Kremniyning yuqori konsentratsiyasi. Qanday qilib

Protsessor? Pisok? Va sizda assotsiatsiyalar so'zi bilan nima bor? Yoki Kremniy vodiysi?
Go'yo u erda bo'lmaganidek, kremniy bilan biz bugun yopishamiz va agar siz bilishingiz kerak bo'lsa, Si nima va nima uchun ovqatlanasiz, men mushukni so'rayman.

Kirish

"Nanomateriallar" ixtisosligi bo'yicha Moskva universitetlaridan birining talabasi bo'lib, men sizni, aziz o'quvchi, sayyoramizning eng muhim kimyoviy elementlari bilan tanishmoqchiman. Men uzoq vaqtdan beri biror narsani, ko'mir yoki kremniyni tanladim, lekin men o'zim Si-dan foydalanishga qaror qildim, shuning uchun har qanday zamonaviy gadjetning yuragi o'ziga asoslanadi, shuning uchun siz juda ajoyib aytishingiz mumkin. Men o'z fikrlarimni juda sodda va tushunarli qilishga harakat qilaman, ushbu materialni yozgandan so'ng, men uni asosan yangi boshlanuvchilar uchun saqlab qoldim, lekin tobora ko'proq odamlar uni cicavadan olishlari mumkin, shuning uchun shuni aytmoqchimanki, maqola faqat qiziqishlarini kengaytirish uchun yozilgan, scho. Shunday qilib, keling, boshlaylik.

Silitsiy

Kremniy (lot. Silicium), Si, Mendeliev davriy sistemasining IV guruhi kimyoviy elementi; atom raqami 14, atom og'irligi 28,086.
Tabiatda element uchta barqaror izotop bilan ifodalanadi: 28Si (92,27%), 29Si (4,68%) va 30Si (3,05%).
Qalinligi (n.s.) 2,33 g/sm?
Erish nuqtasi 1688 K



Chang Si

Tarixiy dalil

Silikon tepaliklari, keng erlar, tosh davridagi odamlarning xiyobonlari. U erda minglab toshlar va toshning sug'orilishi bor edi. Zastosuvannya spoluk Kremniy, ularni qayta ishlash bilan bog'liq, - ombor tayyorlash - miloddan avvalgi 3000 atrofida boshlangan. e. (Qadimgi Misr). Ilgari uyda kremniy ishlatilgan - oksidi SiO2 (kremniy). 18-asrda kremniy dioksidi oddiy tanasi bilan AOK qilingan va "erlar" ga (uning nomidan ishlatilgan) olib borilgan. I o'rnatgan kremniy oksidi omboriga Skladníst. I. Berzelius. Xuddi shu vpershe, 1825 yilda silikon ftorid SiF4 dan elementar kremniyni olib tashlab, qolgan metall kaliyni almashtirdi. Yangi element "silitsiy" (lot. silex - chaqmoqtosh) deb nomlandi. Ruscha nomi vív G.I. Hess da 1834 roci.

Ovoz tovushi omborida tabiatdagi kengaytmalarning kremniy yoyi

Tabiatda kremniyning kengayishi

Er qobig'idagi kenglik uchun kremniy boshqa (nordondan keyin) element bo'lib, uning litosferadagi o'rtacha ko'rsatkichi 29,5% (massa orqasida). Yer qobig'i, kremniy kulrang, mavjudotning erdagi yorug'likning ko'miri kabi bir xil asosiy rolga ega. Kremniyning geokimyosi uchun, ayniqsa, yogo va nordon o'rtasidagi bog'liqlik muhim ahamiyatga ega. Litosferaning 12% ga yaqin qismi mineral kvarts va turli xil navlar ko'rinishidagi silika SiO2 ga aylanadi. Litosferaning 75% ni turli silikatlar va aluminosilikatlar (polova, slyuda, amfibol toshcho) tashkil etadi. Kremniy bilan almashtirilishi mumkin bo'lgan minerallarning umumiy soni 400 dan oshadi.

Silikonning jismoniy kuchi

Menimcha, bu, ayniqsa, varto emas, hammasi shu Jismoniy kuch Menda bepul kirishim bor, lekin men eng keng tarqalganlarini sanab o'taman.
Qaynash nuqtasi 2600 ° C
dovgokhvilovyh ICh-promenív uchun kremniy prozorium
Dielektrikning kirib borishi 11.7
Mohs kremniy qattiqligi 7.0
Aytmoqchimanki, silikon tenditny material, esdalik plastik deformatsiyasi 800 ° C dan yuqori haroratlarda boshlanadi.
Silikon o'tkazgich, biz zastosuvannya ko'p bilaman juda bir xil sharob hisoblanadi. Kremniyning elektr quvvati uyda yotishi mumkin.

Kimyoviy quvvat.

Bu yerda boy, hayratlanarli, deyish mumkin, lekin men eng mashhuriga qoqilyapman. Si ning javonlarida (uglerodga o'xshash) 4-valent.
Silikon zavdyak yuzasida oksidi eritish yuqori haroratlarda shamolga barqaror. Kislota ichida u 400 °C da oksidlanadi, kremniy oksidi (IV) SiO2 ni eritadi.
Silikon kislotalarga chidamli va nitrat va gidroflorik kislotalar bilan aralashish ehtimoli kamroq, issiq o'tloqlarda suvni ko'rishdan osongina ajralib turadi.
Silikon kislotali silanlarning 2 guruhini - siloksan va silokseniyni hosil qiladi. Silikon 1000 °C dan yuqori haroratlarda azot bilan reaksiyaga kirishadi. u kimyo sanoati uchun, shuningdek, yong'inga qarshi vositalar ishlab chiqarish uchun qimmatli materialdir. Yuqori qattiqlik, shuningdek, termal va kimyoviy qarshilik kremniy karbid (kremniy karbid SiC) va bor (SiB3, SiB6, SiB12) pollar bilan ishlov beriladi.

Otrimanya kremniy

Men tse naytsíkavísha qismi, bu erda hisobot, deb o'ylayman.
Tan olishning keyingi turi quyidagilarga bo'linadi:
1. Silikon elektron quvvat(t.z. elektron silikon"") - devor orqasida 99,999% dan ortiq aralash kremniy chiqib eng katta silikon kremniy, silikon elektron sig'imning elektr qo'llab-quvvatlash taxminan 0,001 dan 150 ohm sm oralig'ida o'zgartirilishi mumkin, lekin qo'llab-quvvatlash qiymati berilgan bo'lsa. uyda, u elektr opir pitomnik vazifalarini g'amxo'rlik istayman, billur uyda butunlay xavfsiz narvon, ring chiqib, qabul qilinishi mumkin emas.
2. Silikon Sony sifati(t.z. "sonyachny kremniy") - har bir tolaga 99,99% dan ortiq aralash kremniydan olingan kremniy, fotoelektrik konvertatsiya qilish moslamalarini (sonik batareyalar) ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.



3. Texnik kremniy- sofdan karbotermik yangilanish usuli bilan olingan kremniy polikristalli tuzilish bloklari kvarts chiyillashi; 98% kremniy bilan yoping, asosiy uy ko'mirdir, u ko'p miqdorda engil elementlar - bor, fosfor, alyuminiy bilan havoga chiqariladi; asosan polikristalli kremniyga egalik qilish uchun ishlatiladi.

