Xulosa: "Silisyum, xususiyatlari va allotropik o'zgarishlar. Silikon biogen elementdir. Silikon, uning xususiyatlari va allotropik modifikatsiyalari - silikonning kimyoviy xususiyatlari

Kristalli silikon temir parıltısı bo'lgan quyuq kul materiallar. Kremniyning strukturasi olmos tuzilishiga o'xshaydi: kristall panjar kubik yuzga asoslangan, ammo atomlar orasidagi uzunroq bog'lanish uzunligi Si-Si qarzning uzunligi bilan bog'liq C-C Silikonning qattiqligi olmosdan ancha past. Silikon juda nozik, uning zichligi 2,33 g / sm3 ni tashkil qiladi.

Ko'mir kabi, u refrakter moddalarni nazarda tutadi.

Kristalli silikon tuzilishi (2-rasm).

Kremniy kristalli kristalli kristalli kristalli kubik yuzga joylashgan diamond turi bo'lib, parametr a = 0.54307 nm (yuqori bosim ostida silikonning boshqa polimorfik modifikatsiyalari olinadi), lekin atomlar orasidagi uzunroq bog'lanish uzunligi Si-Si qarzning uzunligi bilan bog'liq C-C Silikonning qattiqligi olmosdan ancha past. Silikon juda nozik, faqat 800 ° C atrofida qizdirilganda u plastik moddaga aylanadi. Qizig'i shundaki, silikon 1,1 mikrometrelik to'lqin uzunligidan boshlab infraqizil nurlanish uchun ochiq. O'zining tashuvchisi konsentratsiyasi - 13.1 × 10 28 m?

2-rasm. Silikon qobiq va kovalent zanjirli sxema: a - kovalent rishta; b - umumiy ko'rinish

Kimyoviy xossalari

Silikon tarkibida silikon 4 yoki 4 oksidlanish holatini namoyon qiladi, chunki silikon atomi orbitallarning sp-3 holatiga nisbatan xarakterlidir. Shuning uchun, silika (II) tashqari barcha aralashmalarda, Sion, silikon tetravalent hisoblanadi.

Kimyoviy sifatida silikon faol emas. Xona haroratida u faqat gazsimon flor bilan reaksiyaga kirishadi va uchuvchi silikon tetraflorid hosil bo'ladi. SiF 4 . 400-500 ° S haroratgacha qizdirilganda, silikon dioksidi hosil qilish uchun kislorod bilan reaksiyaga kiradi Sion 2 , xlor bilan, brom va yod bilan - mos keladigan osongina uchuvchan tetraalidlar hosil qilamiz SiHalogen 4 .

Silikon to'g'ridan-to'g'ri vodorod bilan reaksiyaga kirishmaydi, vodorod bilan kremniy birikmalari umumiy formula bilan silan bo'ladi Si n H 2n + 2 - bilvosita olingan. Monoslan SiH 4 (odatda silan deyiladi) metall silikitsidlarning kislota eritmalari bilan o'zaro ta'siri ostida chiqariladi, masalan:

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

Silan bu reaktsiyada hosil bo'ladi SiH 4 nopoklik va boshqa silanlarni, xususan disilanni o'z ichiga oladi Si 2 H 6 va trisilana Si 3 H 8 bu erda bitta aloqalar bilan bir-biriga bog'langan silikon atomlari zanjiri mavjud (-Si-Si-Si-).

Azot bilan 1000 ° S haroratda kremniy nitridi hosil qiladi Si 3 N 4 , Bor bilan - termal va kimyoviy chidamli boridlar Sib 3 SiB 6 va sib 12 . Silikon birikmasi va uning davriy jadvalidagi eng yaqin analog - uglerod - silikon karbid SiC (karborund) yuqori qattiqlik va past kimyoviy faollik bilan ajralib turadi. Carborundum abraziv sifatida keng tarqalgan.

Silikon metallar bilan qizdirilganda silisidlar paydo bo'ladi. Silikatlar ikki guruhga bo'linishi mumkin: ionli-kovalent (gidroksidi metall, gidroksidi tuproqli metall silisidlar va magniy Ca 2 Si, Mg 2 Si va boshqalar) va metallga o'xshash (o'tish metall silikitsit). Faol metalllarning silikatlari kislotalarning ta'sirida parchalanadi, o'tish metall silikitsiyalari kimyoviy jihatdan barqarordir va kislotalar ta'sirida parchalanmaydi. Metalga o'xshash silikatlar yuqori erish nuqtalariga (2000 ° C gacha) ega. Ko'pincha birikmalarning metalga o'xshash silisidlari hosil bo'ladi. Meni men 3 Si 2 Menga 2 Si 3 Menga 5 Si 3 va mesi 2 . Metalga o'xshash silikatlar kimyoviy jihatdan inert, yuqori haroratlarda ham kislorod ta'siriga chidamli.

Qayta tiklashda Sion 2 yuqori haroratda kremniy (II) Sion.

Silikon kislorod atomlarini ko'paytirib, uzun zanjirlarda silikon atomlari biriktiradigan organosilikon birikmalar hosil bo'lishi bilan xarakterlanadi - Oh- va ikkita atomdan tashqari har bir silikon atomiga Ohikkita qo'shimcha organik radikal qo'shildi R. 1 va R. 2 = CH 3 , C 2 H 5 , C 6 H 5 CH 2 CH 2 CF 3 va boshq.

Kremniy silikat uchun eng ko'p ishlatiladigan hidroflyorik va nitrat kislotalarning aralashmasidir. Ba'zi maxsus yig'uvchilar xrom anhidridi va boshqa moddalarni qo'shib beradi. Aşındırma paytida, kislota aşındırma solüsyonu tez qaynash nuqtasiga qadar isitiladi, aşınma nisbati bir necha barobar ortadi.

Si + 2HNO 3 = SiO 2 + NO + YO'Q 2 + H 2 O

Sion 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O

3SiF 4 + 3H 2 O = 2 soat 2 SiF 6 + vH 2 Sion 3

Alkilli eritmalar silikonni yutish uchun ishlatilishi mumkin. Ishqoriy eritmalarda silikonning chiqarilishi 60 ° C dan ortiq bo'lgan eritma haroratida boshlanadi.

Si + 2KOH + H 2 U = k 2 Sion 3 + 2H 2 ^

K 2 Sion 3 + 2H 2 O-h 2 Sion 3 + 2KOH

Jismoniy xususiyatlar

Silikon kubik yuzasiga joylashgan olmos turi kristalli latta, parametr a = 0.54307 nm (yuqori bosim ostida silikonning boshqa polimorfik modifikatsiyalari olinadi), ammo atomlar orasidagi uzunroq bog'lanish uzunligi Si-Si S - C munosabatlari uzunligiga nisbatan, silikonun qattiqligi olmosdan sezilarli darajada kamroqdir. Silikon juda nozik, faqat 800 ° C atrofida qizdirilganda u plastik moddaga aylanadi. Qizig'i shundaki, silikon 1,1 mikrometrelik to'lqin uzunligidan boshlab infraqizil nurlanish uchun ochiq. O'z tashuvchisi konsentratsiyasi - 13.1 · 10 28 m?

Elektrofizik xususiyatlari

Elementar silikon yagona kristall shaklida to'g'ridan-to'g'ri bo'shliq yarim o'tkazgich emas. Xona haroratida tarmoqli oralig'i 1.12 eV, T = 0 K da 1,21 eV. Oddiy sharoitda silikon ichidagi ichki zaryadlovchilarning kontsentratsiyasi taxminan 1,5-1010 sm3 ga teng.

Kristalli silikonning elektrofizik xususiyatlari uning tarkibidagi aralashmalardan katta ta'sir ko'rsatadi. Teshik o'tkazuvchanligi bilan silikon kristallarini olish uchun uchinchi guruh elementlari, masalan, bor, alyuminiy, galli va indiy kabi atomlarning atomlari kremniyga kiritiladi. Elektron o'tkazuvchanligi bilan silikon kristallarini olish uchun V guruhidagi elementlarning fosfor, marsenik va surma kabi atomlari kremniyga kiritiladi. (3-rasm)

3-rasm. Yarıiletken ishlab chiqarish uchun silikon kristal va gofretler

Kremniy asosida elektron qurilmalar yaratishda, materialning yaqin qatlam qatlami (o'nlab mikronga qadar) ishlatiladi, shuning uchun kristalli yuzaning sifati silikonning elektrofizik xususiyatlariga va shunga qarab tayyor mahsulotning xususiyatlariga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin. Ba'zi qurilmalar yaratishda, masalan, silikonning sirtini turli kimyoviy moddalar bilan davolash orqali sirt o'zgarishlariga bog'liq texnika qo'llaniladi.

