CaCl2 + SiH4.

Bu reaksiyonda oluşan silan SiH4, diğer silanların, özellikle disilan Si2H6 ve trisilan Si3H8'in bir karışımını içerir; buradaki tekli bağlar (-Si-Si-Si-) ile bağlanmış bir silikon atomları zinciri vardır. .

Azot ile, yaklaşık 1000 ° C'lik bir sıcaklıkta silikon, Si3N4'ün nitrürünü oluşturur, bor - termik ve kimyasal olarak dirençli boritler SiB3, SiB6 ve SiB 12 ile birlikte. Silisyum bileşiği ve periyodik tablodaki en yakın analoğu olan - karbon - silisyum karbür SiC (carborundum), yüksek sertlik ve düşük kimyasal aktivite ile karakterize edilir. Carborundum yaygın olarak bir aşındırıcı olarak kullanılır.

Silisyum metallerle ısıtıldığında silisitler ortaya çıkar. Silisitler iki gruba ayrılabilir: iyonik kovalent (alkali metal, toprak alkali metal silisitler ve tip Ca2 Si, Mg2 Si, vb.) Ve metal benzeri (geçiş metali silisitleri). Aktif metallerin silisitleri asitlerin etkisi altında ayrışır, geçiş metali silisitleri kimyasal olarak kararlıdır ve asitlerin etkisi altında ayrışmazlar. Metal benzeri silisitler yüksek erime noktalarına (2000 ° C'ye kadar) sahiptir. MeSi, Me3Si2, Me2Si3, Me5Si3 ve MeSi2 bileşimlerinin metal benzeri silisitleri oluşur. Metal benzeri silisitler, yüksek sıcaklıklarda bile oksijenin etkisine dayanıklı kimyasal olarak etkisizdir.

SiO 2 yüksek sıcaklıklarda silikonla azaldığında, silikon oksit (II) SiO oluşur.

Silisyum, silikon atomlarının uzun zincirlerde köprüleme oksijen atomları -O- ile birleştirildiği organosilikon bileşiklerinin oluşumu ile karakterize edilir ve iki O atomu hariç her silikon atomuna R1 ve R2 = CH3, C bağlanmış iki organik radikal eklenir. 2H5, C6H5, CH2CH2CF3 vb.

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

5. Si02 + 4HF = SiF 4 + 2H20

6. 3SiF 4 + 3H20 = 2H2 SiF6 + ↓ H2S03

Silisyumun aşınması için sulu alkali çözeltileri kullanılabilir. Alkali çözeltilerde silikonun aşınması, 60 ° C'den daha yüksek bir çözelti sıcaklığında başlar.

3. Si + 2KOH + H20 = K2 SiO3 + 2H2

4. K2 SiO3 + 2H2O↔H2SiO3 + 2KOH

silisyum - silisyum oksidin (IV) en dayanıklı doğal bileşiği hakkında bir malzemedir. Bunlar silika, kuvars, şeffaf kuvars kristalleri - kaya kristali, ince kristalimsi bir kuvars - jasper, ince kuvars taneleri - kum çeşididir (tüm örnekler sergide sunulmaktadır ve gösterilmektedir). Silikatlar da doğada oldukça yaygındır.

Örneğin:

Kaolinit beyaz kilin ana bileşenidir.

Yapay silikatların seramik, cam ve çimento büyük önem taşımaktadır. Silikat endüstrisi tarafından üretilen bazı malzemelerin üretimi hakkında daha fazla bilgi sahibi olalım.

Silikon - Besleyici

İnsan vücudunda, silikon içeriği 7-10 yıldır, kanda, kaslarda, immün yetkin organlarda bulunur - timus bezi ve adrenal bezler. Silisyum, insan vücudundaki ana yapı elemanıdır, eğer kalsiyum kas-iskelet sisteminin sert kemik yapılarının bir elemanı ise, o zaman silikon, esnek yapıların bir elemanı ise, vücudumuzda, kemiklerde, eklemlerde, kıkırdakta yaygın olarak gösterilen bağ dokusunun oluşumu ve gelişimi için gereklidir. tendonlar, göz merceği, kan damarlarının yanı sıra cilt, mukozalar, saç ve tırnaklar. Bağ dokusunun onu vücudun diğer dokularından ayıran bir özelliği vardır - yenilenme (geri yükleme) yeteneği. Bağ dokusundaki yüksek silikon içeriği, dokuların iskeletini oluşturan ve onlara güç ve elastikiyet veren protein komplekslerinin bileşimindeki mevcudiyetinden kaynaklanmaktadır. Silisyum, kollajen ve elastinin tek tek elyaflarını tutan, kırışıklık oluşumunu önleyen, cilt nemlendirmesini normalleştiren, saç ve tırnakları güçlendiren kimyasal reaksiyonlarda rol oynar. Silikon bileşikleri, insan vücudundaki bağ dokusunun yenilenmesinin temel aktivatörleridir, vücuttaki metabolik süreçleri hızlandırır, cilt hücrelerinin büyümesi, kollajen, elastin ve keratin üretimi üzerinde uyarıcı bir etkiye sahiptir. Silisyumun su ve vücut sıvıları oluşturma kabiliyeti bilinir, suyun yüzey gerilimini azaltır, daha biyoyararlanım sağlar, böylece silikon hücre ve dokuların hidrasyonunu destekler. Çocuklarda sıvı ile vücut dokularının doygunluğunun yaşlılarınkinden daha yüksek olduğu, dolayısıyla silikonun vücudun yaşlanma sürecini önlemede önemli bir rol oynadığı ortaya çıkmıştır. Yapısal bir antioksidan olan silikon, cildin koruyucu fonksiyonunu arttırmada ve saç ve tırnakların serbest radikallerin oksidatif etkisine karşı direncini arttırmada olumlu bir etkiye sahip olan lipit peroksidasyon işlemlerini bloke eder. Bir kişinin biyolojik yaşı tam olarak metabolik süreçlerin oranı ile belirlendiğinden, vücuttaki silikon eksikliği yaşlanmanın nedenlerinden biridir.