Texnik tozalikdagi kremniy (95-98%) grafit elektrodlari orasida ilhomlangan silika SiO2 ning elektr portlashlariga ega. sof va ayniqsa, sof kremniy olish nap_v_dnikovoí tehníko razrobleno usuli rivojlantirish bilan bog'liq da. Sof vih_dnih spoluk kremniyning oldinga sintezi uchun, z yakikh vityagyat silliky vydnovlennya vydnovlennya abo termichnogo razkladannya.
Polikristalli kremniy ("polisilikon") - kremniyning eng sof shakli bo'lib, tijorat maqsadlarida foydalanish mumkin, - texnik kremniyni xlorid va ftorid usullari bilan tozalash uchun ishlatiladigan va mono va ko'p kristalli ishlab chiqarishda g'olib bo'lgan mahsulot. kremniy.
An'anaga ko'ra, polikristalli kremniy texnik kremniydan yoga yoga silan kranlariga (monosilan, xlorosilan, ftorsilan) o'tkazish yo'li bilan chiqariladi, ular o'rnatiladigan silanlarning tajovuzkor tubiga ega, konvertatsiya qilingan silanni rektifikatsiyalangan tozalash va silanni metall silikonga qayta tiklash. .
Sof kremniy o'tkazgichlar ikki xilda olinadi: polikristalli(SiCl4 yoki SiHCl3 ni sink yoki suv bilan mustahkamlash, SiI4 va SiH4 ning termal kengayishi) va monokristalli(Tigelsiz zonaning erishi va eritilgan kremniydan bitta kristallning "o'rashi" - Czochralskiy usuli).

Bu erda siz kremniyni tebranish uchun Czochralski usulidan foydalanishingiz mumkin.

Choxralskiy usuli- Khikhanikh Vityagovanny Voganny Vogor Vid Vyno Veil Buyuk Gastersning Viroshchuvannya usuli Kristal kristall maktabining Rosplawiga (Abo Kllykh Crystal).

Zastosuvannya Silikon

Maxsus qotishma kremniy elektr o'tkazgichlarini tayyorlash uchun material sifatida keng qo'llaniladi (tranzistorlar, termistorlar, quvvat vibratorlari, tiristorlar; kosmik kemalarda ishlatiladigan Sony fotosellari, shuningdek, har xil narsalar).
1 dan 9 mikrongacha bo'lgan uzun sochlardan o'zgartirish uchun kremniy prosoriya parchalari, u infraqizil optikaga joylashtirilishi mumkin.
Silikon har xil bo'lishi mumkin va zastosuvannyaning barcha sohalari kengaymoqda. Metallurgiyada Si
vikoristovuetsya eritilgan metallardan nordonlikni (deoksidlanishni) olib tashlash uchun.
Kremniy ombor zalning ko'p sonli qotishmalari va rangli metallar.
Ovozli silikon qotishmalari korroziyaga chidamliligini oshirish, ularning livar kuchini yaxshilash va mexanik kuchni oshirish; katta zmistí Silikon bilan prote viklikati kryhkíst mumkin.
Eng muhimi qotishmalar, mis va alyuminiy qotishmalari bo'lib, ular kamarlardan qasos olish uchun ishlatilishi mumkin.
Silika dioksidi shisha, tsement, keramika, elektr va boshqa sanoat galuzlari bilan qayta ishlanadi.
Kremniyni tozalash bitta elektron qurilmalarni (masalan, kompyuteringiz protsessorini) va bitta chipli mikrosxemalarni ishlab chiqarish uchun muhimdir.
Sof kremniy uchun ishlatiladigan sof kremniy, metallurgiya kremniyini kristalli kremniy sifatida tozalash Sony energiyasi uchun asosiy xom ashyo hisoblanadi.
Bir kristalli kremniy - elektronika va Sony energetikasining kremi gaz lazerlarining nometalllarini tayyorlash uchun ishlatiladi.

Kremniyni tozalash va yoga mahsuloti

Tanadagi kremniy

Tanadagi kremniy qattiq skelet qismlari va to'qimalarini yoritishda etakchi o'rinni egallagan turli xil spoluklarning ko'zlarida topiladi. Ayniqsa, kremniyga boy dengiz o'tlari (masalan, diatomli suv o'tlari) va mavjudotlar (masalan, kremniy shoxli gubkalar, radiolariya) to'planishi mumkin, ular okean tubida kremniy oksidi cho'kindilari bilan qotib qolgan. (IV). Sovuq dengiz va ko'llarda kremniyga boy biogen xachirlar muhimroq, tropik dengizlarda kremniy miqdori past bo'lgan vaping xachirlari. Oʻtlar, oʻtlar, palma daraxtlari va otlar quruqlik oʻsimtalari oʻrtasida koʻp miqdorda kremniy toʻplaydi. Orqa miya jonzotlarida kremniy (IV) oksidi oʻrniga, kul daryolarida 0,1-0,5%. Ishqoriyda kremniy ko'rinishlarining eng ko'p sonida baxtli mato, nirkah, pidshlunkovy ombori. Qo'shimcha dietada odamlar 1 g gacha kremniyga ega. Havoda kremniy (IV) oksidning ko'p miqdorda iste'mol qilinishi bilan kasallik - silikozni keltirib chiqaradigan odamning legeniyasida iste'mol qilinadi.

Visnovok

Hamma narsadan, agar siz oxirigacha o'qigan bo'lsangiz va ozgina kirib borgan bo'lsangiz, muvaffaqiyatga biroz yaqinroqsiz. Men spodívayus, yozma men bejiz emas va hoch komu uchun vouchsafed píst. Hurmat uchun.

KREMNIY. (Silsiy), Si - kimyo. elementlar davriy sistemasi guruhining IV elementi; da. n. 14, da. m 28.086. Qatronlar porlashi bilan kristalli kremniy-to'q kulrang nutq. Aksariyat hollarda oksidlanish darajasi aniqlanadi - 4, +2 va +4. Tabiiy kremniy 28Si (92,28%), 29Si (4,67%) va 30Si (3,05%) barqaror izotoplardan tashkil topgan. 27Si, 31Si va 32Si radioaktiv izotoplarini teskari parchalanish davrlari 4,5 soniya, 2,62 yil va 700 yilni olib tashlash. birinchi marta 1811 frantsuz tilida ko'rilgan. kimyogar va fizik J. L. Gay-Lyusak va frantsuz. kimyogar L. J. Tenar, ammo 1823 yilda identifikatsiyalar kamroq Shved, kimyogar va mineralog J. Ya. Berzelius.

Er qobig'idagi kenglik uchun (27,6%), kremniy-boshqa (nordondan keyin) element. Bilish muhim. silika Si02 va boshqa nordon nutqlar shaklida (silikatlar, aluminosilikatlar va boshqalar). Eng yaxshi aqllar uchun, olmos kabi yuzga markazlashtirilgan kubik tuzilishga ega bo'lgan barqaror peçete modifikatsiyasi o'rnatiladi, davri a = 5,4307 A. Intervalgacha kirib borishi 2,35 A. Kengligi 2,328 gcm. Yuqori bosim bilan (120-150 kbar) kattaroq simlar va metall modifikatsiyalariga o'ting. 6,7 K o'tish haroratiga ega bo'lgan metall modifikatsiyasi-supero'tkazgich. Bosimning ortishi bilan erish nuqtasi 1 bar bosimda 1415 ± 3 ° C dan 15,104 bar bosimda 810 ° C gacha kamayadi (quvurni isitishning yo'qolishi nuqtasi). , metall smola). ). Eritilganda atomlararo bog'lanishlarning koordinatsion soni va metalllashuvining ortishi kuzatiladi. Amorf kremniy xarakterli qisqa masofali tartib, bu kuchli yaratilgan hajmli markazlashtirilgan kub tuzilishini ko'rsatadi, kamdan-kam hollarda. Debievskaya t-ra 645 K. Koefga yaqin. haroratning chiziqli kengayishi t-ri o'zgarishi bilan ekstremal qonunga muvofiq o'zgaradi, t-ri 100 dan past bo'ladi Vino salbiy bo'lib, t-ri 80 K da minimal (-0,77 10 -6) deg -1 ga etadi; t-ry 310 K da vino 2,33 10-6 deg-1, t-ry 1273 K-4,8 10 deg-1. Eritish issiqligi 11,9 kkal/g-atom; tkíp.3520 K.