Dielektrik o'tkazuvchanligi: 12

2. Elektron harakatlanishi: 1300-1450 sm2 / (in v).

3. Teshikning harakatlanishi: 500 sm2 / (in v).

4. taqiqlangan zona 1.205-2.84 · 10 -4 · T kengligi

5. Elektronning ishlash muddati: 5 ns - 10 mil

Elektron elektronning erkin yo'li: taxminan 0,1 sm

7. Teshikning erkin harakatlanishi uzunligi: 0,02-0,06 sm

Shahar hokimligi

"6-umumta'lim maktabi"

Murom shaharlarida

Mavzu bo'yicha Xulosa:

"Silikon, uning xususiyatlari va allotropik o'zgarishlar. Silikon - biogen element "

Tugallangan talaba 8 Sinfda

Shvetsova Tatyana

Boshliq Kornyshova S.S.

Kirish 3

Silikon kashfiyoti tarixi 4

Tabiatdagi silikon va sanoat konida 5

Silikon, uning xususiyatlari va allotropik o'zgarishlar

Silikon olish usullari 10

Silikon birikmalari va ularning xususiyatlari 11

Silikon - oziqlantiruvchi moddalar 14

Silikat sanoati 17

Xulosa 19

Adabiyot 20

Kirish

Silikonning shifobaxsh xususiyatlari bizning kunlarimizdan ancha oldin ma'lum edi: qadimgi Hindiston va Xitoyda yosh bambukdan iborat kremniyning shifobaxsh xususiyatlari Rossiyada uzoq vaqt ishlatilgan va oq gil Rossiyada anemiyali bolalar va zaif keksa kishilarni teri kasalliklaridan zaharlanish va yuqishdan davolash uchun ishlatilgan. Hatto qadimgi Hindiston va Xitoyning farmatsevtik amaliyotida va keyinchalik ko'plab mamlakatlarning xalq tabobati, bu kabi kremniy o'z ichiga olgan o'simliklardan otlar, qichitqi, alpinistlar, bambuklar va mashhur ginseng kabi atirlar, infuziyalar va ekstrakti ishlatilgan. kremniy 200 dan ortiq yil mumtoz homeopati ishlatiladi, u hozirgi zamonaviy kosmetika bilan juda mashhur va keng teri qayta jonlantirish (yasharish) mezoterapi ishlatiladi.

Maqsadi: Kremniy va uning tabiiy birikmalarining xususiyatlarini o'rganish, atomlar tuzilishi haqidagi bilimlarni yaxshilash.

· Kremniyning tuzilishini, silikon va uning birikmalarini aniqlash va ularni amaliyotda qo'llash.

· Silikon miqdorini ozuqa moddasi sifatida belgilang

· Silikat sanoatining asosiy yo'nalishlarini aniqlash

Silikon kashfiyoti tarixi

Silikon kimyoviy elementlarning davriy jadvalining uchinchi davridagi to'rtinchi guruhning asosiy kichik guruhining elementidir. I. Mendeleev, atom raqami 14 bilan Si (lat. Silicium) belgisi bilan belgilanadi.

1811 yilda frantsuz olimlari Jozef Louis Gay-Lussac va Louis Jak Tenard tomonidan sof krema ajratilgan.

1825 yili shved kimyogari Joens Jakob Berzelius silikon ftorid SiF4ga metall kaliy ta'sirida sof elementli silikonni qo'lga kiritdi. Yangi elementga "silikon" (lotin tilida "Silex - flint") nomi berilgan. Rus tilidagi "kremniy" nomi 1834 yilda rus kimyogari Nemis Ivanovich Hess tomonidan kiritilgan. Qadimgi yunon tilidan tarjima qilingan "koptok, tog '".

(yunoncha - kremnos - jarlikning ruscha nomi).
1824 yilda Berzelius (Stokgolm, Shvetsiya). Bu erda kremniy (Silicium - lat.) Kimyoviy element, atom 14 raqami, davriy sistemaning IV guruhi.

1825 yilda silikon ftorid SiF4 ga metall kaliy ta'sirida shved kimyogarlari Jonz Yakob Berzelius sof elementli silikonni qo'lga kiritdi. Yangi elementga "silikon" (lotin tilida "Silex - flint") nomi berilgan. Rus tilidagi "kremniy" nomi 1834 yilda rus kimyogari Nemis Ivanovich Hess tomonidan kiritilgan. Yunon kremnoslaridan tarjima qilingan - "tog ', tog'".

Tabiatda bo'lish

Tabiatdagi silikon va sanoat konida

Tabiatda ko'pincha silikon silikon dioksid (IV) SiO 2 (er qobig'ining massasining taxminan 12%) ga asoslangan silika birikmalar shaklida topiladi. Silikon dioksid hosil qiladigan asosiy minerallar qum (daryo va kvarts), kvarts va kvartsit, chakka. Tabiatdagi silikon birikmalarining ikkinchi eng ko'p tarqalgan guruhi silikatlar va aluminosilikatlardir.

Oddiy kremniyni topishning ajralib turadigan haqiqati bor: Issiq tog 'massivining ijilitasida metall kremniy, oddiy kondritologlarning petrologiyasi.

· SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si,

Silikon, uning xususiyatlari va allotropik o'zgarishlar

Kristalli silikon temir parıltısı bo'lgan quyuq kulrang modda. Kremniyning strukturasi olmosga o'xshash: kristalli kafes kubik-yuzga asoslangan, ammo Si-Si atomlari bilan uzoqroq ulanish natijasida C-C uzunligi bilan solishtirganda, kremniyning qattiqligi olmosga qaraganda ancha past bo'ladi. Silikon juda nozik, uning zichligi 2,33 g / sm3 ni tashkil qiladi.

Ko'mir kabi, u refrakter moddalarni nazarda tutadi.

Kristalli silikon tuzilishi.

Kimyoviy xossalari

1. Si + 2HNO3 = SiO2 + NO + NO 2 + H 2 O

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

3. 3SiF 4 + 3H 2 O = 2H 2 SiF 6 + ↓ H 2 SiO 3

1. Si + 2KOH + H 2 O = K 2 SiO 3 + 2H 2

2. K 2 SiO 3 + 2H 2 Og'anish 2 SiO 3 + 2KOH

Jismoniy xususiyatlar

Kristalli silikon olmos turi, o'lchov bir = 0,54307 nm kub panjara yuz-markazli (yuqori haroratlarda, va boshqa kremniy polimorf modifikatsiya olingan), lekin, chunki Si-Si atomi orasidagi rishta katta uzunligi sezilarli kremniy C-C qattiqlik aloqa uzunligi nisbatan olmosdan kamroq. Silikon juda nozik, faqat 800 ° C atrofida qizdirilganda u plastik moddaga aylanadi. Qizig'i shundaki, silikon 1,1 mikrometrelik to'lqin uzunligidan boshlab infraqizil nurlanish uchun ochiq. O'zining tashuvchisi kontsentratsiyasi - 13.1 × 10 28 m -3

Elektrofizik xususiyatlari

Elementar silikon bitta kristall shaklida bevosita tarmoqli bo'shliq yarim o'tkazgichdir. Xonada bo'sh joy

harorat 1.12 eV va T = 0 K da 1,21 eV bo'ladi. Oddiy sharoitlarda silikon ichidagi ichki zaryadlovchilarning konsentratsiyasi taxminan 1,5 × 10 10 sm -3 [manba ko'rsatilmagan 342 kun] dir.

Dielektrik o'tkazuvchanligi: 12

2. Elektron harakatlanishi: 1300-1450 sm2 / (in v).

3. Teshikning harakatlanishi: 500 sm2 / (in v).

4. taqiqlangan zona 1.205-2.84 × 10 -4 · T kengligi

5. Elektronning ishlash muddati: 5 ns - 10 mil

Elektron elektronning erkin yo'li: taxminan 0,1 sm

7. Teshikning erkin harakatlanishi uzunligi: 0,02-0,06 sm

Silikon olish usullari

Erkin silikon magniy bilan oq qumni kaltsiylash orqali olinadi, bu kimyoviy tarkibi deyarli sof kremniy oksidi bo'lib,

· SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si,

ushbu jarayonda hosil bo'lgan amorf silikon jigarrang kukun shakliga ega, uning zichligi 2.0 g / sm3

Sanoatdagi texnik darajadagi kremniy oksidli pechkalarda taxminan 1800 ° C da SiO 2 eritmasini kok bilan kamaytirish orqali olinadi. Shu tarzda qo'lga kiritilgan silikonning sofligi 99,9% ga (asosiy aralashmalar uglerod, metallar) ega bo'lishi mumkin.

Kremniyni kirlardan tozalash mumkin.