Bilimsel çalışmalar, silikonun 70'den fazla eser elementin (kalsiyum, magnezyum, flüor, sodyum, kükürt, alüminyum, çinko, molibden, manganez, kobalt ve diğerleri) metabolizmasında rol oynadığını göstermiştir; Vücuttaki silikon eksikliği mikroelementozlar, birçok vücut sisteminin fonksiyonlarının bozuklukları ve metabolik bozukluklar gerektirir. Silisyum metabolizmasının ihlali anemi, osteoporoz, saç dökülmesi, eklem hastalıkları, tüberküloz, diyabet, cilt eriziplazları, safra taşı ve ürolitiyaza yol açar

Silisyumun canlı organizmaları saflaştırma konusundaki eşsiz kabiliyetinin uzun zamandır bilinmektedir, organik bileşikleri, vücudun su ortamında grip, hepatit, herpes, patojenler, mantarları “yapıştıran” ve bunları kendileri devre dışı bırakan biyoelektrik yüklü sistemler oluşturabilir. Silikon eksikliğine her zaman en sık tezahürü olan kandidiyazis olan, ağız mukozasının ülseratif lezyonları, burun, üst solunum yolu, sindirim sistemi ve üriner sistem olarak görülen disbakteriyozis eşlik ettiği bilinmektedir. Silisyum koloidleri Candides ve toksinleri ile kompleks bileşikler oluşturur ve vücuttan uzaklaştırır. Bifidobakteriler ve laktobasilleri içeren normal bağırsak florası, kolloidal silikon sistemlerine bağlanma yeteneğine sahip değildir ve normal işleyişi için çok önemli olan bağırsakta kalır.

sindirim sistemi Bağışıklık sistemi için silikonun değerinden bahsetmiyorum: vücudun koruyucu fonksiyonlarından sorumlu olan kan hücreleri (monositler, lenfositler) ve koruyucu antikorlar üreten - bağ dokusunun temsilcileridir. Bu nedenle silikon eksikliği bağışıklığı azaltır ve uzun süren çeşitli hastalıklar ortaya çıkar, çoğu kez cüruflu süreçlerdir - furunculosis, apseler, sinüzit, otit, tonsillit, iyileşmeyen yaralar ve fistüller. Pek çok ciddi hastalığın (kanser, tüberküloz, cüzzam, katarakt, hepatit, dizanteri, romatizma, artrit) dokulardaki silikon eksikliği veya metabolizmasının ihlali ile ilişkili olduğu kanıtlanmıştır. Silikon solunum yolu enfeksiyonlarında ve kronik bronşitte anti-enflamatuar ve immünostimüle edici etkiye sahiptir, bronşiyal astımda alerjik reaksiyonları azaltır. Bilim adamları, toprağın silikon yönünden zengin olduğu bölgelerde kanserin çok nadir olduğuna dikkat çekmektedir.

Su, bitki ve hayvansal gıdalarla silikon alıyoruz, günlük silikon ihtiyacı 20-30 mg, özellikle hamile kadınlar, emziren anneler ve çocuklar özellikle silikona ihtiyaç duyuyor. Çocuk organizmalarında organlar ve sistemler aktif olarak oluşur ve bağlayıcı bir elemente duyulan ihtiyaç bir yetişkininkinden çok daha fazladır. Çocukların vücutlarındaki silikon eksikliği ile raşitizme gelişir, dişler tahrip edilir ve çürükler artar, çocuklar fiziksel ve entelektüel gelişimde gerilerde kalır. Yetişkinlerde, çürük saç dökülmesi, kırılganlık ve kırılgan tırnaklara katılır. Yaşla birlikte, silikon alımı azalır, kalsiyum kemiklerde yerini alır, böylece kemikler esnekliğini kaybeder, sertleşir, kırılgan hale gelir, osteoporoz meydana gelir. Yaklaşık olarak aynı şekilde vücutta osteokondroz gelişir: intervertebral kıkırdaklar kalsiyumla doldurulur, elastikiyetlerini kaybeder, incelir ve hareketliliği bozulur. Vücuttaki silikon miktarını azaltırken, kalsiyum kemik dokusu tarafından emilmez, eklemlerde ve tuzlarda ve kum ve taş şeklinde depolanır - safra kesesi ve böbreklerde, gutta sendromu oluşumuna neden olur. Yaşlanma sürecinde, kırık riski önemli ölçüde artar, kırılma yerinde güçlü bir silikon birikiminin olduğu ve sağlıklı kemik alanlarına kıyasla miktarının 50 kat arttığı kanıtlanmıştır. Vücut, yeni kemik dokusunun hızlı oluşumu için "yardım etmek" için sorunlu bölgeye gönderir. Silisyumun kaydı kemiklerde kalsiyum fiksasyonunu teşvik eder, esnekliği ve kas tonusunu geliştirir, bağları ve eklemlerin kıkırdaklarını güçlendirir. Bir kişinin yaşının kan damarlarının durumu tarafından değerlendirilebileceği bilinmektedir. 1957'de Fransız bilim adamları, aterosklerozun kan damarı duvarlarında çok düşük bir silikon içeriği olduğunu doğrulayan gerçekleri açıkladılar. Silisyum yetersiz olduğunda, kalsiyum yerine geçer, bu nedenle kan damarlarının elastikiyeti azalır ve aynı zamanda duvarlarının geçirgenliği artar, kolesterol, dokulardan oluşan ve kan damarlarının duvarlarında kolesterol plakları oluşturmak için biriken kusurlar yoluyla kana nüfuz eder. Bu işlem vazokonstriksiyona neden olur ve anjina, kalp krizi, aritmi, felç, hipertansiyon, zihinsel bozukluklar, hafıza bozukluğu vb. Silisyum eksikliği nedeniyle elastikiyet ve venöz damarlar acı çekmekte, damarlar gerilmekte ve konumlarını değiştirmekte ve alt ekstremitelerde variköz bir hastalık ortaya çıkmaktadır. Günlük rasyonda yeterli miktarda silikon, kan damarlarının iç astarını eski haline getirebilir, elastikiyetini geri getirebilir, venöz dolaşımı iyileştirebilir ve düşük yoğunluklu kolesterolün azaltılmasına yardımcı olabilir. Silikon, vücut hücrelerine girdiğinde, vücuttaki enerji üretiminin evrensel ve tamamen güvenli bir uyarıcısıdır.