Erish haroratida sublimatsiya va bug'lanish issiqligi 110 va 98,1 kkal/g-atomga teng. Kremniyning issiqlik o'tkazuvchanligi va elektr o'tkazuvchanligi kristallarning tozaligi va puxtaligida yotadi. Zí rostannyam t-ri koeffi. sof K.ning issiqlik oʻtkazuvchanligi asta-sekin oʻsib boradi (t-ri 35 K da 8,4 kal/sm X X sek gradusgacha), soʻngra oʻzgaradi, t-ri vídpovidno 300 va 1200 K da 0,36 va 0,06 kal/sm sek gradusga etadi. Entalpiya, entropiya va issiqlik sigʻimi K. standart aqllarda 770 kal/g-atom, 4,51 va 4,83 kal/g-atom - gradusga teng. Silikon diamagnetik, qattiq moddalarning magnit sezgirligi (-1,1 10 -7 mu/g) va kamdan-kam (-0,8 10 -7 mu/g). Kremniy t-rida zaif cho'kadi. Noyob K.ning erish haroratida sirt energiyasi, qalinligi va kinematik yopishqoqligi 737 erg/sm2, 2,55 g/sm3 va 3 10 m2/sek boʻladi. t-p 0 dan 1,08 u - t-p 300 K da 1,15 ev to'silgan zonasi kengligi bilan tipik kristalli kremniy o'tkazgich xona haroratida, nam-tashuvchi ayblovlar kontsentratsiyasi yaqin 1,4 10 10 sm - 3;

Silikonning kuchi uylarning tabiati va kontsentratsiyasi, shuningdek, kristalning mukammalligi tufayli tushishi. otrimannya napívprovydnikovogo Do uchun Ring. p- va n-tipli yoga o'tkazish bilan ular IIIb (bor, alyuminiy, galliy) va Vb (fosfor, mish'yak, surma, vismut) kichik guruhi elementlari bilan birlashtirilib, suvning akseptorga o'tishini hosil qiladi. va korteks yaqinidagi donor zonalari, rostash Vikoristni qotishma uchun boshqa elementlar (masalan,) shunday shakllanadi. glybokí rivní, yakí obumovlyuyut dafn va nosesíí̈v ayblovlar rekombinatsiyasi. Tse yuqori elektr bilan materiallarni olish imkonini beradi. qo'llab-quvvatlash (t-ry 80 K da 1010 ohm sm), bu kichik eskirish to'lovlari bazasini kichik trivality, turli xo'jalik binolari sonining ko'payishi uchun muhim ahamiyatga ega. Koeffitsient kremniy bilan termoelektr quvvati faqat t-ri va uy, zbylshyuyuchi zí zrostannym elektroopor (p = 0,6 ohm da - sm, a = 103 mikrovolt / do'l) yotqizish uchun. Kremniyning dielektrik penetratsiyasi (vyd 11 dan 15 gacha) omborda va monokristallarning puxtaligida zaif yotqiziladi. Silikonning optik gillanishi qonuniyatlari hayotdagi nuqsonlarning tozaligi, konsentratsiyasi va tabiatining o'zgarishi, shuningdek, uzoq umr ko'rish tufayli juda o'zgaradi.

Elektromagnit kolivanning bilvosita loydan yasalgan kordoni 1,09 evroga yaqin, to'g'ridan-to'g'ri gil - 3,3 evrogacha. Singanning murakkab ko'rsatkichi (n - ik) parametrlari spektrining ko'rinadigan hududida allaqachon uyning yuzasida yotish mumkin. Ayniqsa sof Do uchun. (daλ \u003d 5461 A va t-re 293 K) n \u003d 4,056 va k \u003d 0,028. Elektronikaning robot chiqishi 48 evroga yaqin. Silikon tendentsiyasi. Moos uchun yogo qattiqligi (t-ra 300 K) - 7; HB = 240; HV y \u003d 103; I = 1250 kgf / mm2; me'yorlar moduli, elastiklik (polikristal) 10890 kgf / mm2. Kristalning chuqurligida yotish uchun minerallik o'rtasida: vigin ustida, chuqurlik 7 dan 14 gacha; koef. Qattiqlik 0,325 1066 sm2/kg.

Xona haroratida kremniy gazga o'xshash (shu jumladan) va qattiq reagentlar, krym liv bilan deyarli o'zaro ta'sir qilmaydi. T-ri harakatlanayotganda metallar va metall bo'lmaganlar bilan faol o'zaro ta'sir mavjud. SiC karbid (harorat 1600 K), Si3N4 nitridi (harorat. 1300 K), fosfid SiP (harorat. 1200 K) va arsenid Si As, SiAS2 (harorat 1000 K) ni erituvchi Zokrema. 700 K haroratda nordon reaktsiyasi bilan, Si02 dioksidini so'ndiradi, halogenlar bilan - SiF4 ftorid (300 K dan yuqori haroratda), SiCl4 xlorid (500 K dan yuqori haroratda), SiBr4 bromidi (haroratda). 700 K) i SiI4 nodid (mp 1000 da). Ko'pchilik bilan intensiv munosabatda bo'lish. metallar, ularni chi kimyoga almashtirishda qat'iy farqlar o'rnatadi. yarmida - silisidlar. Qattiq atirgullarning bir hilligining kontsentratsion joylari rozetning tabiatiga qarab sodir bo'ladi (masalan, Nimechchin 0 dan 100% gacha, kuzda 15% gacha, alfa tsirkoniyda 0,1% dan kam).

Qattiq kremniydagi metallar va metall bo'lmaganlar o'rtasidagi farq sezilarli darajada kamroq va retrograd tovushlar. Qanday chegaralar bilan, uy o'rniga, Do'da nima qilinmoqda. unchalik chuqur emas, maksimal darajaga yeting ( 2 10 18 , 10 19 , 2 10 19 , 1021, 2 10 21 sm) maydoni t-r vyd 1400 dan 1600 K. chuqur rivenny vydznyayutsya bir oz kichikroq rozchinnostyu bilan uylar (vyd 1015 selen va 5 10 16 nikel uchun 7 10 17 va midi uchun 10 18 sm-3 gacha zalyza uchun). Noyob po'latda kremniy oddiy metallar bilan o'ralgan emas, ko'pincha issiqlikni yaxshi ko'radi. Sof kremniy 99% Si í - 0,03% Fe, Al í Co, elektr pechlarida kvarts va ko'mir bilan ishlov berilgan texnik mahsulotdan tayyorlanadi. U yerga (sum_shy xlorid va sirchanoy, keyin ftorid-suv va sirchanoy) yangi nafas bilan boshlang, shundan so'ng mahsulot (99,98%) olib tashlanadi, xlor bilan ishlov beriladi. Sintezlar distillash orqali tozalanadi.