Laboratoriya sharoitida tozalash magniy silikat Mg 2 Si ni oldindan tayyorlash yo'li bilan amalga oshirilishi mumkin. Bundan tashqari, gazsimon monosilan SiH 4 gidroksidi yoki sirka kislotalari yordamida magniy silikatidan olinadi. Monosilan distillash, so'rilish va boshqa usullar bilan tozalanadi va keyin 1000 ° S haroratda silikon va vodorodga ajralib chiqadi.

· Kremniyni sanoat miqyosda tozalash silikonning to'g'ridan-to'g'ri klorlanishi orqali amalga oshiriladi. SiCl 4 va SiCl 3H kompozitsiyalari hosil bo'ladi, ular turli shakllarda (odatda distillash va nomutanosiblik bilan) iflosliklardan tozalanadi va oxirgi bosqichda toza vodorod bilan 900 dan 1100 ° C gacha haroratda kamayadi.

· Arzonroq, toza va samaraliroq sanoat silikonlarini tozalash texnologiyalarini ishlab chiqish. 2010 yil uchun ular flüor (xlor o'rniga) ishlatadigan silikonni tozalash texnologiyasini o'z ichiga oladi; kremniy monoksitni distillash texnologiyalari; interkristalin chegaralariga diqqatni jalb qiladigan, ifloslantiruvchi moddalarni aşındırmaya asoslangan texnologiyalar.

Kremniyni sof shaklda olish usuli Nikolay Nikolayich Beketov tomonidan ishlab chiqilgan.

Rossiyada eng yirik kremniy ishlab chiqaruvchi OKRusel - silikon Qamsk-Uralskiy (Sverdlovsk oblasti) va Shelekov (Irkutsk viloyati) zavodlarida ishlab chiqariladi.

Silikon birikmalari va ularning xususiyatlari

Aloqalar silikon

Silikon karbid (SiC) Silanlar (Si nH 2n + 2) Florosilik kislotasi (H 2) Silisik kislotalar (SiO 2 · n H 2 O) Silikon oksidi (II) (SiO) Silikon oksidi (IV) (SiO2) Feldspat Silikajel ( n SiO2 · m H 2 O) Silikon neft silikonlar (n) silisitlerin vanadiy (V 3 Si) silisitlerin reniy (tuzildi) molibden silisitlerin (MoSi 2) surma silikat (Si 3 Sb 4) vismut silisitlerin (Si 3 Bi 4) silisitlerin radyum (Sipo 2) kaltsiy silisitlerin (Jassim 2), marganets silisitlerin (Mg 2 Si) Trichlorosilane (SiHCl 3), kremniy xlorid (IV) (SiCl 4) xlorid kremniy kremniy nitrid (Si 3 N 4), kremniy tetraiodide (Shia 4), kremniy tetrabromide (SiBr 4) sulfid silikon (SiS 2) Moissanit

Silikonning kimyoviy tarkibi metall bo'lmagan. Tashqi energiya darajasida 4 ta elektron mavjudligi sababli, -4 va +4 ning oksidlanish darajasi silikonga xos. Kimyoviy sifatida, silikon juda kam faol, xona haroratida faqat flor gazi bilan reaksiyaga kirishadi va uchuvchi silikon tetraflorid hosil bo'ladi:

Si + 2F 2 = SiF 4

Issiq isitgichda silikon oksid (IV) hosil qilish uchun kislorod bilan reaksiyaga kiradi:

Si + O 2 = SiO 2

Kislotalar (vodorod ftorid va nitrat kislota aralashmasidan tashqari) silikonga ta'sir qilmaydi. Ammo, u gidroksidi va vodorodni hosil qiladi.

Si + 2 NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2

Tarkibida silikon +4 yoki -4 oksidlanish darajasini namoyon qiladi, chunki sp 3 ning orbitali hibridizatsiyasi silikon atomining o'ziga xos xususiyatiga ega. Shuning uchun kremniy oksidi (II) dan tashqari barcha birikmalarda silikon tetravalent hisoblanadi.

Kimyoviy sifatida silikon faol emas. Xona haroratida u faqat gazsimon flor bilan reaksiyaga kiradi va uchuvchi silikon tetraflorid SiF 4 hosil bo'ladi. mos tez uchuvchan tetrahalides SiHalogen 4 shakllantirish uchun - 400-500 ° C kremniy, harorat isitiladi qachon angidrid SiO 2, xlor, Brom va yod hosil qilish uchun kislorod bilan reaksiyaga.

Silikon to'g'ridan-to'g'ri vodorod bilan reaksiyaga kirishmaydi, sintetik silikon birikmalari vodorod silan bilan umumiy formula Si n H 2n + 2 bilan bilvosita olinadi. Silisidlar kislota eritmasi bilan o'zaro ta'sirlanganda Monossan SiH 4 (odatda silan deb nomlanadi), masalan:

Ca 2 Si + 4HCl → 2CaCl 2 + SiH 4.

Ushbu reaksiyada hosil bo'lgan sila SiH 4 boshqa silanlarning, xususan, disilan Si 2H 6 va tritsilan Si 3H 8 aralashmasidan iborat bo'lib, unda bir nechta (-Si-Si-Si-) .

Azot bilan silikon taxminan 1000 ° C haroratda Si3N4 ning nitridi hosil qiladi, bu erda Bor - termal va kimyoviy jihatdan chidamli SiB3, SiB 6 va SiB 12 boridlari mavjud. Silikon birikmasi va uning davriy jadvalidagi eng yaqin analoglari - uglerod - silikon karbid SiC (karborund) yuqori qattiqlik va past kimyoviy faollik bilan ajralib turadi. Carborundum abraziv sifatida keng tarqalgan.

Silikon metallar bilan qizdirilganda silisidlar paydo bo'ladi. Silikatlar ikki guruhga bo'linadi: ion-kovalent (gidroksidi metall, gidroksidi tuproq metall silikitsidlar va Ca 2 Si, Mg 2 Si va boshqalar) va metallga o'xshash (o'tish metall silikitsid). Faol metalllarning silikatlari kislotalarning ta'sirida parchalanadi, o'tish metall silikitsiyalari kimyoviy jihatdan barqarordir va kislotalar ta'sirida parchalanmaydi. Metalga o'xshash silikatlar yuqori erish nuqtalariga (2000 ° C gacha) ega. MeSi, Me 3 Si 2, Me 2 Si 3, Me 5 Si 3 va MeSi 2 kompozilarining metallga o'xshash silikatlari ko'pincha hosil bo'ladi. Metalga o'xshash silikatlar kimyoviy jihatdan inert, yuqori haroratlarda ham kislorod ta'siriga chidamli.

SiO2 silikon bilan yuqori haroratlarda pasayganda, silikon (II) oksidi SiO hosil bo'ladi.

Silikon tarkibida organosilon birikmalar hosil bo'lib, unda kremniy atomlari kislorod atomlarini ko'paytirib, uzun zanjirlar bilan birikadi va ikkala O atomidan tashqari, ikkita organik radikal R 1 va R 2 = CH 3, C biriktiriladi. 2H 5, C6H5, CH2CH2CF3 va boshqalar.

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

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

6. 3SiF 4 + 3H 2 O = 2H 2 SiF 6 + ↓ H 2 SiO 3

Alkilli eritmalar silikonni yutish uchun ishlatilishi mumkin. Ishqoriy eritmalarda silikonning chiqarilishi 60 ° C dan ortiq bo'lgan eritma haroratida boshlanadi.

3. Si + 2KOH + H 2 O = K 2 SiO 3 + 2H 2

4. K 2 SiO 3 + 2H 2 O danh 2 SiO 3 + 2KOH

silikon - silikon oksidi (IV) eng chidamli tabiiy birikmasi haqida ma'lumot. Ular kremniy, kvarts, shaffof kvarts kristallari - tosh kristallari, kvarts-jasperning nozik kristalli turlari, kichik kvarts donalari - qum (barcha namunalar ko'rgazmada namoyish etiladi va ko'rsatiladi). Silikatlar ham tabiatda juda keng tarqalgan.

Masalan:

Kaolinit oq loyning asosiy komponentidir.

Sun'iy silikatlardan keramikalar, shisha va tsementlar katta ahamiyatga ega. Keling, silikat sanoati tomonidan ishlab chiqarilgan ba'zi materiallarni ishlab chiqarish bilan tanishaylik.