hücrelerde meydana gelen tüm biyokimyasal işlemler için enerji sağlayan bir molekül olan adenozin trifosfatın (ATP) aktif bir sentezi vardır.

Biyolojik rolü

Bazı organizmalar için silikon önemli bir besindir. Bitkilerde ve iskelet - hayvanlarda destek oluşumlarının bir parçasıdır. Silisyum büyük miktarlarda deniz organizmaları tarafından konsantre edilir - diatomlar, radyolaryanlar, süngerler. Büyük miktarlarda silikon konsantre at kuyruğu ve çimler, her şeyden önce - ekim pirinç dahil Bamboos ve Risovodnye'nin alt ailesi. İnsan kas dokusu (1-2) ×% 10 −2 silikon, kemik dokusu içerir - 17 x 10 −4%, kan - 3.9 mg / l. Her gün 1 gr'a kadar silikon insan vücuduna yiyecekle girer.

Silikon bileşikleri nispeten toksik değildir. Ancak, örneğin patlayıcı çalışmalar sırasında, madenlerde kayaları çekiçlerken, kumlama makinelerinde, vb., Kumlarda kristalleşen, vb. Madenlerde kayaları çekiçlerken oluşan silikatların ve silikon dioksitin yüksek oranda dağılmış parçacıklarının solunması çok tehlikelidir. Elde edilen kristaller akciğer dokusunu tahrip eder ve ağır hastalıklara neden olur - silikoz. Tehlikeli tozların akciğerlere girmesini önlemek için, solunum organlarını korumak için bir solunum cihazı kullanılmalıdır.

Silikat endüstrisi

Gzhel, seramik üretimi için geleneksel Rus merkezlerinden biridir. Moskova-Murom-Kazan demiryolu hattı boyunca Moskova'dan yaklaşık 60 kilometre uzaklıkta bulunan “Gzhelsky Bush” ta birleşmiş 27 köyden oluşan geniş bir alandır ve şimdi bu Moskova Bölgesi'nin Ramensky Bölgesi'dir (Moskova Bölgesi haritasında gösterilmektedir).

Uzun zamandan beri Gzhel killeriyle meşhurdu. Gzhelian kilini takdir eden büyük Rus bilim adamı M. V. Lomonosov, onlar hakkında çok güzel sözler yazdı: “Dünya kimyacılarının bizi beyazlardan daha güzel göremediğim yer olan Gzhelian olarak adlandırdığı yerlerde, en saf ve hiç kullanımı olmayan neredeyse hiç toprak yok” XVIII yüzyılın ortasına kadar Gzhel, o zamanki zamanki gibi çanak çömlek yaptı, tuğlalar, çanak çömlek boruları ve ilkel çocuk oyuncakları yaptı.

XVIII yüzyılın ikinci yarısı - gri, kalın, gözenekli bir parça üzerinde mavi smalt ile boyanmış bir porselen tarifi aramak için bir ara malzeme olarak elde edilen yarı fayans. Kvasniki, sürahiler, plakalar üzerindeki resim grafik bir karakterdi ve boyalı bir taslak çizimine benziyordu.

XIX yüzyılın başında - porselen çağı. Gzhel'deki özel fabrikaların porselenleri, günlük nesnelerin çeşitli biçimlerinin zıt boyalarının bir birleşimi olan büyük parlaklıkla ayırt edildi.

1972'de kobalt mavisi boya kullanılarak modern Gzhel ürün tarzı yaratıldı.

Gzhel'in yazma tekniklerinin ince sanatsal sistemi, bireysel el yazılarında ve sanatçıların özel davranışlarında birleştirildi. Eserlerinde aynı resimsel öğeler setini kullanarak, her sanatçı kendi bireysel resim hikayesini yarattı: bir buket ya da ayrı bir çiçek, hayvan ya da bitki dünyası ve insanların görüntüleri.

Gzhel mavi-beyaz porselen resminde önemli bir özellik pitoresk bir başlangıçtır. Fırçanın hareketine büyük önem verilir; mavi renkte en ince tonları oluşturabilir: Sesli doygunluktan bulanık maviye. Resim, beyaz bir arka planla kombinasyon halinde, ürünün yüzeyinde açık bir desen oluşturur: ortada - parlak, büyük bir nokta - bir çiçeğin görüntüsü ve dalların yaprakları, meyveleri, bukleler, dalları ile hafif bir saçılma etrafında.