Silikon o'tkazgich suvda SiCl4 xlorid (yoki SiHCl3) bilan birgalikda yoki SiH4 gidridining termal kengayishida ishlatiladi. Monokristallarni qoldiq tozalash va maydalash tigelsiz zonali silliq usulda yoki ayniqsa sof sousni (uyda 1010-1013 sm-3 gacha) hisobga olgan holda Czochralskiy usuli bilan amalga oshiriladi cf\u003e 10 3 ohm. zarur uylar soni. 2-4 diametrli va uzunligi 3-10 sm bo'lgan silindrsimon kremlarni shunday tayyorlaysiz.Maxsus uchun. Maqsad yanada ko'proq monokristallarni ishlab chiqarishdir. Texnik kremniy va ayniqsa kislotali po'latlar va qotishmalar, shuningdek, engil qo'shimchalar kabi vikoroz sho'r suvdan yogo qotishmalari. Ayniqsa, sof zrazki monokristalli K. turli elementlar bilan qoʻshib, turli past tokli (zokrema, termoelektrik, radio, yorugʻlik va fototexnikaviy) va yuqori tokli (tebranish, konvertatsiya qiluvchi) qoʻshimchalar asosi sifatida qoʻllanilishi maʼlum.

Kremniy va kremniy

Silikon metall bo'lmaganlarga keltiriladi va 4 ta elektron bir xil energiya darajasida bo'lishi mumkin. Vín víddavati í̈x, oksidlanish bosqichini + 4 ko'rsatib, elektronlarni qo'shishi, oksidlanish bosqichini ko'rsatishi mumkin - 4. Biroq, silikonga elektron qo'shish qobiliyati sezilarli darajada kamroq, uglerodga nisbatan past. Silikon atomlari kattaroq radiusga, pastroq uglerod atomlariga ega bo'lishi mumkin.

Tabiatning kremniy haqidagi bilimi .

Tabiatdagi kengaytmalarning silikon kamari. massasining 26% dan ko'proq kuz ponning її qismi boshiga er qizamiq. Sharoblarning kengligi uchun boshqa joyga o'tiring (nordondan keyin). vydmynu kuni vyd vyd uglec C vylny stíny vyrydy emas zustrichaetsya. Vin omboriga turli xil kimyoviy tarkiblar, asosan kremniy oksidi (IV) va kremniy kislotalari (silikatlar) tuzlarining turli xil modifikatsiyalari kiradi.

Silikonga obsessiya .

Texnik tozalikdagi sanoat kremniyida (95-98%) SiO 2 ustunlik qiladi. 2 qovurish paytida elektr pechlarda koks:

SiO 2 + 2C \u003d Si + 2CO

SiO 2 + 2Mg \u003d Si + 2MgO

Shu tarzda, uylardan jigarrang rangdagi amorf kremniy kukuni olinadi. Metalllarni eritishdan (Zn, Al) qayta kristallanishni kristall tegirmonga o'tkazish mumkin.

Silikon tetraklorid, hatto yuqori toza bo'lsa ham, silikon tetraklorid SiCl uchun 1000 ° C da ishlatiladi. 4 juft sink:

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

maxsus usullar yordamida yogoni tozalash.

Jismoniy Kimyoviy quvvat kremniy.

Sof kristalli kremniy - moyil va qattiq, nishabli. Olmos singari, u kovalent turdagi bog'lanishga ega bo'lgan kubik kristall panjaraga ega. Yogo erish nuqtasi 1423 °C. Eng buyuk aqllar uchun kremniy faol bo'lmagan element, faqat ftor bilan reaksiyaga kirishadi, lekin qizdirilganda turli xil kimyoviy reaktsiyalarga kiradi.

napívprovydnikovyy tehnítsy uchun qimmatli material sifatida Yogo vikoristovuyut. Sharobning boshqa o'tkazgichlari bilan bog'langan holda, u suyultirilgan kislotalarga nisbatan sezilarli qarshilik va 300 ° S gacha bo'lgan katta elektr qarshilik bilan ajralib turadi. Texnik kremniy va ferrosilikon vikorist metallurgiyada ham issiqlikka chidamli, kislotaga chidamli va asbob po'latlari, chavunlar va boshqa boy qotishmalar uchun.

Silikon metallar bilan kimyolar, Silitsidlar deb ataladi, magniy bilan qizdirilganda magniy silisidi eritiladi:

Si + 2Mg = Mg 2 Si

Ushbu ustunlikning strukturasi ortidagi metallarning silisidlari karbidlarni bashorat qiladi, shuning uchun metallga o'xshash silisidlar, xuddi metallga o'xshash karbidlar kabi, katta qattiqlik, yuqori erish nuqtasi, issiq elektr o'tkazuvchanligi bilan ajralib turadi.

Elektr pechlarida sumish pisku koks bilan qovurilganda kremniy karbid va uglerod kremniy karbid yoki karborund bilan aralashtiriladi:

SiO2 + 3C = SiC + 2CO

Karborundum - o'tga chidamli, barsiz qattiq nutq, qimmatbaho abraziv va issiqlik materiali. Karborundum, yak i, maê atomik kristalli bepul. Toza stantsiyada izolyator mavjud, ammo uyning mavjudligida u o'tkazgichga aylanadi.

Silikon yak i , ikkita oksidni eritadi: kremniy oksidi (II) SiO va kremniy oksidi (IV) SiO 2 . Silikon oksidi (IV) - bu erkin mamlakatda tabiatda keng tarqalgan qattiq refrakter nutq. Tse kimyoviy jihatdan barqaror nutq, u suvda yoki gidroflorik kislotada faqat ftor va gazga o'xshash ftor bilan o'zaro ta'sir qiladi:

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

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

Reaksiyalarga to'g'ridan-to'g'ri ishora qilish, kremniyning ftorga nisbatan katta sporidligiga ega bo'lishi bilan izohlanadi. Bundan tashqari, silikon tetraflorid uchuvchi nutqdir.

Texnítsí prozoriya SiO da 2 bir mehribon ultrabinafsha o'zgarishini sog'inib sifatida barqaror refrakter kvarts plita tayyorlash uchun vykorovuyut, harorat sezilarli o'zgarishlar ko'rsatadi kengaytirish katta koeffitsienti bo'lishi mumkin. Kremniy oksidi (II) tripolining amorf modifikatsiyasi katta g'ovaklikka ega. Vibratsiyali dinamit (burun vibukhovo nutqi) va boshqalar uchun issiqlik va ovoz izolyatori sifatida Yogo vikoristovuyut. Vibratsiyali tovushdagi kremniy (IV) oksidi asosiylardan biridir kundalik materiallar. Olovga va kislotaga chidamli materiallar, po'lat, metallurgiyadagi oqim kabi va hokazolarni ishlab chiqarishda g'alaba qozonadi.

Molekulyar formulalarga ko'ra, uglerod oksidi (IV) va kremniy oksidi (IV) ning kimyoviy va fizik quvvatini moslashtirish oson, ularning kuchi bir xil. kimyoviy ombor z'ednan razny. Nima uchun kremniy oksidi (IV) nafaqat SiO molekulalaridan hosil bo'lishi tushuntiriladi 2 s í̈x assotsiatsiyalari kabi, ularning ba'zilarida kremniy atomlari nordon atomlari bilan birlashtiriladi. Kremniy (IV) oksidi (SiO 2 )n. Maydondagi rasm:

D.I davriy tizimining IV guruhi (IVA guruhi) bosh kichik guruhi elementlarining yana bir vakili. Mendeliev - kremniy Si.