Silikon - oziqlantiruvchi moddalar

Inson tanasida silikon tarkibining miqdori 7-10 yilni tashkil qiladi, u qonda, mushaklarda, immunitetga asoslangan organlarda - timus bezi va buyrak usti bezlarida uchraydi. Silikon - inson organizmidagi asosiy tarkibiy element, agar kaltsiy - mushak-skelet tizimining qattiq suyak tuzilmalari elementi bo'lsa, silison moslashuvchan tuzilmalar elementidir, badanimizda suyak, bo'g'inlar, xaftaga chalingan, tendonlar, ko'zning linzalari, qon tomirlari, shuningdek teriga, shilliq pardalarga, sochlarga va mixlarga tegishlidir. Birlashtiruvchi to'qima organizmning boshqa to'qimalaridan ajratib turadigan xususiyatga ega - qayta tiklash (tiklash) qobiliyati. Birlashtiruvchi to'qimada silikonning yuqori miqdori uning to'qimalarning skeletini tashkil etuvchi va ularga kuch va moslashuvchanlikni beradi protein komplekslari tarkibida mavjudligi bilan bog'liq. Silikon alohida kollagen va elastin liflarini ushlab turadigan kimyoviy reaktsiyalarga aralashadi, ajinlarning shakllanishiga to'sqinlik qiladi, terining hidratsiyasini normallantiradi, soch va tirnoqlarni mustahkamlaydi. Kremniy birikmalari inson organizmida biriktiruvchi to'qimalarni tiklashning asosiy faollashtiruvchilari bo'lib, organizmdagi metabolik jarayonlarni tezlashtiradi, teri hujayralari o'sishiga, kollagen, elastin va keratin ishlab chiqarishiga ta'sir etuvchi ta'sir ko'rsatadi. Silikonning suv va tana suyuqliklarini qurish qobiliyati ma'lum, suvning sirt tarangligini pasaytiradi va uni bioanolitga keltiradi, shuning uchun silikon hujayralar va to'qimalarning hidratsiyasini ta'minlaydi. Tana to'qimalarining suyuqlik bilan to'yinganligi keksa kishilarga nisbatan yuqoriroqdir, shuning uchun silikon tananing keksayishini oldini olishda muhim rol o'ynaydi. Strukturaviy antioksidant bo'lib, silikon lipid peroksidatsiyasini bartaraf qiladi, bu terining himoya funktsiyasini kuchaytirishga va sochlar va tirnoqlarning erkin radikallarning oksidlovchi ta'siriga chidamliligini oshirishga ijobiy ta'sir ko'rsatadi. Bir kishining biologik yoshi aniq metabolik jarayonlarning nisbati bilan aniqlanganligi sababli, organizmdagi silikon etishmasligi qarishning sabablaridan biridir.

Ilmiy tadqiqotlar kremniy 70 dan ortiq mikroelementlar (kaltsiy, magniy, ftorid, natriy, oltingugurt, alyuminiy, rux, molibden, marganets, kobalt, va ko'plab boshqalar) almashinuvidagi ishtirok ekanligini ko'rsatdi kremniy tanasida kam bo'lsa, ular o'zlashtirilgan emas. Tanadagi silikon etishmovchiligi mikroelementozlarni, ko'plab tanadagi tizimlarning funktsiyalari va metabolik kasalliklarni keltirib chiqaradi. Silikon almashinuvining buzilishi kamqonlik, osteoporoz, soch to'kilishi, qo'shma kasalligi, sil, diabet, teri, o't va buyrak tosh saramas yallig'lanish olib keladi

Bu uzoq kremniy tirik organizmni poklashni noyob qobiliyatini ma'lum qilindi, uning organik moddalar, tanasi Biyoelektriksel suvli muhitda tashkil mumkin hozirda gripp virusi, gepatit, gerpes, patogen mikroorganizmlar, zamburug'lar uchun "yopishtirib" va ularni o'chirish tizimlari zaryadlangan. Kremniy etishmovchiligi doimo dysbioz bilan birga kechadi, bu tez-tez namoyon bo'lgan kandidoz bo'lib, og'iz bo'shlig'i, burun, yuqori nafas yo'llari, oshqozon-ichak trakti va siydik tizimining oshqozon yarasi kabi ko'rinadi. Silikon kolloidlari Candides va ularning toksinlari bilan murakkab birikmalar hosil qiladi va ularni tanadan olib tashlaydi. to'g'ri ishlashi uchun juda muhim koloidal söz tizimlariga ulanish xossaga ega emas, Bifidobakteriler va man lactobacilliyle o'z ichiga oladi, va ichak qoladi Oddiy ichak florasi,

oshqozon-ichak trakti. immun tizimiga texnik kremniy ahamiyatini so'z emas, balki: organizmning (monositler, limfotsitlar) va himoya antikorların olmoq uchun himoya funktsiyalari uchun mas'ul qon hujayralari - biriktiruvchi to'qima a'zolaridir. Shuning uchun kremniy etishmovchiligi immunitetni pasaytiradi va turli kasalliklar uzoq davom etadigan ko'rinadi, ko'pincha bu yiringli jarayonlar - furunkuloz, xo'ppozlar, sinusit, otit, tonzillit, jarohat va jarohatlardir. Bu isbot qilingan, deb to'qimalarida yoki uning almashinuvining buzilishi bilan kremniy qobiliyatlar ham bilan bog'liq ko'plab jiddiy kasalliklari (saraton, sil, moxov, katarakta, gepatit, dizenteriya, revmatizm, artrit). Silikon respirator infektsiyalarda va surunkali bronxitda yallig'lanishga qarshi va immunostimulyativ ta'sir ko'rsatadi, bronxial astmada alerjik reaktsiyalarni kamaytiradi. Olimlar tuproq kremniyga boy bo'lgan joylarda saraton juda kam uchraydi.

Biz silikonni suv, o'simlik va hayvonot bilan oziqlantiramiz, silikon uchun kundalik ehtiyoj 20-30 mg, ayniqsa, homilador ayollar, emizuvchi onalar va bolalar ayniqsa kremniyga muhtoj. Bolalar organizmida organlar va tizimlar faol ravishda shakllantiriladi va majburiy elementga bo'lgan ehtiyoj katta yoshdagiga qaraganda ancha yuqori. Bolalar tanasida silikon etishmovchiligi bilan raxit rivojlanadi, tishlar vayron bo'ladi va o'sib boradi, bolalar jismoniy va intellektual rivojlanishda orqada qoladilar. Kattalar kattalarda, sochlarning yo'qotilishiga, xiralikka va moyil tirnoqlarga qo'shilishadi. Yoshi bilan silikon iste'moli kamayadi, kaltsiy suyaklardagi o'rnini egallaydi, shuning uchun suyaklar elastikligini yo'qotadi, qattiqlashadi, mo'rt bo'ladi, osteoporoz paydo bo'ladi. Taxminan xuddi shu tarzda tanada osteoxondroz rivojlanadi: intervertebrali xaftaga kaltsiy bilan to'ldiriladi, ularning elastikligini yo'qotadi, yupqaroq bo'ladi va ularning harakatchanligi yomonlashadi. Tanadagi silikon miqdori kamaytirilganda, kaltsiy suyak to'qimasi tomonidan so'rilmaydi, uning tuzlari shaklida qo'shilib boradi va qum va tosh shaklida - o't pufagi va buyraklarda, gout sindromining paydo bo'lishiga olib keladi. Qarish jarayonida yoriqlar xavfi sezilarli darajada oshib boradi, silikonning kuchli to'planishi sinish joyida sodir bo'ladi va uning miqdori sog'lom suyak maydonlariga nisbatan 50 baravar ko'payadi. Tananing yangi suyak to'qimasini tez shakllanishi uchun "yordam berish" uchun muammo maydoniga yuboradi. Kremniyni qabul qilish suyaklardagi kaltsiyni aniqlashni ta'minlaydi, elastiklik va mushaklarning ohangini yaxshilaydi, ligamentlarni va bo'g'imlarning xaftasini kuchaytiradi. Ma'lumki, insonning yoshi qon tomirlarining davlati tomonidan baholanishi mumkin. 1957 yilda frantsuz olimlari aterosklerozning qon tomirlarining devorlarida juda kam miqdorda kremniyli tarkib borligini tasdiqlovchi dalillarni keltirganlar. Silikon etishmovchiligi bo'lsa, kaltsiy uni almashtiradi, shuning uchun qon tomirlarining elastikligi pasayadi va shu bilan birga devorlarining o'tkazuvchanligi kuchayadi, xolesterin qonga kirib, to'qimalardan hosil bo'lgan va qon tomirlarining devorlarida to'planadi, xolesterin plakalarini hosil qiladi. Bu jarayon vazokonstrüksiyaga olib keladi va angina, yurak xuruji, aritmiya, qon tomirlari, gipertoniya, ruhiy kasalliklar, xotira buzilishi va boshqalarni keltirib chiqaradi. Silikon etishmovchiligi, elastiklik va venoz tomirlar shikastlanadi, tomirlar cho'ziladi va ularning holatini o'zgartiradi va pastki ekstremitalarda varikoz kasalligi paydo bo'ladi. Kundalik ratsiondagi etarli miqdordagi silikon qon tomirlari ichki qoplamini tiklashi, elastikliklarini qaytarishi, venoz aylanishini yaxshilashi va kam zichlikdagi xolesterinni kamaytirishi mumkin. Silikon tananing hujayralariga kirganida organizmdagi energiya ishlab chiqarishning universal va to'liq xavfsiz stimulyatoridir.

adenosin trifosfat (ATP) faol sintezi - hujayralardagi barcha biyokimyasal jarayonlar uchun energiya beruvchi molekula.

