Silicon (kemia elemento) ecoj karakteriza formulo. Silicon malfermo rakonto

Multaj modernaj teknologiaj mekanismoj kaj aparatoj estis kreitaj pro la solaj proprietoj de substancoj trovitaj en la naturo. La homaro de experimentación kaj zorgema studo de la elementoj kiuj ĉirkaŭas nin konstante ĝisdatigojn propran invento - tiu procezo estas nomita teknologia progreso. Ĝi estas bazita sur simpla, atingebla al ĉiuj aferoj kiuj ĉirkaŭas nin en ĉiutaga vivo. Ekzemple, la sablon, kio ĝi povas esti mirinda kaj nekutima? Sciencistoj povis izoli ĝin de la silicio - kemia elemento, sen kiuj ne estus komputilo ekipaĵon. Lia kampo de apliko estas diversaj kaj estas daŭre kreskas. Tio estas atingita per la solaj proprietoj de la silicio atomon, ĝia strukturo kaj la eblecon de simplaj komponaĵoj kun aliaj substancoj.

trajto

En la perioda sistemo, evoluigita D. I. Mendeleevym, silicio (kemia elemento) indikita de la simbolo Si. Ĝi rilatas al la ne-metalojn, situas en la ĉefa, la kvara grupo de la tria periodo, ĝi havas la atomnumero 14. Lia proksimeco al karbono ne estas hazarda: en multaj el iliaj propraĵoj estas komparebla. Ne trovita en naturo en pura formo, kiel aktiva elemento kaj havas sufiĉe fortan ligon kun oksigeno. Bazo materialo - siliko, kiu estas rusto kaj silikatoj (sablo). Kiam ĉi silicio (lia natura komponaĵo) estas unu el la plej ofta kemia elementoj de la mondo. Maso frakcio enhavo de ĝi estas dua nur al oksigeno (pli ol 28%). La supro krusto tavolo enhavas silicio dioksido en la formo (ĉi kvarco), diversaj specoj de argiloj kaj sablo. La dua plej ofta grupo konsistas el ĝia silikatoj. Al profundo de ĉirkaŭ 35 km de la surfaco tavoloj estas aranĝitaj granito kaj bazalto tavoloj, kiuj inkluzivas silicio kombinaĵoj. La procento enhavo de la tera kerno estas ne eltrovis ankoraŭ, sed proksima al la surfaco tavoloj de la mantelo (ĝis 900 km) formas parton silikatoj. La komponado de marakvo silicio koncentriĝo estas 3 mg / l, luna grundo 40% konsistas komponaĵoj. Kosmo, kiujn la homaro ĝis nun ekzamenita enhavas tiu kemia elemento en grandaj kvantoj. Ekzemple, spektraj analizo de meteoritoj, kiuj alproksimigas al la tero je distanco kiu estas disponebla por esploristoj, montris, ke ili konsistas el 20% de silicio. Ekzistas ebleco de formado de vivo surbaze de tiu elemento en nia galaksio.

esploro procezo

Historio de la malkovro de la kemia elemento silicio havas plurajn etapojn. Multaj substancoj, sistemigis Mendelejev, uzata de la homaro dum jarcentoj. Cetere, la elementoj estas en la natura formo, mi .e. en komponaĵoj kiuj ne estis kemie traktita, kaj ĉiuj liaj proprietoj estis ne konata de homoj. En la procezo de studado ĉiuj trajtoj de substanco aperis novaj uzoj. La proprietoj de silicio ĝisdata ne estis studitaj ĝis la fino - tiu elemento estas sufiĉe larĝa kaj diversa gamo de aplikoj lasas spacon al novaj malkovroj por estontaj generacioj de sciencistoj. Moderna teknologio signife akceli tiun procezon. En la XIX jarcento, multaj famaj kemiistoj estis klopodante akiri pura silicio. Unuafoje oni povis fari Tenaru L. kaj J. Gaja-Lussac en 1811, sed la malkovro de la elemento apartenas al J. Berzelius, kiu povis ne nur identigi la substanco, sed ankaŭ por priskribi ĝin. Chemist el Svedio ricevis silicio en 1823, por ĉi tiu li uzis metala kalio kaj kalio salo. La reago okazis la katalizilo en la formo de varmeco. La rezultanta simpla substanco grizbruna koloro estas amorfa silicio. Kristalo pura elemento estis akirita en 1855 Sainte-Kler Devilem. La komplekseco estas rekte rilatigita kun atribuo de alta potenco atoma katenoj. En ambaŭ kazoj, la kemia reago estas direktita al procezo de purigado de malpuraĵoj, la amorfaj kaj kristalaj modeloj havas malsamajn trajtojn.