Porselen ressam boyaları kobalt (II) oksit ile boyanmıştır.

Şimdi bardağı tam olarak kimin ve ne zaman icat ettiğini söylemek mümkün değil. Sadece camın insanlığın en eski icatlarından biri olduğu bilinmektedir. Böylece, mumyası boynundaki yeşilimsi siyah cam boncuklardan oluşan Mısır kraliçesi Hatshepsut'un boynunda bulunan kolye 3.400 yaşında. Çeşitli cam ürünleri üretiminin en büyük ustaları Roma ustalarıydı. Su, yağ ve şarap, bardak ve bardak, vazo, gözyaşı damlası - küçük parfüm şişeleri için sürahiler yaptılar. Lomonosov, Rusya'da sanat camcılığının gelişimine büyük katkı yaptı. 1748 yılında onun tarafından oluşturulan

lomonosov'un “sadece tariflerden ibaret değil, aynı zamanda kendi elleriyle asılan ve fırına koyduğu malzemelerle ... materyalleri ... aynı zamanda kendi elleriyle asılan ve fırına koydukları ...” kimya laboratuvarı tarafından yaklaşık 4000 deney yapıldı. Ust'taki bir cam fabrikası Lomonosov tarafından geliştirilen tariflere dayanarak… 1753 yılında Ruditsa, boncuk, tabak ve diğer tuhafiyelerin üretimi için çok renkli şeffaf cam ve mozaik için opak üretmeye başladı. Lomonosov, bu tür bir camdan, aralarında en büyük şöhreti alan ve günümüze kadar çıkmış olan “Poltava savaşı” nın bulunduğu mozaik resimler yaptı.

Geleneksel pencere camının bileşimi, Na20 * Ca02 * 6Si02 olarak ifade edilir.

Normal cam üretmek için kuvars kumu, soda ve kireçtaşı kullanıyoruz. Bu maddeler iyice karıştırılır ve güçlü bir ısıtmaya tabi tutulur. İşlemin kimyası şu şekilde temsil edilebilir: füzyon sırasında, sodyum ve kalsiyum silikatlar oluşur, bu daha sonra silika ile kaynaşır (fazla):

Si02 + Na2C03 = Na2 SiO3 + C02

Si02 + CaC03 = CaSiO3 + C02

Na2Sio3 + CaSiO3 + 4Si022 = Na2O * CaO * 6Si02

Özel camlar için ilk karışımın kompozisyonunu değiştirin. Soda Na2C03'ün potasyum K2C03 ile değiştirilmesi, refrakter cam olsun (kimyasal cam eşyalar için). Tebeşir CaCO 3 kurşun oksit (II) PbO ve potasyum soda yerine kristal cam elde edin. Oldukça yumuşak ve kaynaştırıcıdır, ancak çok ağırdır, ışık ışınımını gökkuşağının tüm renklerine ayıran ve ışık oynamaya neden olan güçlü parlaklık ve yüksek ışık kırılma katsayısı ile ayırt edilir.

Alkalin bileşenler yerine bor oksidin eklenmesi bu cam refrakter özelliklerini verir.

Soğutmadan sonraki normal cam kütlesi sarımsı yeşil veya mavimsi yeşil bir gölgeye sahiptir. Karışımın kompozisyonu belli metal oksitlerin dahil edilmesini sağlamak için cam renkli olabilir. Demirli bileşikler camı mavimsi-yeşil ve sarıdan kırmızı-kahverengi, manganez (IV) oksit - sarı ve kahverengiden mora, çimen yeşili, kobalt (II) oksit içindeki krom (III) okside - mavi renkte boyarlar. Nikel (II) oksit - menekşeden gri-kahverengi, sodyum sülfite - sarı, bakır (II) okside - kırmızıya.

İnsan hayatında, cam çok büyük bir önem kazanmıştır. Her yerde görülebilir, her adımda - hayatımızın günlük hayatında, sanayide, teknolojide, bilimde, sanat eserlerinde. Pencere, şişe, lamba, ayna, ev ve laboratuar camları, optik camlar (gözlük camlarından karmaşık kamera anastigmatlarına), sonsuz optik cihazların lensleri - mikroskoplardan teleskoplara. Camın tüm kullanımlarını listelemek zordur ve ondan yapılan çeşitli nesneleri saymak imkansızdır. Bu malzeme, kendine has özellikleri nedeniyle, memnun ve muhtemelen büyüleyici, güzelliği takdir edebilecek hayatta her zaman mevcut olacak.

Sonuç

Bu nedenle, bugün silikonun aşağıdakilere katkı sağladığı kanıtlanmıştır:

· Vücudun temizliği ve güçlendirilmesi ve besinlerin, makro ve mikro besinlerin etkin şekilde emilimini sağlar

· Genel tonu artırın, vücudun enerji kaynaklarını artırın, zihinsel aktiviteyi artırın, yaşlanma sürecini yavaşlatın

· Serbest radikallerin zararlı etkilerinden kaynaklanan hastalıkların giderilmesi, birçok kronik hastalığın gelişmesini önleme