Biologik ahamiyatga ega

Ba'zi organizmlar uchun silikon muhim oziq moddalardir. O'simliklarda va skeletda - hayvonlarda qo'llab-quvvatlovchi tuzilishlarning bir qismi. Silikon katta miqdordagi dengiz organizmlari - diatomlar, radiolaranlar, gubkalar tomonidan kontsentrlangan. Katta miqdordagi silikon kontsentratlarining otlar va o'tlar, birinchi navbatda Bambular va Risovodnye subfamillari, jumladan guruch ekish. Insonning mushak to'qimasi (1-2) × 10 -2% silikon, suyak to'qimasi - 17 × 10 -4%, qon - 3.9 mg / l. Har kuni 1 g silikongacha inson tanasiga oziq-ovqat kiradi.

Silikon birikmalari nisbatan zaharli emas. Ammo silikatlar va silikon dioksidning yuqori darajada tarqalgan zarralari, masalan, portlovchi moddalar, minesida chayqalgan toshlar, qumloq mashinalari va boshqalar. Paytida o'pkaning ichiga tushadigan SiO 2 mikrotartirgichlari kristallanadi, va natijada olingan kristallar o'pka to'qimasini buzadi va og'ir kasalliklarga olib keladi - silikoz. Xavfli changning o'pkaga kirishiga yo'l qo'ymaslik uchun respirator organlarni himoya qilish uchun respirator ishlatilishi kerak.

Silikat sanoati

Gxhel keramika ishlab chiqarish bo'yicha an'anaviy rus markazlaridan biridir. Moskva-Murom-Kazan temir yo'l liniyasi bo'ylab taxminan 60 km uzoqlikdagi "Gjelskiy Bush" dagi 27 ta qishloqdan iborat keng maydon bo'lib, Moskva viloyati Ramenskiy tumani (Moskva viloyati xaritasida ko'rsatilgan).

Gjhel o'zining killerlari bilan mashhur bo'lganidan beri. Jeylian gilosini qadrlaydigan buyuk rus olimi M.V.Lomonosov ular haqida shunday yuksak so'zlarni yozgan: "Dunyodagi kimyogarlar bizni oq rangdan ko'ra go'zalroq ko'rmagan Geylian deb ataydigan hech qanday joy yo'q" XVIII asrning o'rtalariga kelib, Gxhel odatiy holga tushib, g'isht, chinni quvurlarni va ibtidoiy bolalar o'yinchoqlarini tayyorlagan.

XVIII asrning ikkinchi yarmi - kulrang, qalin, ko'zga ko'rinmas qozonga bo'yalgan ko'k rangli bo'yalgan chinni retseptini qidirishda qidiruv material sifatida olingan yarmi-fayans. Kvasniki, qoziqlar, plitalar rasmlari grafik belgilar bilan bezatilgan va chizilgan chizilgan rasmga o'xshardi.

XIX asrning boshi - chinni davri. Gjheldagi xususiy korxonalarning chinni buyuk nashrida, kundalik narsalarning turli shakllari kontrastli bo'yoqlarning kombinatsiyasi bilan ajralib turardi.

1972 yilda zamonaviy Gxhel mahsuloti kobalt moviy bo'yoq yordamida yaratilgan.

Gzhel yozuv texnikasining nozik badiiy tizimi alohida qo'l yozuvi va ijrochilarning o'ziga xos uslubida birlashtirildi. Uning asarida bir xil tasviriy elementlardan foydalangan holda, har bir san'atkor o'z shaxsiy rasmini yaratgan: buklet yoki alohida gul, hayvon yoki o'simlik dunyosi va odamlar tasvirlari.

"Gzhel" ning oq va qora rangli chinni buyumlarini bezatishning muhim xususiyati chiroyli boshlanishdir. Ko'k rangli ko'p sonli nozik graditiyalarni yaratishga qodir cho'tkaning harakatiga katta ahamiyat beriladi: sonorali to'yingan va bulangan ko'k ranggacha. Oq fon bilan birgalikda tasvir mahsulotning yuzasida ochiq rangli naqsh hosil qiladi: markazda - yorqin, katta nuqta - gullarning tasviri va bargi va moyli, bukleli, novdalar bilan o'tqazilgan shoxchalar nurining tarqalishi atrofida.

Kobalt (II) oksid bilan bo'yalgan chinni rassom bo'yoqlari.

Endi shisha ixtiro qilgan kimni aniq aytish mumkin emas. Faqat shisha insoniyatning eng qadimgi kashfiyotlaridan biri ekanligi ma'lum. Shunday qilib, Misr malikasi Hatshepsutning yashil-qora shisha boncuklardan tashkil topgan mo'miyosining bo'ynida topilgan marjon zarrasi 3400 yil. Turli shisha mahsulotlarini ishlab chiqarish bo'yicha katta ustalar Rim shisha ishlab chiqaruvchilari edi. Ular suv, moy va sharob, idish-tovoq va idishlar, idish-tovoq va ko'zoynaklar uchun kichik idishlar yaratdi. Rossiyada badiiy oynalarni ishlab chiqarishga katta hissa qo'shgan Lomonosov. 1748 yilda u tomonidan yaratilgan

kimyoviy laboratoriya tomonidan rangli shisha qaynatish bo'yicha 4000 ga yaqin tajribalar o'tkazildi. Bular uchun Lomonosov "nafaqat retseptlar yozgan, balki materiallarni o'z qo'llari bilan osib qo'ygan va o'choqqa tashlagan" ... Lomonosov tomonidan ishlab chiqilgan retseptlar asosida Ust- Ruditsa 1753 yilda boncuklar, idish-tovoq va boshqa tuhfizalarni ishlab chiqarish uchun ko'p rangli shaffof shisha ishlab chiqarishni boshlagan va mozaikaga shaffof bo'lmagan. Bunday oynadan Lomonosov bir nechta mozaik rasmlarini yaratdi, ular orasida "Poltava jangi" eng ulug 'shuhratga ega bo'lib, bugungi kungacha saqlanib qoldi.

Oddiy oyna oynasining tarkibi Na 2 O * CaO * 6SiO 2 sifatida ifoda etiladi

Biz oddiy shisha ishlab chiqarish uchun kvarts qumi, soda va ohaktoshdan foydalanamiz. Ushbu moddalar yaxshilab aralashtiriladi va kuchli isitishga duchor bo'ladi. Jarayon kimyosi quyidagi tarzda ifodalanishi mumkin: termoyadroviy davomida natriy va kaltsiyli silikatlar hosil bo'ladi, ular keyinchalik silika bilan sug'oriladi (ortiqcha):

SiO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SiO 3 + CO 2

SiO 2 + CaCO 3 = CaSiO 3 + CO 2

Na 2 SiO 3 + CaSiO 3 + 4SiO 2 = Na 2 O * CaO * 6SiO 2

Maxsus oynalar uchun dastlabki aralashmaning tarkibini o'zgartiring. Sodali Na 2 CO 3 ni potash K 2 CO 3 bilan almashtiring, olovli shisha (kimyoviy shisha uchun) olinadi. CaCO 3-oksidini oksid (II) PbO va kaliy soda bilan almashtirish, kristall stakanni olish. Juda yumshoq va eriydi, lekin juda og'ir, yorqin nurlarning yorug'lik nurlarini rangbo'yidagi barcha ranglarga ajratib turuvchi va yorug'lik o'yiniga olib keladigan yorqin yorqinligi va yuqori koeffitsienti bilan ajralib turadi.

Ishqoriy tarkibiy qismlar o'rniga bor oksidi qo'shilishi bu oynaga chidamli xususiyatlarni beradi.

Sovutgandan so'ng oddiy shisha massasi sarg'ish-yashil yoki ko'k-yashil rangga ega. Agar aralashmaning tarkibi ma'lum metalli oksidi qo'shilishi uchun oynalar rangli bo'lishi mumkin. Qora rangli, to'q qizil rangli, marganets (IV) oksidi - maysa-yashil, kobalt (II) oksidli krom (III) oksidi - ko'k, Nikel (II) oksidi - kulrang-kulrang, natriy sulfiddan sariq, mis (II) oksid - qizil ranggacha.