Tabiatda kremniy kislotaning kengligi uchun yana bir kimyoviy elementdir. Yer poʻsti yogo spolukdan har chorakda koʻproq buklanadi. Eng keng tarqalgan kremniy silikon oksidi (IV) SiO 2, boshqa nomi kremniydir. Tabiatda vinolar kvarts mineralidan (kichik 158) tayyorlanadi, uning xilma-xilligi - girskiy billur, shuningdek mashhur nilufar shakli - ametist, shuningdek, agat, opal, jasper, kalsedon, karnelian shaklida virobny va mast qiluvchi toshlar. Kremniy (IV) oksidi ham ajoyib va ​​kvarts qumidan iborat.

Mal. 158.
Dolomit bilan kesishgan kvarts kristallari

Kremniy oksidi (IV) asosidagi uch xil mineral (chaqmoqtosh, kalsedon va boshqalar) birinchi odamlar tayyorlangan znaraddya praci. Ko'zga ko'rinmas va toshdan tor bo'lmagan, toshning boshini yotqizuvchi xuddi shu chaqmoqtosh - vítsy kremínyh znaryad pratsí (159-rasm). Buning ikkita sababi bor: chaqmoq toshining kengligi va mavjudligi, shuningdek, qirralarning qanchalik o'tkir bo'lgan binolarni qurish.

Mal. 159.
Znaryaddya tosh viku

Kremniy uchun tabiiy materiallarning yana bir turi silikatdir. Ular orasida aluminosilikatlarning eng katta kengliklari bor (bu silikatlar alyuminiy kimyoviy elementini almashtirishi mumkinligi tushunilgan). Granit aluminosilikatlarga qo'shiladi, boshqacha ko'ring loy, slyuda. Alyuminiy uchun qasos olmaydigan silikat, masalan, otashinlarni tayyorlash uchun ishlatiladigan asbest.

Silikon oksidi (IV) SiO 2 yetishtiruvchilar va mavjudotlarning hayoti uchun zarurdir. Sharoblar roslinning poyalarini va jonzotlarning zahisnymi pardalarini beradi (160-rasm). Zavdyaklar sizlarga, navbatlar, navbatlar va otquloqlar mitzno, sumkalar kabi, gostre bargli o'tlar, pichoq kabi, qiya daladagi somonlar, bosh kabi, makkajo'xori dalalarini yotishiga yo'l qo'ymaydigan mitzna bo'yralarida don poyalari. o'rmondagi dalalar va shamol. Luska qovurg'a, koma chig'anoqlari, krill meteliks, pir'ya ptahiv í mítsny jonzotlarining jun, oskílki smite kremniy.

Mal. 160.
Kremniy (IV) oksidi roslin poyalariga va jonzotlarning bo'g'uvchi egri chizig'iga minerallik beradi.

Z'ednannya kremniy insonning soch va tirnoqlariga silliqlik va yumshoqlik beradi.

Silikon kirish va pastki tirik organizmlar omboriga - diatomlar va radiolar, tirik materiyaning eng past ko'kraklari, go'yo kremniy bilan skeletning go'zalligi orqasida o'zlarining kamchiliklarini yaratgandek (161-rasm).

Mal. 161.
Diatomlar (a) va radiolaryanlar (b) skeletlari kremniydan iborat

Kremniyning ustunligi. Siz Sony batareyasi bilan mikrokalkulyatordan foydalanmoqdasiz, shuning uchun kristalli kremniy haqida xabar bor. Tse napívprovidnik. Vídmínu víd metallív kuni, íz pídvishennyam harorat yogo elektroprovídníst zbíshuêtsya. Sun'iy yo'ldoshlarda, kosmik kemalarda, stantsiyalarda va dahah budinkivda (kichik 162) ular Sony energiyasini elektr energiyasiga aylantiradigan Sony batareyalarini o'rnatadilar. badbo'y napívprovydnikív kristallari ishlaydi, va birinchi qora chaqmoq tosh da. Silikon fotoelementlarni 10% ga qadar elektr energiyasiga aylantirish mumkin.

Mal. 162.
Dahu kabinasi uchun uyqusiz batareya

Sizni kremniy oksidi (IV) bilan qondiradigan kislotalilikda yonish uchun kremniy:

Metall bo'lmagan kremniy qizdirilganda silitsid eritmalari bilan metallar bilan birlashadi, masalan:

Silitsidlar suv yoki kislotalar bilan osongina tarqaladi, agar siz gazga o'xshash suvga o'xshash silikon - silani ko'rsangiz:

Uglevodlar yuzasida, sirtdagi silan o'z-o'zidan kirishadi va erigan kremniy oksidi (IV) va suv bilan yonadi:

Silan va metan CH 4 o'rtasidagi reaktsiyaning kuchayishi kremniy atomining kengayishi kattaroq, uglerodda pastroq bo'lishi bilan izohlanadi, shuning uchun Si-H kimyoviy aloqalari kichikroq, C-H aloqalari pastroq.

Silikon o'tloqlarning konsentrlangan suv almashinuvi bilan o'zaro ta'sir qiladi, silikat va suv hosil qiladi:

Silikon kremniy oksidi (IV) magniy yoki uglerodga o'xshaydi:

Silikon oksidi (IV) yoki kremniy dioksidi yoki kremniy SiO 2 yak í CO 2 ê kislotali oksidi. Biroq, CO2 yuzasida molekulyar, ammo atomik, kristall panjara mavjud. Buning uchun SiO 2 qattiq va o'tga chidamli nutqdir. Sharoblar suv kislotalari, gidroflorik krem ​​va aloe yuqori haroratlarda kremniy kislotasi - silikatlarning erigan tuzlari bilan o'tloqlar bilan farq qilmaydi:

Kremniy oksidi kremniy oksidini (IV) metall oksidlari yoki karbonatlar bilan qotishma uchun ham ishlatilishi mumkin:

Natriy silikatlar va kaliy chakana plitalar deb ataladi. Їx suv ta'minoti- Silikat elimdan foydalanish yaxshi.

Silik kislota H 2 SiO 3 (163-rasm):

Mal. 163. Silikat-ionga kislota reaksiyasi

Bundan tashqari, H2SiO3 ham zaif kislotadir. Bu suvda mos kelmaydigan va qamalning qoldiqlariga qarashda reaktsion tartibsizlikdan tushib ketadi, bu ba'zan farqning butun hajmini siqib chiqaradi, uni qattiq massaga aylantiradi, men jele, jelega boraman. Masini osib qo'yganda yuqori darajada g'ovak nutq - silikagel o'rnatiladi, u adsorbent sifatida keng qo'llaniladi - boshqa nutqlarning loyi.

Laboratoriya guvohnomasi No 40
Kremniy kislotasiga ega bo'lish va bu kuchni oqlash

Silikon in'ektsiyasi. Siz allaqachon bilasizki, silikon o'tkazuvchan materiallar, shuningdek kislotaga chidamli qotishmalar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Kvars qumi yuqori haroratda jun bilan eritilganda, silikon karbid SiC eriydi, bu faqat olmos uchun mavjud. Shuning uchun, u ríztsív metaloryzalnyh verstatív charxlash va qimmat tosh jilo uchun vicorate kerak.

Eritilgan kvartsdan yuqori haroratga bardosh beradigan va sovuqda yorilib ketmaydigan turli xil kimyoviy kvarts idishlari tayyorlanadi.