Silikon atomları kil, kum ve kayaların temelini oluşturur. Kabuğun çoğu inorganik silikon bileşiklerinden (% 28 hacim) oluşur. Tüm inorganik dünyanın silikon ile ilişkili olduğu söylenebilir. Doğal koşullar altında, kalsitler ve tebeşirlerde silikon mineralleri de bulunur. Silikon, kabuktaki rezervler bakımından oksijenden sonra ikinci elementtir ve toplam ağırlığının üçte birini oluşturur. Yerkabuğundaki her 6 atom bir silikon atomudur. Deniz suyunda bulunan silikon, dünyadaki yaşam için gerekli olan fosfordan bile fazlasını içerir. Vücudumuzda silikon tiroid bezinde, adrenal bezlerde, hipofiz bezinde bulunur. En yüksek konsantrasyon saç ve tırnaklarda bulunur. Silikon aynı zamanda kollajenin bir bileşenidir - bağ dokusunun ana proteinidir. Başlıca rolü, kollajen ve elastinin tek tek liflerini bağlayan, bağ dokusu mukavemeti ve elastikiyet kazandıran kimyasal reaksiyona katılmaktır. Vücuttaki silikon eksikliği şunlara yol açar: osteomalazi (kemiklerin yumuşaması), göz hastalıkları, dişler, tırnaklar, cilt ve saç; eklem kıkırdağının hızlandırılmış bozulması; derinin eriziplazları; karaciğerde ve böbreklerde taşlar; dysbacteriosis; ateroskleroz. İçme suyunda silikon konsantrasyonu ile kardiyovasküler hastalıklar arasındaki ilişki bulundu. Tüberküloz, diyabet, cüzzam, hepatit, hipertansiyon, katarakt, artrit, kanser, doku ve organlardaki silikon konsantrasyonunda bir düşüş veya metabolizma bozukluklarında eşlik eder. Bu arada vücudumuz günlük silikonu kaybediyor - ortalama olarak, günde 3.5 mg silikonu yiyecek ve su ile tüketiyoruz ve günde yaklaşık 9 mg kaybediyoruz.

literatür

· Samsonov. GV Silisitler ve teknolojide kullanımı. Kiev, Ukrayna SSR Bilimler Akademisi Yayınevi, 1959. 204 s.

· Aleshin E.P., Aleshin N.E. Şek. Moscow, 1993. 504, s.

"Karbon ve silikon" - İyi cilalanmış bir elmas - bir elmas. Yumuşak grafit katmanlı bir yapıya sahiptir. Silisyum oksit (IV). Speküler karbon katmanlı bir yapıya sahiptir. Kimyasal özellikleri Karbon. Grafit. Elde etme yöntemleri: laboratuvar ve endüstriyel. Cam. Katılar arasında en yumuşaklardan biri. Atmosferdeki karbonun% 99'undan fazlası karbon dioksit formundadır.

"Silikon" - Metallerle etkileşim. Silikonun periyodik sistemdeki konumu ile ilgili genel özellikleri. Uygulama. Silikat endüstrisi ürünleri. Silikatlar - silisik asit tuzları. Silisidler. Laboratuvarlarda, silikon oksit SiO2'nin azaltılmasıyla üretilir. Silisyum atomunun yapısı. Dış seviyenin sonuna kadar silikon 4 elektrondan yoksundur.

"Silikon Dersi" - Metalik olmayan ve metalik özelliklerin tezahürü üzerine. Doğru ifadeleri seçin: Oksitler, karbon ve silikon hidroksitleri? Oksitin yapısı: a) bazik, b) asidik, c) amfoterik. Basit maddelerde bağ ve kristal kafes çeşitleri. Silikat endüstrisi. Anketi ifade eder. Çiçek - beş çiçek.

"Silikon Bileşikler" - Kübik yüz merkezli kafes. Jasper. Si02 bazlı mineraller. Akik. Silisyum ve bileşikleri. Silikatlar ve hidrojen. Ametist. Silikatlar alıyorum. Laboratuarda silikon alıyorum. Silikon kullanımı. Si02'nin kimyasal özellikleri. Doğal silikatlar. Kuvars çeşitleri Silisyumun keşfi. Silisyum oksit

"Silisyum izotopları" - Monokristal tohumun üretimi. Tohum uzunluğu boyunca izotopların konsantrasyonunun dağılımı. Monoisotopik silikon kullanımı için Beklentiler. İzotopik olarak zenginleştirilmiş silikon-28'in termal iletkenliği. İzotopik olarak zenginleştirilmiş silikonun Raman spektrumları. Pota. Silisyum bant boşluğunun atomik kütleye bağlılığı.

"Silisyum ve bileşikleri" - Silisyum hem oksitleyici bir madde hem de bir indirgeyici madde olabilir. Silikonun kristal kafesi bir elmasın yapısını andırıyor. Silikatlar Silikatlar, tüm kabuğun kütlesinin 1 / 4'ünden fazlasını oluşturur. Çömlekçilik. Silisyum ilk olarak 1811'de Gay-Lussac ve Tenar tarafından keşfedildi. Modern seramik tabaklar. Doğal silikon bileşiklerini düşünün.

Toplamda 6 sunum bulunmaktadır.

Belediye eğitim kurumu

"Ortaokul № 6"

Murom Şehirleri

Kimyada konuyla ilgili soyut:

“Silikon, özellikleri ve allotropik değişiklikler. Silikon - biyojenik bir element "

Yerine getirilen öğrenci 8 Sınıfta

Shvetsova Tatyana

Başkan Kornyshova S.S.

Giriş 3

Silikon Keşif Tarihi 4

Doğada silikon ve endüstriyel madencilik 5

Silisyum, özellikleri ve allotropik modifikasyonlar 7

Silikon almanın yolları 10

Silikon bileşikleri ve özellikleri 11

Silikon - Besin 14

Silikat endüstrisi 17

Sonuç 19

Edebiyat 20

tanıtım

Amaç: Silisyum ve doğal bileşiklerin özelliklerini incelemek, atomların yapısı hakkında bilgiyi geliştirmek.