Inson hayotida shisha juda muhim ahamiyat kasb etdi. Bizning hayotimizda, sanoatimizda, texnologiyada, ilm-fan sohasida, san'at asarlarida har bir qadamda paydo bo'ladi. Oyna, shisha, chiroq, oyna, uy va laboratoriya idishlarini stol, optik shisha (ko'zoynak oynalaridan kompleks kamera anastigmatlarga qadar), cheksiz optik moslamalar linzalari - mikroskoplardan teleskopgacha. Stakanning barcha ishlatishlarini ro'yxatga olish juda qiyin va undagi turli xil narsalarni hisoblash mumkin emas. Ushbu material, noyob xususiyatlaridan kelib chiqib, yoqimli va shubhasiz, ajoyib, har doim o'zining go'zalligini qadrlash qobiliyatiga ega bo'ladi.

Xulosa

Shunday qilib, bugungi kunda silikonning hissa qo'shishi isbotlangan:

· Badanni tozalash va mustahkamlash va ozuqa moddalarini, makro va mikroelementlarni samarali suyuqlashtirish

· Umumiy ohangni oshiring, tananing energiya manbalarini ko'taring, aqliy faoliyatini yaxshilang, qarish jarayonini sekinlashtiring

· Ko'p surunkali kasalliklarning rivojlanishiga to'sqinlik qilib, erkin radikallarning zararli ta'siridan kelib chiqqan kasalliklarni bartaraf etish

Silikon atomlari gil, qum va toshlarning asosi hisoblanadi. Er qobig'ining ko'p qismi noorganik silikon birikmalaridan (28%) iborat. Barcha noorganik dunyo kremniy bilan bog'langanligini aytish mumkin. Tabiiy sharoitda kalsiy va kaltsiylarda silikon minerallar ham mavjud. Silikon qobiqdagi zaxiralar jihatidan kisloroddan keyin ikkinchi element bo'lib, umumiy og'irligining uchdan bir qismini tashkil qiladi. Yer qobig'idagi har 6 atom bir silikon atomidir. Dengiz suvidagi silikon Yerdagi hayot uchun zarur bo'lgan fosfordan ham ko'proqdir. Bizning tanamizda silikon qalqonsimon bezi, adrenal bezlar, gipofiz bezi hisoblanadi. Uning yuqori kontsentratsiyasi soch va tirnoqlarda uchraydi. Silikon - bu biriktiruvchi to'qimalarning asosiy oqsillari bo'lgan kollagen tarkibiy qismidir. Uning asosiy vazifasi - kimyoviy reaksiya ishtiroki, kollagen va elastinning individual tolasini bog'lab turish, bog'lovchi to'qima kuchi va moslashuvchanligi. Tanadagi silikon etishmovchiligi: osteomalaziya (suyaklar yumshatilishiga), ko'z kasalliklari, tishlar, mixlar, terilar va sochlarga olib keladi; og'riyotgan xaftaga tezlashtirilganligi; teri saratoni; jigar va buyraklardagi toshlar; disbakterioz; ateroskleroz. Ichimlik suvi va yurak-qon tomir kasalliklarida silikon kontsentratsiyasi o'rtasidagi munosabatlar aniqlandi. Sil, diabet, moxov, gepatit, gipertoniya, katarakt, artrit, saratonga to'qima va organlarda silikon kontsentratsiyasining kamayishi yoki uning metabolizmasi buzilishi bilan birga keladi. Ayni paytda bizning tanamiz silikonni yo'qotadi - har kuni o'rtacha sutkada 3,5 mg kremniyni oziq-ovqat va suv bilan iste'mol qilamiz va biz kuniga 9 mg dan mahrum bo'lamiz.

Adabiyot

· Samsonov. GV silikitsidlari va ularni texnologiyadan foydalanish. Kiev, Ukraina SSR Fanlar akademiyasi nashriyoti, 1959. 204 bet.

Aleshin E. P., Aleshin N. E. Moskva, 1993. 504 bet.

"Karbon va silikon" - yaxshi silliqlangan olmos - olmos. Yumshoq grafit qatlamli tuzilishga ega. Silikon oksidi (IV). Maxsus uglerod qatlamli tuzilishga ega. Kimyoviy xossalari Karbon. Grafit Qabul qilish usullari: laboratoriya va ishlab chiqarish. Shisha Qattiq moddalar orasida eng yumshoqlardan biri. Atmosferadagi 99% dan ortiq uglerod dioksid shaklida bo'ladi.

"Silicon" - metall bilan o'zaro ta'siri. Periyodik tizimda silikonning umumiy xarakteristikalari. Dastur. Silikat sanoati mahsulotlari. Silikatlar - silik kislotasi tuzlari. Silikatlar Laboratoriyalarda silikon silikon oksidi SiO2 ni kamaytirish orqali ishlab chiqariladi. Kremniy atomining tuzilishi. Tashqi darajaning oxiriga qadar silikonda 4 elektron yo'q.

"Silicon Lesson" - metall bo'lmagan va metall xususiyatlarining namoyon bo'lishi. To'g'ri so'zlarni tanlang: Oksidlar, uglerod va silikon gidroksidi? Oksidning tabiati: a) asosiy, b) kislotali, v) amfoterik. Oddiy moddalarda rishta va kristall qovoqlarning turlari. Silikat sanoati. Tezkor so'rovnoma. Gul - beshta gul.

"Silikon birikmalari" - kubik yuzga asoslangan qafas. Jasper Minerallar SiO2 ga asoslangan. Agat Silikon va uning birikmalari. Silikatlar va vodorod. Ametist. Silikatlar olish. Laboratoriyada silikon olish. Silikondan foydalanish. SiO2 ning kimyoviy xossalari. Tabiiy silikatlar. Kvarts navlari. Kremniyni kashf qilish. Silikon oksidi.

"Silikon izotoplari" - monokristalli urug 'ishlab chiqarish. Izotoplarning urug'lik uzunligi bo'yicha konsentratsiyasini taqsimlash. Monoizotopik silikondan foydalanish istiqbollari. Izotopik jihatdan boyitilgan silikon-28 issiqlik o'tkazuvchanligi. Izotopik jihatdan boyitilgan silikonning Raman spektrlari. Qizig'i shundaki Kremniyning tarmoqli bo'shlig'ining atom massasiga bog'liqligi.

"Silisyum va uning birikmalari" - Silikon ham oksidlovchi razvedka va ham kamaytiruvchi vosita bo'lishi mumkin. Kremniy kristall panjarasi olmos tuzilishiga o'xshaydi. Silikatlar Silikatlar barcha qobig'ining massasining 1/4 qismidan ko'pini tashkil qiladi. Seramika. Silikon ilk bor 1811 yilda Gay-Lussac va Tenar tomonidan kashf qilingan. Zamonaviy chinni idishlari. Tabiiy kremniy birikmalarini hisobga oling.

Jami 6 ta prezentatsiya mavjud.

Shahar hokimligi

"6-umumta'lim maktabi"

Murom shaharlarida

Mavzu bo'yicha Xulosa:

"Silikon, uning xususiyatlari va allotropik o'zgarishlar. Silikon - biogen element "

Tugallangan talaba 8 Sinfda

Shvetsova Tatyana

Boshliq Kornyshova S.S.

Kirish 3

Silikon kashfiyoti tarixi 4

Tabiatdagi silikon va sanoat konida 5

Silikon, uning xususiyatlari va allotropik o'zgarishlar

Silikon olish usullari 10

Silikon birikmalari va ularning xususiyatlari 11

Silikon - oziqlantiruvchi moddalar 14

Silikat sanoati 17

Xulosa 19

Adabiyot 20

Kirish

Maqsadi: Kremniy va uning tabiiy birikmalarining xususiyatlarini o'rganish, atomlar tuzilishi haqidagi bilimlarni yaxshilash.

· Kremniyning tuzilishini, silikon va uning birikmalarini aniqlash va ularni amaliyotda qo'llash.

· Silikon miqdorini ozuqa moddasi sifatida belgilang

· Silikat sanoatining asosiy yo'nalishlarini aniqlash

Silikon kashfiyoti tarixi

1811 yilda frantsuz olimlari Jozef Louis Gay-Lussac va Louis Jak Tenard tomonidan sof krema ajratilgan.

(yunoncha - kremnos - jarlikning ruscha nomi).
1824 yilda Berzelius (Stokgolm, Shvetsiya). Bu erda kremniy (Silicium - lat.) Kimyoviy element, atom 14 raqami, davriy sistemaning IV guruhi.