Silicon: kemia elemento elparolo

La unua nomo de la rezultanta pulvoro - Kizel - estis proponita de Berzelius. En Britio kaj Usono silicio kaj hodiaŭ estis referita kiel silicio (Silicium) aŭ silikono (Silicon). La termino derivas de la latina vorto "siliko" (aŭ "ŝtono"), kaj plej ofte estas ligita al la koncepto "tero" pro vasta disvastigo en la naturo. Rusa prononco de la kemia estas malsamaj, ĉiu dependas de la fonto. Li estis nomita siliko (Zakharov aplikis la terminon en 1810), Sicilio (1824, Dvigubsky, Soloviev), siliko (1825, timo), kaj nur en 1834, la rusa kemiisto germano Ivanoviĉ Gess enkondukas nomo kiu ĝis nun uzata plej fontoj - silicio. La Perioda Mendelejev Sistemo designaba simbolo Si. Kiel legi la kemia elemento silicio? Multaj kleruloj de la anglalingvaj landoj prononci lian nomon kiel "B" aŭ uzi la vorton "silikono". De ĉi tie la mondfama nomo de la valo, kiu estas esploro kaj fabrikado de komputila aparataro platformo. Rusa-parolantaj loĝantaro rilatas al la silicio elemento (de la greka vorto "klifo Mountain").

Estante en la naturo: kampoj

Tuta monto sistemoj konsistas el silicio kombinaĵoj, kiuj ne troviĝas en pura formo, ĉar ĉiuj scias mineraloj estas dioxides aŭ silikatoj (aluminosilicates). La miriga beleco de la ŝtonoj uzitaj de la personoj kiel ornama materialo - ĝi opaloj, ametistoj, kvarco tipo, jaspiso, kalcedonio, agato, kristalo de roko, rubeno kaj multaj aliaj. Estas formitaj pro la okazo de la diversaj silicio kombinaĵoj kiuj determinis la densecon, strukturo, koloro kaj direkto de uzo. Revizii neorganika mondo povas esti asociita kun la sama kemia elemento, en kiu la medio formas fortajn obligaciojn kun metaloj aŭ metaloj (zinko, magnezio, kalcio, mangano, titanio kaj tiel plu. D.). Kompare kun aliaj substancoj, silicio sufiĉe facile alirebla por eltiro ĉe industria skalo: ĝi troviĝas en plej multaj specoj de menas kaj mineraloj. Sekve, aktive minis deponejoj estas ligitaj al la plej atingeblaj fontoj de energio ol la teritoriaj kukojn afero. Cuarcitas kaj kvarco sablo estas disponeblaj en ĉiuj landoj. Plej gravaj fabrikantoj kaj silicio provizantoj estas: Ĉinio, Francio, Norvegio, Usono (Okcidenta Virginio, Ohio, Alabamo, Nov-Jorko), Aŭstralio, Sud-Afriko, Kanado, Brazilo. Ĉiuj fabrikantoj utiligas diversmaniere, kiu dependas de la tipo de produkto (teknika, duonkonduktaĵo, alta silicio). Kemia elemento riĉigita aldone aŭ alternative, purigita de ĉiuj specoj de malpuraĵoj havas individuajn ecojn de kiuj dependas ĝia plua uzo. Tiu ankaŭ validas por la substanco. Silicon strukturo difinas la medio de lia apliko.

Historio de uzo

Tre ofte, pro la simileco de nomoj de personoj konfuzas silicio kaj siliko, sed tiuj konceptoj ne estas identaj. Ni estas klara. Kiel dirite, en la naturo, silicio ne estas trovitaj en ĝia pura formo, ne povas diri pri lia konektoj (la sama siliko). La ĉefa mineraloj kaj rokoj formis dioksido ni konsideras la substanco - estas sablo (akvo kaj siliko), kvarco kaj cuarcita, feldspato kaj siliko. Tiu lasta estis aŭdinta devas havi ĉiuj, ĉar ĝi estas donita granda graveco en la historio de la homaro. Kun ĉi ligi la ŝtono iloj de homoj dum la ŝtonepoko. Pli akraj randoj rezultanta de la Chipping de la roko, ege faciligas la laboron de la antikva dommastrinoj, kaj la eblecon de agordante - ĉasistoj kaj fiŝistoj. Flint ne havis la forton de metalaj produktoj, sed la malsukcesinta instrumentoj povus facile esti anstataŭita. Lia uzo kiel siliko daŭris multaj jarcentoj - ĝis la invento de alternativaj fontoj.