· Silisyumun yapısını, silisyumun değerini ve bileşiklerini ve pratik uygulamalarını belirler.

· Silisyumun değerini besin maddesi olarak vurgulayın

· Silikat endüstrisinin ana alanlarını belirlemek

Silikon Keşif Tarihi

Saf Krem 1811 yılında Fransız bilim adamları Joseph Louis Gay-Lussac ve Louis Jacques Tenard tarafından izole edildi.

Doğada olmak

Doğada silikon ve endüstriyel madencilik

Doğal formunda saf silikon bulmanın izole edilmiş gerçekleri vardır: Sıcak Madencilik masifinin ijolitahında metalik silikon, sıradan akorların petrolojisi.

· Si02 + 2Mg = 2MgO + Si,

Silisyum, özellikleri ve allotropik modifikasyonlar

Kömür gibi, refrakter maddelere atıfta bulunur.

Silisyumun kristal yapısı.

Kimyasal özellikleri

1. Si + 2HNO3 = Si02 + N02 + N02 + H20

2. Si02 + 4HF = SiF 4 + 2H20

3. 3SiF 4 + 3H20 = 2H2 SiF6 + ↓ H2S03

1. Si + 2KOH + H20 = K2 SiO3 + 2H2

2. K2 SiO3 + 2H2O↔H2SiO3 + 2KOH

Fiziksel özellikleri

Elektrofiziksel özellikleri

Tek kristal formundaki Elemental silikon, dolaylı bir bant aralığı yarı iletkendir. Odadaki bant aralığı

sıcaklık 1.12 eV'dir ve T = 0'da K, 1.21 eV'dir. Normal koşullarda silikondaki intrinsik yük taşıyıcıların konsantrasyonu yaklaşık 1.5 x 10 10 cm −3'tür [kaynak 342 gün belirtilmez].

1. Dielektrik geçirgenliği: 12

2. Elektronların hareketliliği: 1300-1450 cm² / (in · c).

3. Delik hareketliliği: 500 cm² / (in · c).

4. yasak bölge 1,205-2,84 × 10 -4 · T'nin genişliği

5. Elektron ömrü: 5 ns - 10 ms

6. Elektron ortalama serbest yolu: yaklaşık 0.1 cm

7. Deliğin serbest akış uzunluğu: yaklaşık 0.02 - 0.06 cm

Silikon almanın yolları

İnce beyaz kumu magnezyum ile kalsine ederek serbest silisyum elde edilebilir;

· Si02 + 2Mg = 2MgO + Si,

bu durumda oluşan şekilsiz silikon, yoğunluğu 2.0 g / cm is olan kahverengi bir toz formundadır.

Silisyumun safsızlıklardan arındırılması mümkündür.

Saf halde silikon üretme yöntemi Nikolai Nikolayevich Beketov tarafından geliştirilmiştir.

Rusya'daki en büyük silikon üreticisi OKRusal - silikon, Kamensk-Uralsky (Sverdlovsk bölgesi) ve Shelekhov kentinde (Irkutsk bölgesi) bulunan tesislerde üretiliyor.

Silikon bileşikleri ve özellikleri

bağlantıları silikon

Si + 2F 2 = SiF 4

Isıtıldığında, ezilmiş silikon, silikon oksit (IV) oluşturmak için oksijenle reaksiyona girer:

Si + 02 = Si02

Asitler (hidrojen florür ve azot karışımı hariç) silikonu etkilemez. Bununla birlikte, alkalilerde çözünerek silikat ve hidrojen oluşturur.

Si + 2 NaOH + H20 = Na2 SiO3 + 2H2

Ca2Si + 4HCl → 2CaCl2 + SiH4.

SiO 2 yüksek sıcaklıklarda silikonla azaldığında, silikon oksit (II) SiO oluşur.

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

5. Si02 + 4HF = SiF 4 + 2H20

6. 3SiF 4 + 3H20 = 2H2 SiF6 + ↓ H2S03

Silisyumun aşınması için sulu alkali çözeltileri kullanılabilir. Alkali çözeltilerde silikonun aşınması, 60 ° C'den daha yüksek bir çözelti sıcaklığında başlar.

3. Si + 2KOH + H20 = K2 SiO3 + 2H2

4. K2 SiO3 + 2H2O↔H2SiO3 + 2KOH

Örneğin:

Kaolinit beyaz kilin ana bileşenidir.

Yapay silikatların seramik, cam ve çimento büyük önem taşımaktadır. Silikat endüstrisi tarafından üretilen bazı malzemelerin üretimi hakkında daha fazla bilgi sahibi olalım.

Silikon - Besleyici

hücrelerde meydana gelen tüm biyokimyasal işlemler için enerji sağlayan bir molekül olan adenozin trifosfatın (ATP) aktif bir sentezi vardır.

Biyolojik rolü

Silikat endüstrisi

1972'de kobalt mavisi boya kullanılarak modern Gzhel ürün tarzı yaratıldı.

Porselen ressam boyaları kobalt (II) oksit ile boyanmıştır.

Geleneksel pencere camının bileşimi, Na20 * Ca02 * 6Si02 olarak ifade edilir.

Si02 + Na2C03 = Na2 SiO3 + C02

Si02 + CaC03 = CaSiO3 + C02

Na2Sio3 + CaSiO3 + 4Si022 = Na2O * CaO * 6Si02

Alkalin bileşenler yerine bor oksidin eklenmesi bu cam refrakter özelliklerini verir.