Tabiatda bo'lish

Tabiatdagi silikon va sanoat konida

Oddiy kremniyni topishning ajralib turadigan haqiqati bor: Issiq tog 'massivining ijilitasida metall kremniy, oddiy kondritologlarning petrologiyasi.

· SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si,

Silikon, uning xususiyatlari va allotropik o'zgarishlar

Ko'mir kabi, u refrakter moddalarni nazarda tutadi.

Kristalli silikon tuzilishi.

Kimyoviy xossalari

1. Si + 2HNO3 = SiO2 + NO + NO 2 + H 2 O

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

3. 3SiF 4 + 3H 2 O = 2H 2 SiF 6 + ↓ H 2 SiO 3

1. Si + 2KOH + H 2 O = K 2 SiO 3 + 2H 2

2. K 2 SiO 3 + 2H 2 Og'anish 2 SiO 3 + 2KOH

Jismoniy xususiyatlar

Elektrofizik xususiyatlari

Elementar silikon bitta kristall shaklida bevosita tarmoqli bo'shliq yarim o'tkazgichdir. Xonada bo'sh joy

harorat 1.12 eV va T = 0 K da 1,21 eV bo'ladi. Oddiy sharoitlarda silikon ichidagi ichki zaryadlovchilarning konsentratsiyasi taxminan 1,5 × 10 10 sm -3 [manba ko'rsatilmagan 342 kun] dir.

Dielektrik o'tkazuvchanligi: 12

2. Elektron harakatlanishi: 1300-1450 sm2 / (in v).

3. Teshikning harakatlanishi: 500 sm2 / (in v).

4. taqiqlangan zona 1.205-2.84 × 10 -4 · T kengligi

5. Elektronning ishlash muddati: 5 ns - 10 mil

Elektron elektronning erkin yo'li: taxminan 0,1 sm

7. Teshikning erkin harakatlanishi uzunligi: 0,02-0,06 sm

Silikon olish usullari

Erkin silikon magniy bilan oq qumni kaltsiylash orqali olinadi, bu kimyoviy tarkibi deyarli sof kremniy oksidi bo'lib,

· SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si,

ushbu jarayonda hosil bo'lgan amorf silikon jigarrang kukun shakliga ega, uning zichligi 2.0 g / sm3

Kremniyni kirlardan tozalash mumkin.

Kremniyni sof shaklda olish usuli Nikolay Nikolayich Beketov tomonidan ishlab chiqilgan.

Rossiyada eng yirik kremniy ishlab chiqaruvchi OKRusel - silikon Qamsk-Uralskiy (Sverdlovsk oblasti) va Shelekov (Irkutsk viloyati) zavodlarida ishlab chiqariladi.

Silikon birikmalari va ularning xususiyatlari

Aloqalar silikon

Si + 2F 2 = SiF 4

Issiq isitgichda silikon oksid (IV) hosil qilish uchun kislorod bilan reaksiyaga kiradi:

Si + O 2 = SiO 2

Kislotalar (vodorod ftorid va nitrat kislota aralashmasidan tashqari) silikonga ta'sir qilmaydi. Ammo, u gidroksidi va vodorodni hosil qiladi.

Si + 2 NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2

Ca 2 Si + 4HCl → 2CaCl 2 + SiH 4.

Ushbu reaksiyada hosil bo'lgan sila SiH 4 boshqa silanlarning, xususan, disilan Si 2H 6 va tritsilan Si 3H 8 aralashmasidan iborat bo'lib, unda bir nechta (-Si-Si-Si-) .

SiO2 silikon bilan yuqori haroratlarda pasayganda, silikon (II) oksidi SiO hosil bo'ladi.

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

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

6. 3SiF 4 + 3H 2 O = 2H 2 SiF 6 + ↓ H 2 SiO 3

Alkilli eritmalar silikonni yutish uchun ishlatilishi mumkin. Ishqoriy eritmalarda silikonning chiqarilishi 60 ° C dan ortiq bo'lgan eritma haroratida boshlanadi.

3. Si + 2KOH + H 2 O = K 2 SiO 3 + 2H 2

4. K 2 SiO 3 + 2H 2 O danh 2 SiO 3 + 2KOH

Masalan:

Kaolinit oq loyning asosiy komponentidir.

Sun'iy silikatlardan keramikalar, shisha va tsementlar katta ahamiyatga ega. Keling, silikat sanoati tomonidan ishlab chiqarilgan ba'zi materiallarni ishlab chiqarish bilan tanishaylik.

Silikon - oziqlantiruvchi moddalar

adenosin trifosfat (ATP) faol sintezi - hujayralardagi barcha biyokimyasal jarayonlar uchun energiya beruvchi molekula.

Biologik ahamiyatga ega

Silikat sanoati

XIX asrning boshi - chinni davri. Gjheldagi xususiy korxonalarning chinni buyuk nashrida, kundalik narsalarning turli shakllari kontrastli bo'yoqlarning kombinatsiyasi bilan ajralib turardi.

1972 yilda zamonaviy Gxhel mahsuloti kobalt moviy bo'yoq yordamida yaratilgan.

Kobalt (II) oksid bilan bo'yalgan chinni rassom bo'yoqlari.

Oddiy oyna oynasining tarkibi Na 2 O * CaO * 6SiO 2 sifatida ifoda etiladi

SiO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SiO 3 + CO 2

SiO 2 + CaCO 3 = CaSiO 3 + CO 2

Na 2 SiO 3 + CaSiO 3 + 4SiO 2 = Na 2 O * CaO * 6SiO 2

Ishqoriy tarkibiy qismlar o'rniga bor oksidi qo'shilishi bu oynaga chidamli xususiyatlarni beradi.

Xulosa

Shunday qilib, bugungi kunda silikonning hissa qo'shishi isbotlangan:

· Badanni tozalash va mustahkamlash va ozuqa moddalarini, makro va mikroelementlarni samarali suyuqlashtirish

· Umumiy ohangni oshiring, tananing energiya manbalarini ko'taring, aqliy faoliyatini yaxshilang, qarish jarayonini sekinlashtiring

· Ko'p surunkali kasalliklarning rivojlanishiga to'sqinlik qilib, erkin radikallarning zararli ta'siridan kelib chiqqan kasalliklarni bartaraf etish

Adabiyot

· Samsonov. GV silikitsidlari va ularni texnologiyadan foydalanish. Kiev, Ukraina SSR Fanlar akademiyasi nashriyoti, 1959. 204 bet.

Aleshin E. P., Aleshin N. E. Moskva, 1993. 504 bet.

Allotropiya (qadimgi yunoncha Allas - "boshqa", "tur", "mulk") - allotropik modifikatsiyalari yoki shakllari deb ataladigan bir xil kimyoviy elementning ikki yoki undan ortiq oddiy moddasi mavjudligi.

Allotropiyaning hodisasi oddiy moddalar (kompozitsion allotropiya) molekulalarining turli birikmasidir yoki kristall panjaradagi (formadagi allotropiya) atom yoki molekulalarni joylashtirish usuli bilan yuzaga keladi.

2.1 Kristalli silikon

Kristalli silikon, silikonning planar texnologiyadan foydalangan holda fotoelektrik konvertorlarni va qattiq-hal elektron qurilmalarni ishlab chiqarishda qo'llanadigan asosiy shakli hisoblanadi. Turli substratlarda kristalli va amorf tuzilmaning nozik filmlari (epitaksial qatlamlar) shaklida silikondan foydalanish faol rivojlanmoqda. Metall porlab turadigan quyuq kulrang material, qattiq qattiqlik, qattiqlik, yarim o'tkazgich, inert.

Maqsadga qarab quyidagilarni ajrata olasiz:

1. Elektron sifatli silikon ("elektron kremniy" deb nomlanuvchi) - silikon tarkibida og'irligi bo'yicha 99,999% dan ortiq bo'lgan, yuqori sifatli elektron qurilmalar, mikrosxemalar va boshqalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan eng yuqori sifat stavkalari (25 mitsa) bo'lgan eng yuqori sifatli kremniy. Elektron sifatli kremniyning elektr qarshiligi taxminan 0,001 dan 150 Ohm · sm gacha bo'lishi mumkin, ammo qarshilik faqat nopoklik bilan, ya'ni boshqa aralashmalar kristallga tushishi kerak va elektrokimyoviy rezistentlikni ta'minlash, odatda, qabul qilinmaydi. Elektron sifatli kremniy kristallarining asosiy qismi, deyiladi. "Dislokatsiyasiz kristallar", ya'ni ulardagi dislokatsiya zichligi 10 sm dan oshmasa-da, ba'zi holatlarda elektron qurilmalarni ishlab chiqarish uchun ikkita yoki hatto polikristal tuzilishi bilan ingotlarga ham ishlatiladi.