Z'ednannya kremniy ê omborni tsementga burish uchun asosdir.

Zvichayne xatosi Na 2 O CaO 6SiO 2 formulasi bilan ifodalanishi mumkin bo'lgan omborxonada bo'lishi mumkin. Yogo eritilgan sumish soda, vapnyak va piska qo'shilgan maxsus pechkalarda yutib olinadi.

Vídmínna guruch skla - zdatníst rozm'yakshuvatisya í erigan po'lat shishib yilda ombori qo'lga qachon saqlanadi, deb, bir shakl yoki yo'qligini. Buning asosida idishlar va boshqa buyumlar tayyorlanadi.

Dodatkoví yakosti sklu turli qo'shimchalar beradi. Shunday qilib, qo'rg'oshin oksidi kiritilishi kristalli tiniq rangga kamayadi, xrom oksidi yashil rangga aylanadi, kobalt oksidi ko'k rangga ega bo'ladi va hokazo (164-rasm).

Mal. 164.
Rangli ombordan mahsulotlar

Sklo - xalqning eng qadimgi vinochilaridan biri. Allaqachon 3-4 yew. Shu sababdan Misr, Suriya, Finiki va Qora dengizda urush boshlandi.

Sklo - bir xil materiallar remísnikív dan kam emas, balki rassomlar ham. Usta kamolotning eng yuqori darajasiga erishdi Qadimgi Rim, go'yo ular o'zlarining mozaikalarining rang nishabini va ishini olib tashlashga qodir edilar.

Mal. 165.
Chartresdagi Notr-Dam soborining vitray oynalaridagi rangli oynalar

Ombordan buyuk muzeyning obov'yazkovymi atributlari va cherkovning rang-barang vitrajlari, mozaik panellari bilan san'at asarlarini yarating - buning yorqin dumbalari (165-rasm). Rossiya Fanlar akademiyasining Sankt-Peterburg bo'limi binolaridan birida Pyotr I g'olib M. V. Lomonosovning mozaik portreti (166-rasm).

Mal. 166.
Pyotr I ning mozaik portreti

Tiklanish joylari ancha katta. Tse vikonne, plyashkove, lampov, dzerkalne sklo; optik qiyalik - ko'zoynaklardan kamera ko'zoynaklarigacha; farqlanmaydigan optik qurilmalarning linzalari - mikroskoplardan teleskoplargacha.

Ikkinchi eng muhim material, kremniyga asoslangan qoplamalar tsementdir. Yogo o'ralgan maxsus pechlarda loy va vape pishirish uchun ishlatiladi.

Agar tsement kukuni suv bilan aralashtirilgan bo'lsa, unda tsement mustahkam o'rnatilmaydi, aks holda budilniklar, tsement rozchin deb ataladi, bu qadam-baqadam qiyinlashadi. Betonni tsement yoki shag'alga qo'shganda, betonni yuqori qatlam kabi olib tashlash kerak. Betonning moddiyligi ortib bormoqda, shuning uchun yangi ramkaga yangi ramka kiritiladi - quyma beton chiqadi, undan panelning devorlari, qoplama bloklari, fermi ko'priklar va boshqalar tayyorlanadi.

Ombor tsement ishlab chiqarish bilan shug'ullanadi silikat sanoati. Von shuningdek, silikatli keramika - ceglu, chinni (kichik 167), fayans va ulardan buyumlar ishlab chiqaradi.

Mal. 167.
Chinni navlari

Vídkrittya kremniy. Qadim zamonlarda odamlar kremniydan foydalanishda g'alaba qozongan bo'lsalar ham, kremniyning o'zi birinchi marta 1824 yilda shved kimyogari J. Ya. Berzelius tomonidan olib tashlangan. Biroq, yangi chaqmoq toshidan 12 yil oldin, J. Gay-Lussac va L. Tenard olib ketilgan, ale vin duzhe zabrudneniy uylar.

Lotincha silicum nomi o'z kosasini lotincha silex-flint so'zidan oladi. Ruscha "kremniy" nomi yong'oq kremnosiga o'xshaydi - "skel, skel".

Tushunadigan yangi so'zlar

1. Kremniyning tabiiy manbalari: silika, kvarts va boshqa navlar, kremniy oksidi, aluminosilikat, asbest.
2. Kremniyning biologik ahamiyati.
3. Kremniyning ustunligi: napívprovydnikoví, nordon, metallar, o'tloqlar bilan o'zaro ta'sir qiladi.
4. Silan.
5. Kremniy (IV) oksidi. Yoga Budova va kuch: o'tloqlar, asosiy oksidlar, karbonatlar va magniy bilan o'zaro ta'sir.
6. Kremniy kislotasi va s tuzlari. Rozchinne slo.
7. Zastosuvannya kremniy va yogo yarmi.
8. Sklo.
9. Sement.

kunni nomlang

Ko'pincha tabiatda kremniy kremniy dioksidi (IV) SiO 2 (er yuzidagi qizamiq massasining taxminan 12%) asosidagi asos bo'lgan kremniy dioksidiga o'xshaydi. Kremniy dioksidi bilan o'chadigan asosiy minerallar va jinslar zanjir (boy va kvarts), kvarts va kvartsit, chaqmoqtosh, polov_spardir. Silikat va aluminosilikat tabiatdagi kengligi uchun boshqasiga o'raladi.

Sof kremniyning o'zining tabiiy ko'rinishidagi ahamiyati birin-ketin ta'kidlanadi.

Otrimannya

Oq tiniq pisku (kremniy dioksidi) magniy bilan qovurilganda kremniy chiqadi:

S i O 2 + 2 M g → 2 M g O + Si (\displaystyle ~(\mathsf (SiO_(2)+2Mg\ \o‘ngga o‘q \ 2MgO+Si)))

Siz nimaga qaror qilasiz amorf kremniy , jigarrang kukunga o'xshash narsa nima bo'lishi mumkin.

Sanoatda silikonning texnik tozaligi SiO 2 ni koks bilan taxminan 1800 ° S haroratda mil tipidagi ruda-termik pechlarda eritish orqali olinadi. Bunday sinf bilan olib tashlangan kremniyning tozaligi 99,9% ga yetishi mumkin (asosiy uylar ko'mir, metall).

Siz uylardan kremniyni tozalashdan uzoqlasha olasiz.

• Laboratoriya yuvinish xonalarida tozalash magniy silitsidi Mg 2 Si ni frontal egallash yo'li bilan amalga oshirilishi mumkin. Gazga o'xshash monosilan SiH 4 ni olib tashlash uchun qo'shimcha xlorid yoki oktik kislotalar uchun magniy silisid berdik. Monosilan rektifikatsiya, sorbsiya va boshqa usullar bilan tozalanadi, so'ngra taxminan 1000 ° C haroratda kremniy va suvga joylashtiriladi.

• Kremniyni sanoat miqyosida tozalash kremniyni oraliq bo'lmagan xlorlash yo'li bilan amalga oshiriladi. Bu bilan omborning yarim burmalari SiCl 4, SiHCl 3 va SiH 2 Cl 2 eritiladi. Їx boshqacha tarzda uyni tozalang (qoida tariqasida, distillash va nomutanosiblik bilan) va oxirgi bosqichda 900 dan 1100 ° S gacha bo'lgan haroratda toza suv qo'shing.