Sonuç

Bu nedenle, bugün silikonun aşağıdakilere katkı sağladığı kanıtlanmıştır:

· Vücudun temizliği ve güçlendirilmesi ve besinlerin, makro ve mikro besinlerin etkin şekilde emilimini sağlar

· Genel tonu artırın, vücudun enerji kaynaklarını artırın, zihinsel aktiviteyi artırın, yaşlanma sürecini yavaşlatın

· Serbest radikallerin zararlı etkilerinden kaynaklanan hastalıkların giderilmesi, birçok kronik hastalığın gelişmesini önleme

literatür

· Samsonov. GV Silisitler ve teknolojide kullanımı. Kiev, Ukrayna SSR Bilimler Akademisi Yayınevi, 1959. 204 s.

· Aleshin E.P., Aleshin N.E. Şek. Moscow, 1993. 504, s.

Allotropi (eski Yunanca'dan. Αλλος - "diğer", τροπος - "dönüş, mal") - aynı kimyasal elementin iki veya daha fazla basit maddesinin varlığı, yapı ve özelliklerinde farklı - sözde allotropik modifikasyonlar veya formlar.

Allotropi fenomeni, ya basit bir maddenin moleküllerinin farklı bileşiminden (bileşimin allotropisi) ya da kristal kafesine atomların veya moleküllerin (formun allotropisi) yerleştirme yönteminden kaynaklanır.

2.1 Kristal Silikon

Kristalin silikon, düzlemsel teknolojiyi kullanan fotoelektrik konvertörlerin ve katı hal elektronik cihazların üretiminde silikonun kullanıldığı ana formdur. Silisyumun, çeşitli substratlar üzerinde kristalimsi ve amorf bir yapının ince filmleri (epitaksiyel katmanlar) halinde kullanılması aktif olarak gelişmektedir. Metalik parlaklık, büyük sertlik, kırılganlık, yarı iletken, inert ile koyu gri madde.

Hedefe bağlı olarak ayırt etmek:

1 Elektronik kalitede silikon ("elektronik silikon" olarak adlandırılır) - katı halde elektronik cihazlar, mikro devreler vb. Üretmek için kullanılan ağırlıkça% 99,999'dan fazla silikon içeriği, daha yüksek kullanım ömrü (25 overs) içeren en yüksek kalitede silikon. Elektronik kalitedeki silikonun elektrik direnci yaklaşık 0.001 ila 150 Ohm · cm arasında olabilir, ancak direnç yalnızca safsızlık, yani diğer yabancı maddelerin kristalin içine girmesiyle sağlanmalıdır. ve belirtilen elektrik direncinin sağlanması, kural olarak kabul edilemez. Elektronik kalitedeki silikon kristallerinin büyük kısmı sözdedir. “Çıkıksız kristaller”, yani içlerindeki kayma yoğunluğu 10 cm - 2'yi geçmez, ancak bazı durumlarda, ikizlenmiş veya hatta çok kristalli yapıya sahip külçeler de elektronik cihazlar üretmek için kullanılır.

2 Güneş dereceli silikon ("solar silikon" olarak adlandırılan), ağırlıkça% 99,99'dan fazla silikon muhtevasına sahip, ortalama denge dışı taşıyıcı ömrü ve elektriksel direnç (25 (s ve 10 and cm'ye kadar) değerlerinde kullanılan silikon fotovoltaik hücrelerin (güneş pilleri) üretimi;

3 Teknik silikon - saf kuvars kumundan karbotermik indirgeme yöntemiyle elde edilen polikristal yapılı silikon blokları; % 98 silikon içerir, ana safsızlık karbondur, alaşım elementlerinin içeriği yüksektir - bor, fosfor, alüminyum; çoğunlukla polikristalin üretmek için kullanılır

silikon; 2006–2009’da Güneş dereceli silikon hammaddelerinin eksikliğinden dolayı, bu malzemeyi güneş kalitesinin kristalli silikonunun üretilmesi için kullanmak için girişimlerde bulunulmuştur: bu amaçla, kristaller arası sınırlarda ezme ve sınırlara yoğunlaşan aşındırma safsızlıkları ile teknik silisyumun ek saflaştırılması gerçekleştirilmiş, daha sonra yukarıdaki yöntemlerden biri ile yeniden kristalizasyon yapılmıştır.

Yeniden kristalleştirme yöntemine bağlı olarak, şunlar vardır:

- Tek kristalli silikon - Czochralski yöntemi ile elde edilen, 400 mm'ye kadar çapa sahip mono ve polikristal yapılı silindirik silikon külçeler. Monosilikonda, kristal yapı, tane sınırları olmaksızın (görünümde bile göze çarpan) homojendir. Silisyum atomlarının, silisyumun tek kristal kafesi içerisindeki sıralı düzenlenmesi, berrak bir bant yapısı yaratır. Her silikon atomunun dış kabuğu üzerinde 4 elektron vardır. Komşu atomların elektronları, aynı anda her iki atomlara ait çiftleri oluşturur, bu nedenle her atomun komşu atomlarla 4 bağı vardır.

Monokristal silisyumun davranışı iyi bir şekilde tahmin edilebilir, ancak üretim sürecinin düşük büyüme hızı ve karmaşıklığı nedeniyle en pahalı silikon türüdür. Monokristal silikon, modern elektronik teknolojisinin temelidir. Yapının saflığı ve mükemmellik için son derece yüksek gereksinimler ona yapılır Elektriksel olarak aktif katkı maddelerinin konsantrasyonları genellikle 10 13-10 18 cm within arasındadır, elektriksel olarak aktif arka plan kirleri 10 15 cm'den daha azdır ve elektriksel olarak aktif olmayan kirlilikler 10 18-10 19 cm'den daha düşüktür. Başlıca yapısal kusur türleri, sözde mikro kusurlardır. Kural olarak, bunlar küçük çıkık döngüler veya içsel ve kirlilik noktası kusurları kümeleridir.