Quyosh gradusli kremniy ("quyosh kremniy" deb ataladigan) silikon tarkibida og'irligi bo'yicha 99,99% dan ortiq bo'lgan silikon bo'lib, unda muvozanatli bo'lmagan tashuvchining umrining o'rtacha qiymatlari va elektr qarshiligi (25 mkgacha va 10 Ō smgacha) uchun ishlatiladi. fotovoltaik kameralar (quyosh xujayralari) ishlab chiqarish;

3 - texnik kremniy - polikristal strukturaning silikon bloklari, sof kvarts qumidan karbotermik kamaytirish usuli bilan olingan; silikonning 98% ni tashkil etadi, asosiy aralashmalari ugleroddir, u yuqori miqdorda qotishma elementlarga ega - bor, fosfor, alyuminiy; asosan polikristal ishlab chiqarish uchun ishlatiladi

silikon; 2006-2009 yy Quyosh gradusli kremniy xom ashyosining etishmasligi tufayli bu materialni quyosh sifatining kristalli kremniy ishlab chiqarishga urinishlari amalga oshirildi: buning uchun texnik kremniyni qo'shimcha tozalash interkristal chegaralardagi maydonlar va maydalash uchun chegaralarni to'plash, so'ngra qayta kristallanish yuqorida ko'rsatilgan usullardan biri yordamida amalga oshirildi).

Qayta kristallanish usuliga muvofiq quyidagilar mavjud:

- Czochralski usulida olingan 400 mm gacha diametrli mono- va polikristal strukturaning bir kristalli silikon-silindrli kremlari. Monosilikon tarkibida kristalli tuzilish tekis bo'lib, unda donlar chegarasi yo'q (bu ko'rinishda ham sezilarli). Kristalli kremniyli kremniyli atomlarning tartibga solinishi silsilaning aniq bir tarmoqli tuzilishini hosil qiladi. Har bir silikon atomining tashqi qavatida 4 ta elektron mavjud. Qo'shni atomlarning elektronlari bir vaqtning o'zida har ikkala atomga tegishli bo'lgan juftlarni hosil qiladi, shuning uchun har bir atomning qo'shni atomlari bilan 4 aloqasi mavjud.

Monokristalli kremniyning xulq-atvori yaxshi prognozlash mumkin, ammo ishlab chiqarish jarayonining past o'sish sur'ati va murakkabligi tufayli u eng qimmat silikon turidir. Monokristalli silikon zamonaviy elektron texnologiyalarning asosidir. Unga tuzilishning pokligi va takomillashishi juda yuqori talablar qo'yiladi. Elektrokimyoviy dopantlarning konsentratsiyalari odatda 10-13 -10 18 sm³, elektrokimyoviy faol ifloslanishlar 10-15 sm³ dan kam, elektr energiyali faol bo'lmagan aralashmalar esa 10-18 -10 19 sm³ dan kam. Strukturaviy nuqsonlarning asosiy turlari mikrodepes deb ataladi. Qoidaga ko'ra, ular odatiy va nopok nuqta nuqsonlari kichik guruhlardan iborat.

- bir kristalli kremniyli tekis-kristalli strukturaning silindrli kremniyli ingichkalari, 150 mm gacha diametrli, po'stloqli eritma usuli bilan olingan;

- 1000x1000x600 mm gacha bo'lgan o'lchamdagi polikristal strukturaning ko'p silikonli to'rtburchak bloklari, konteynerda yo'naltirilgan kristallanish usuli bilan olingan. Kristallarning kattaligi va sonida polietil va monokristalli silikon o'rtasida oraliq pozitsiya mavjud. Kristalli multi-kristallarni yagona kristallardan yaxshiroq ishlab chiqarish juda oson, shuning uchun ularning narxi past bo'ladi. Biroq, multikristalning bir kristal bilan solishtirganda sifati ham juda kristalli bo'lgan yagona kristalllarning bir nechta don chegaralarini borligi sababli ham past bo'ladi. Tarkibdagi chegaralar yarmi Supero'tkazuvchilarning bo'sh joyida qo'shimcha rekonstruktsiya darajasini hosil qiladi, bu esa rekombinatsiya darajasi yuqori bo'lgan mahalliy markazlar bo'lib, bu umumiy miqdorning pasayishiga olib keladi

ozchilik tashuvchilari hayoti. Bundan tashqari, donning chegaralari tashuvchining oqimini oldini olish va p-n birikmasidan oqayotgan oqim uchun manyovr yo'llarini yaratib ishlash samarasini pasaytiradi.

Dona chegarasida katta rekombinatsiyaning yo'qolishining oldini olish uchun don miqdori kamida bir necha millimetr bo'lishi kerak. Bu holat, shuningdek, bitta donaning kattaligi quyosh xujayralarining qalinligidan kattaroq bo'lishini anglatadi. Bu quyosh hujayrasida tashuvchilik oqimiga va chegara hududlarining umumiy uzunligiga qarshilikni kamaytiradi. Bunday multikristalli silikon tijorat quyosh xujayralarida keng qo'llaniladi.

- polisilikon - bu juda katta miqdorda kichik kristalli donalardan tashkil topgan, bir-biriga nisbatan tasodifiy yo'naltirilgan, tarkibida 0.0001% dan kam bo'lgan ifloslanish darajasi bo'lgan yuqori saflıkta kremniy.

Aslida, texnik silikon ham polikristalidir, ammo chalkashlikni oldini olish uchun "polikristalin silikon" kontseptsiyasi faqat yuqori sof yarim Supero'tkazuvchi silikonga nisbatan qo'llaniladi. Polysilicon - texnologik kremniyni xlorli usullar bilan tozalash va mono- va multikristalli kremniy ishlab chiqarishda ishlatiladigan yarim tayyor mahsulot - mikroelektronika va quyosh energiyasi uchun mo'ljallangan sanoatning eng yaxshi shakli va mikroelektronika va quyosh energiyasi uchun asosiy material.

Bugungi kunda polisilikon "elektron" (yarimo'tkazgich) sifati (1-10-10% dan kam bo'lmagan nopoklik tarkibi) va "quyosh" polisilikon sifati (1: 10-5% dan kam bo'lmagan nopoklik tarkibi) farqlanadi, dunyodagi polikristalli silikonning ko'pi formada qo'pol dendritik yuzasi bo'lgan kulrang rangli silindrli majmuasi. Chiziqning markazida 8-10 mm diametrli (qirrali) dumaloq yoki kvadrat kesmaning mono yoki polisilonning "urug'i" mavjud. Kichkina ignalar shaklida yopishtirilgan kristallitlar, 1 mm dan kam bo'lgan kesma, o'simlikka perpendikulyar "urug '" dan o'sadi.

Polisilicon - ilgari silisli - multikristalli kremniy (multisilicon) va monokristalli kremniy (monosilikon) turlarini ishlab chiqarish uchun xom ashyo, shuningdek, ba'zi bir sohalarda uning sof shaklida qo'llanilishi mumkin.

-. yuqorida ko'rsatilgan usullar bilan kremniy oksidlanishsiz silisyumning qoldiqlari, qoldiqlari va boshqa sof chiqindilar, qoziq yoki payvandlashning birlashtirilgan qismlari kelib chiqishiga qarab kichik guruhlarga bo'linishi mumkin - kristalli silikon ishlab chiqarishda qayta ishlanadigan xom ashyo sifatida ishlatiladi;

-. umg-scrap - metallurgiyada tozalanadigan texnik silikon - silikon eritmaning boshqa moddalar bilan aralashuvi (ifloslanishlarni chiqarib olish yoki ularni erimaydigan yoki gazsimon fazaga o'tkazish va hokazo) va keyin

quyidagi yo'nalishli kristallanish va keyinchalik ifloslantiruvchi moddalar kontsentratsiyasining zonasini olib tashlash;

-. kristalli silikon ishlab chiqarishning yuqorida tavsiflangan usullari bilan oksidlanish izlari, qoldiqlari, qoldiqlari bilan ifodalangan qoldiqlar va boshqa chiqindilar - bu kristallanish jarayonida ifloslantiruvchi moddalar - eng iflos silikon - qaytarilsin - bu o'z navbatida ajratilishi mumkin kichik guruhlar bo'yicha, ularning kelib chiqishiga qarab, begona moddalardan chetlatilgandan so'ng qayta ishlashga yaroqli xom ashyo sifatida qo'shimcha silikon sifatli sifat talablariga ega bo'lgan xom ashyo sifatida foydalanilishi mumkin.

Silikon monokristalli xaltadan faqat elektron sifatli ishlab chiqariladi. Ko'p silikon faqat quyosh sifatiga ega. Czochralski usulida olingan monokristalli kremniy, quvurlar va bantlar ham elektron, ham quyosh sifati bo'lishi mumkin.