• Silikonni tozalash uchun arzonroq, toza va samaraliroq sanoat texnologiyalari ishlab chiqilmoqda. 2010 yil uchun ulardan oldin kremniyni vikariy ftor bilan (xlor o'rnini bosuvchi) tozalash texnologiyalarini joriy etish mumkin; distillashni kremniy monooksidga o'tkazadigan texnologiyalar; kristallararo chegaralarga e'tibor qaratadigan vitray uylarga asoslangan texnologiyalar.

yakunlangan kremniy da Vmíst domyshok massasi boshiga 10 -8 -10 -6% gacha kamaytirish mumkin. Sof kremniyning oziqlanishi haqida ko'proq ma'lumotlar Polikristal kremniy maqolasida ko'rib chiqiladi.

Mikola, Mikolayovich Beketov tomonidan kremniyni parchalanishning sof shaklida olish usuli.

Jismoniy kuch

Kremniy kristall panjarasi olmosga o'xshash kubik yuz markazlashgan, parametr a = 0,54307 nm (da). yuqori viza kremniyning boshqa polimorf modifikatsiyalarini olib tashlang), lekin Si-Si atomlari orasidagi bog'lanish bilan bog'langan kattaroq bog'lanish orqali zv'azku S-S kremniyning qattiqligi olmosnikidan sezilarli darajada kamroq. Silikon yorilish, faqat 800 ° C da qizdirilganda, u plastik nutqqa aylanadi. infrachervonogo viprominyuvannya s dozhini khvili 1,1 mikron uchun Vín prozory. Zaryadda burunning nam konsentratsiyasi 5,81 10 15 m-3 (300 K harorat uchun).

Elektrofizik quvvat

Bir kristalli shakldagi elementar kremniy bilvosita bo'shliqli o'tkazgichdir. O'ralgan maydonning kengligi da xona harorati saqlash 1,12 eV va T \u003d 0 K da - 1,21 eV. Oddiy aqllar uchun kremniydagi nam zaryad tashuvchilarning konsentratsiyasi 1,5·10 10 sm -3 ga yaqin bo'ladi.

Kristalli kremniyning elektrotrof kuchida katta oqim qorong'uda aylanib yuradigan uylarni quradi. Chuqur o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan kremniy kristallarini olish uchun kremniyga III guruh elementlarining bor, alyuminiy, galiy va indiy kabi atomlarini kiriting. Kremniydan elektron o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan kristallarni olish uchun atomlarni kiriting V-í elementlar fosfor, mishyak, surma kabi guruhlar.

Elektron qurilmalar kremniy asosida yig'ilganda, sirt sharini materialga (o'nlab mikrongacha) biriktirish muhim ahamiyatga ega, shuning uchun kristalning sirt sifati kremniyning elektrostatik kuchiga qo'shilishi mumkin va, ehtimol, tayyor asbobning kuchi bo'yicha. Muayyan asboblarni yig'ish jarayonida vikoroz qo'shiladi, sirtni o'zgartirish uchun qo'llaniladi, masalan, sirt turli xil kimyoviy moddalar va y oprominennya bilan kremniy bilan qoplangan.

Kimyoviy quvvat

Uglerod atomlariga o'xshab, kremniy atomlari orbitallarning sp 3 - gibridlanishi bilan tavsiflanadi. Gibridlanish bilan bog'liq holda, sof kristalli kremniy olmosga o'xshash donalar hosil qiladi, ularda kremniy chotivalentdir. Shu bilan birga, kremniy tovushi oksidlanish darajasi +4 yoki -4 bo'lgan chotivalent element sifatida ham o'zini namoyon qiladi. Zustrichayutsya ikki valentli yarim kremniy, masalan, kremniy oksidi (II) - SiO.

Oddiy onglar uchun kremniy kimyoviy jihatdan faol emas va faqat gazga o'xshash ftor bilan faol reaksiyaga kirishadi, u bilan uchuvchi kremniy tetraflorid SiF4 eriydi. Kremniyning bunday "harakatsizligi" kremniy dioksidining nano o'lchamdagi shari yuzasining pasivatsiyasi bilan bog'liq bo'lib, u nordon, qayta-qayta suv (suv bug'i) ishtirokida salbiy joylashadi.

erigan SiO 2 dioksidi bilan kislotalanish, jarayon sirtdagi dioksid to'pi hajmining oshishi bilan birga keladi, oksidlanish jarayonining barqarorligi atom kislotasi va kriyokonservatsiya dioksidining tarqalishi bilan cheklanadi.

400-500 ° C dan yuqori haroratgacha qizdirilganda kremniy xlor, brom va yod bilan reaksiyaga kirishadi - buklangan omborda osongina uchuvchi tetrahalidlar SiHal 4 va, ehtimol, galogenidlarni qabul qilish bilan.

Suv bilan o'rtasi bo'lmagan kremniy reaksiyaga kirishmaydi, lekin suv bilan silikon - Si n H 2n + 2 formulali silanlar - bilvosita yo'lga ega. Monosilane SiH 4 (yogo ko'pincha oddiy silan deb ataladi) metall silisidlarning kislotalar bilan o'zaro ta'sirida namoyon bo'ladi, masalan:

C a 2 S i + 4 H C l → 2 C a C l 2 + S i H 4 (\displaystyle ~(\mathsf (Ca_(2)Si+4HCl\ \o‘ng o‘q \ 2CaCl_(2)+SiH_(4)\ ) yuqoriga ko'tarilish)))

Ushbu reaksiyada eriydigan SiH 4 silan, uylar va boshqa silanlar, zokrem, Si 2 H 6 disilan va Si 3 H 8 trisilan, ba'zi nayzalarda kremniy atomlari uchun, bir-biriga yagona bog'lar bilan bog'langan (-Si -Si-Si-) qasos oladi. ).

Silikon azot va bor bilan 1000 ° C ga yaqin haroratda reaksiyaga kirishadi, nitridi Si 3 N 4 va termal va kimyoviy jihatdan barqaror borid SiB 3, SiB 6 va SiB 12 ni eritadi.

1000 ° C dan yuqori haroratlarda davriy jadvalga eng yaqin analog bo'lgan kremniydan foydalanish mumkin - uglerod - silikon karbid SiC (karborundum), bu yuqori qattiqlik va past kimyoviy faollik bilan ajralib turadi. Karborundum abraziv material sifatida keng qo'llaniladi. Shu bilan birga, kremniyning erishi (1415 ° C) izostatik presslashning sinterlangan nozik taneli grafitning katta bo'laklari ko'rinishida ko'mir bilan uch soat davomida aloqa qilish mumkin, amalda o'zgarmaydi va qolganlarga xalaqit bermaydi.

4-guruhning pastki elementlari (Ge, Sn, Pb) kremniyda, shuningdek, boshqa metallarning ko'pchiligida qoplanmagan. Kremniy va metallar bilan qizdirilganda ularning yarim chig'anoqlari, silisidlar hosil bo'lishi mumkin. Silitsidlarni ikki guruhga bo'lish mumkin: ion-kovalent (ko'lmak, ko'lmak-yer metallari va magniy tipidagi Ca 2 Si, Mg 2 Si va in) va metallga o'xshash (o'tish metallarining silisidlari). Faol metallarning silisidlari kislotalarning suyultirilishi ostida yotqiziladi; Metallga o'xshash silisidlar yuqori erish nuqtasiga ega (2000 ° S gacha). Ko'pincha metallga o'xshash silitsid omborlari qo'llaniladi Men Si, Men 3Si2, Men 2 Si 3, Men 5 Si 3 i Men Si 2 . Metallga o'xshash silisidlar kimyoviy jihatdan inert, yuqori haroratda nordonga chidamli.