- monokristal silisyum haçsız - monokristal yapının silindirik silikon külçeleri, havasız bölge eritme yöntemiyle elde edilen, 150 mm'ye kadar çapa sahip;

- çok silisyum - 1000x1000x600mm boyutlarına sahip, bir kapta yönsel kristallenme yöntemi ile elde edilen çok kristalli yapılı silisyum dikdörtgen blokları. Çok boyutlu ve çok kristalli silikonlar arasında kristal ve monokristal silisyum arasında bir ara pozisyon işgal eder. Silisyum kristalleri yetiştirmek, tek kristallerden çok daha kolaydır, dolayısıyla maliyetleri daha düşüktür. Bununla birlikte, çok kristalin tek bir kristal ile karşılaştırıldığında kalitesi, çok kristalin oluştuğu tek kristallerin çoklu tane sınırlarının varlığından dolayı daha düşüktür. Tahıl sınırları, yarı iletkenin bant boşluğunda, yüksek rekombinasyon oranına sahip yerel merkezler olan ve toplamda bir azalmaya yol açan yerel merkezler olan ek kusurlu seviyeler yaratır.

azınlık taşıyıcılarının ömrü. Ek olarak, tahıl sınırları, taşıyıcı akımı önleyerek ve p-n kavşağından geçen akım için şönt yollarını yaratarak performansı düşürür.

Tahıl sınırlarında çok büyük rekombinasyon kayıplarını önlemek için, tane büyüklüğü en az birkaç milimetre olmalıdır. Bu durum aynı zamanda, tek bir tanenin boyutunun, güneş hücresinin kalınlığından daha büyük olacağı anlamına gelir; bu, taşıyıcı akıma olan direnci ve güneş hücresindeki sınır bölgelerinin toplam uzunluğunu azaltacaktır. Bu çok kristalli silikon, ticari güneş pillerinde yaygın olarak kullanılır.

- polisilikon,% 0.0001'den daha az bir safsızlık muhtevasına sahip, birbirine rasgele yönlendirilmiş çok sayıda küçük kristal taneciklerinden oluşan yüksek saflıkta bir silikondur.

Aslında, teknik silikon da polikristaldir, ancak, karışıklığı önlemek için "polikristalin silikon" kavramı sadece yüksek saflıkta yarı iletken silikon için geçerlidir. Polisilik, endüstriyel olarak üretilen silikonun en saf şeklidir ve mikroelektronik ve güneş enerjisi için ana malzemedir - teknik silisyumun klorür yöntemleriyle saflaştırılmasıyla elde edilen ve mono ve çok kristalli silikonların üretiminde kullanılan yarı mamul bir üründür.

Şu anda, polisilikon "elektronik" (yarı iletken) kalitesi (% 1-10'dan daha az safsızlık içeriği) ve polisilikon "güneş" kalitesi (% 1-10'dan daha az safsızlık muhtevası) ayırt edilmektedir. Dünyadaki çoğu polikristalin silikon formunda üretilmektedir. pürüzlü bir dendritik yüzeye sahip gri renkli silindirik çubuklar. Çubuğun merkezinde 8-10 mm çapında (yan) yuvarlak veya kare kesitli mono veya polysilikon “tohumu” vardır. Kısa iğneler biçiminde, 1 mm'den daha küçük bir kesite sahip, yakın paketlenmiş kristalitler, generatrix'e dik olan "tohumdan" filizlenir.

Polisilik, daha ileri tipteki silikon - çok kristalli silikon (multisilikon) ve monokristalli silikon (monosilikon) üretimi için bir hammaddedir ve ayrıca bazı uygulama alanlarında saf formunda kullanılabilir.

-. silikon hurdası - oksidasyon olmadan yukarıda tarif edilen usullerle silikon üretiminden yapılan kesimler, döküntüler ve diğer saf atıklar, pota ya da astarın kaynaşmış kısımları - sırayla, kristalin silikon üretiminde geri dönüştürülebilir hammadde olarak kullanılır;

-. umg-hurda - metalürjik olarak saflaştırılmış teknik silikon - bir silikon eriyiğinin diğer maddelerle etkileşimi (safsızlıkları çıkarmak veya çözünmeyen veya gaz halinde bir faza vb. aktarmak için) ve sonra saflaştırmaya tabi olan teknik silikondur.

yönlü kristalleşmeyi takiben ve daha sonra kirletici madde konsantrasyon bölgesinin uzaklaştırılmasını;

-. çürük hurda - yukarıda belirtilen pota veya astar kalıntıları ile açıklanan yöntemlerle parçalar, kesimler ve diğer kristalimsi silikon üretimi atıkları, oksidasyon izleri, cüruf - kural olarak, bu aynı zamanda safsızlıkların - en kirli silikonun - kristalleşme sırasında geri itildiği - aynı zamanda alt gruplarda, kökenlerine bağlı olarak - yabancı maddelerin safsızlıklarından saflaştırılmasından sonra, düşük kalitedeki gereksinimleri olan silikon derecelerinin alınması üzerine geri dönüştürülebilir hammaddelere katkı maddesi olarak kullanılabilir.

Silikon monokristal pota, sadece elektronik kalitede üretilir. Çoklu silikon sadece güneş kalitesi ile üretilmektedir. Monokristal silisyum, Czochralski yöntemiyle elde edilen tüpler ve bantlar hem elektronik hem de güneş kalitesi olabilir.