Shuni ta'kidlash kerakki, kremniy evtektik yig'indini muhrlaydi, bu ferrosilikon keramikalarni yopish uchun materiallarni plomba va kremniyning erish haroratidan sezilarli darajada pastroq bo'lgan haroratlarda siqish (eritish) imkonini beradi.

1200 ° C dan yuqori haroratlarda silikonga SiO 2 qo'shganda, silikon oksidi (II) - SiO eriydi. Bu jarayon doimiy ravishda kremniy usullari bilan kristallar ishlab chiqarish bilan qo'llab-quvvatlanadi

Silikon 1811 yilda vahiylarning boshida. J.Gey-Lyussak va L.Tenar kremniy ftorid bug'larini kaliy metallidan o'tkazganda, oqsillar ular tomonidan element sifatida tavsiflanmaydi. Shved kimyogari J. Berzelius 1823 y kaliy tuzi K 2 SiF 6 ni metall kaliy bilan yuqori haroratda qayta ishlash jarayonida u tomonidan olib tashlangan kremniyning tavsifini berish. Yangi element "silitsiy" (lot. silex - chaqmoqtosh) deb nomlandi. Ruscha "kremniy" nomi 1834 yilda rus kimyogari Herman Ivanovich Hess tomonidan kiritilgan. Boshqa yunon tilidan tarjimada. krhmnoz- Kut, tog'.

Tabiatdagi bilim, otrimannya:

Tabiatda kremniy tebranish dioksidida va boshqa omborda silikatlarda uchraydi. Tabiiy kremniy dioksidi kvarts shaklida muhimroq bo'lib, boshqa minerallardan foydalanishni xohlaydi - kristobalit, tridimit, kit, kousite. Amorf kremniy oksidi dengiz va okeanlar tubidagi diatom konlarida to'planadi - bu konlar SiO 2 bilan joylashib, diatomlar va boshqa kirpiklar omboriga kiradi.
Vilniy kremniyni magniyli çıtır oq pisku bilan qovurish uchun foydalanish mumkin, bu kimyoviy ombor uchun silikon oksidi SiO 2 + 2Mg = 2MgO + Si bilan tozalanishi mumkin. Sanoatda kremniyning texnik tozaligi SiO 2 ni koks bilan taxminan 1800 ° S haroratda yoy pechlarida eritish orqali olinadi. Bunday daraja bilan olingan kremniyning tozaligi 99,9% ga yetishi mumkin (asosiy uylar ko'mir, metall).

Jismoniy kuchlar:

Amorf kremniy jigarrang kukunga o'xshash bo'lishi mumkin, uning qalinligi zichroq 2,0 g / sm 3. Kristalli kremniy - quyuq kulrang, yaltiroq kristalli nutq, kristallangan va qattiq, olmoslarda kristallanadi. Bu odatiy o'tkazgich (elektr tokini o'tkazish yaxshiroq, pastki izolyator turi kauchuk va o'tkazgich uchun yuqoriroq - o'rta). Silikon yorilish, faqat 800 ° C da qizdirilganda, u plastik nutqqa aylanadi. Cíkavo, infrachervony viprominyuvannya uchun scho kremniyli prosorium, uzoq shamol 1,1 mikron bilan boshlanadi.

Kimyoviy quvvat:

Kimyoviy kremniy past faol. Xona haroratida faqat gazga o'xshash ftor bilan reaksiyaga kirishadi, uchuvchi kremniy tetraflorid SiF 4 bu haroratda eriydi. 400-500 ° S haroratgacha qizdirilganda kremniy kislota bilan erigan dioksid bilan, xlor, brom va yod bilan - erigan oson uchuvchi tetrahalidlar SiHal 4 bilan reaksiyaga kirishadi. 1000 ° C ga yaqin haroratlarda kremniy azot bilan reaksiyaga kirishib, Si 3 N 4 nitridini bor - termal va kimyoviy jihatdan barqaror borid SiB 3, SiB 6 va SiB 12 bilan eritadi. Suvli kremniy bilan u muammosiz reaksiyaga kirishmaydi.
Kremniy bilan ishlov berish uchun gidroftorik va nitrat kislotalarning yig'indisi eng keng tarqalgan.
Yaylovlarga o'rnating.
Silikon +4 yoki -4 oksidlanish bosqichi bilan tavsiflanadi.

Eng muhim sohalar:

Silikon dioksid, SiO 2- (Kremniy angidrid) ...
...
Kremniy kislotalari- silikat hajmiga kislota qo'shganda zaif, noaniq, utvoryuyuyutsya jelga o'xshaydi (jelatinga o'xshash nutq). H 4 SiO 4 (orto-kremniy) va H 2 SiO 3 (meta-kremniy yoki kremniy) faqat qizdirilganda va quritilganda SiO 2 ga o'zgarishi va qaytarib bo'lmaydigan darajada o'zgarishi ma'lum. Kirish uchun qattiq gözenekli mahsulot - silika jeli gazlarning adsorbenti, quritish agenti, katalizator va aşınma katalizatori sifatida sirtda ochilishi mumkin.
silikat- yaxshi kremniy kislotalarning tuzlari (natriy va kaliyning krim silikatlari) suvda erimaydi. kuch.
Sharsharalar- uglevodlarning analoglari, silani, yarim yurakdan, kremniyning ba'zi atomlarida bitta aloqa bilan, kuch yakscho atom kremniy z'êdnaní podvíyny zv'yazkom. Nayzalar va kiltsyalar uglevodlar kabi ishlatiladi. Barcha kuchlar o'z-o'zini ish bilan ta'minlashi mumkin, takrorlash bilan sumish tebranishlarini yaratadi va suv bilan osongina reaksiyaga kirishadi.

Zastosuvannya:

Kremniyning eng muhim miqdori alyuminiy, mis va magniyni qo'llash uchun qotishmalarni tanlash va po'lat va isitish uskunalarini tanlash uchun muhim bo'lishi mumkin bo'lgan ferosilitsidlarni tanlash uchun ma'lum. Silikon kristallari zastosovuyut sony batareyalari va napívprovydnikovih yordamchi binolar - tranzistorlar va diodlar. Silikon, shuningdek, yog ', yog', plastmassa va sintetik kauchuklar bilan bo'yash uchun organosilikon plitalari yoki siloksanlarni ishlab chiqarish uchun sirovina sifatida xizmat qiladi. Noorganik shlaklar kremniy vikorist keramika va po'lat texnologiyasida, izolyatsion material va p'ezokristal sifatida ishlatiladi.

Ba'zi organizmlar uchun kremniy muhim biogen element hisoblanadi. Vín qo'llab-quvvatlovchi kulbalar omboriga kiring roslin va skelet - mavjudotlarda. Dengiz organizmlari - diatomlar, suv o'tlari, radiolariya, gubkalar - kremniyning katta maydonlarida to'plangan. Ajoyib raqamlar otlar va donlar kremniy bilan konsentratsiyalanadi, birinchi qora rangda - Bambuk va Guruchga o'xshash pidrodinlar, ular orasida - guruch ekish. Qasos olish uchun odamning M'yazova to'qimalari (1-2) 10 -2% kremniy, suyak to'qimasi - 17 10 -4%, qon - 3,9 mg / l. Biroq, bugungi kunda inson tanasiga 1 g gacha kremniyni kiritish mumkin.

Antonov S.M., Tomilin K.G.
HF Tyumen davlat universiteti, 571-guruh.