Koncerne al la hodiaŭa realoj, la proprietoj de silicio ebligi ekspluati la materialon por dekoracio aŭ la kreo de ceramiko servico, kun, krom belan estetikan ŝajnon, ĝi havas kelkajn bonega funkciaj kvalitoj. Alia direkto de ĝia apliko pro la invento de vitro ĉirkaŭ 3000 jaroj. Tiu evento liveris eblecon por krei speguloj, teleroj, vitralo mozaiko de komponaĵoj kiuj enhavas silicio. Formulo komencan substancoj suplementu necesajn komponantojn, permesante la produkto por doni la deziratan koloron kaj efikon al la forto de la vitro. Mirinda beleco kaj vario de verkoj de arto estis farita de iu de mineraloj kaj ŝtonoj enhavantaj silicio. La sanigante propraĵoj de ĉi tiu elemento estis priskribitaj de sciencistoj de la antikva tempo kaj uzis en la tuta historio de la homaro. Ili planis la putoj por trinkakvo stokado por produktoj uzataj en ĉiutaga vivo kaj en medicino. La pulvoro ricevita per muelanta estis aplikita al la vundoj. Aparta atento estis pagita al akvo, kiu insistas en vazo komponaĵoj kiuj enhavas silicio. Kemia elemento komponaĵo interagis kun ĝi, permesante la nombro detrui patógenos bakterioj kaj mikroorganismoj. Kaj tio ne ĉiuj sektoroj kie ni konsiderante la substanco estas tre tre petita. silicio strukturo kaŭzas lian multifunctionality.

ecoj

Por pli detaloj sur la karakterizaĵoj de la materialo estas necese konsideri, konsiderante ĉiujn eblajn ecoj. Plano elemento silicio kemiaj karakterizaĵoj inkludas fizikaj proprietoj, elektraj parametroj, la studo komponaĵoj kaj reago kondiĉoj, kaj tiel lia tranavigado. G. Silicon en la kristala formo havas malhelan grizan koloron kun metala brilo. Vizaĝo-centrita kuba krado de asemeja karbono (diamanto), sed pro la pli granda longo de la ligoj ne estas tiel forta. Plasto ĝi faras varmegon ĝis 800 ^{° C,} en aliaj kazoj, ĝi restas delikata. La fizikaj ecoj de silicio faras ĝin vere unika substanco: tio estas travidebla al infraruĝa radiado. Frostopunkto - 1410 ⁰ C kaj la bolado - 2600 ⁰ C, la denseco sub normalaj kondiĉoj - 2330 kg / m ^3. Conductividad termika ne estas konstanta por la diversaj specimenoj estas ricevita en proksimuma valoro de 25 ⁰ C. La proprietoj de la silicio atomon permesi lian uzon kiel semikonduktaĵo. Tiaj aplikoj estas plej en postulo en la hodiaŭa mondo. La grando de konduktiveco influas la komponaĵo de silicio kaj elementoj, estas kune kun ili. Do, por plibonigita elektronika konduktiveco estas uzataj antimono, arseniko, fosforo, por boritaj - aluminio, galio, boro, Indio. Kiam kreante aparatoj kun silicio estas uzata kiel gvidilo surfaco traktadon kun la agento, kiu influas la operacion de la aparato.

La proprietoj de silicio kiel bonega dirigento uzata tre vaste en la moderna instrumento. Aparte grava lia uzo en la fabrikado de kompleksaj teamoj (ekz, moderna komputado aparatoj, komputiloj).

Silicon: karakteriza kemia elemento

Plejofte, la silicio estas tetravalent, estas ankaŭ komunikado en kiuj povas esti aro al du. Sub normalaj kondiĉoj ĝi estas malbone aktiva, havas fortan komponaĵo ĉe ĉambra temperaturo povas nur reagas kun fluoro en la gasa agregaĵo stato. Ĉi tio estas pro la blokado efiko Dioxide surfaco filmo, kiu observas en la interago kun la medio oksigeno aŭ akvo. Stimuli la reagoj necese uzi katalizilon: kresko de temperaturo estas ideala por substanco kiel ekzemple silicio. Kemia elemento reagas kun oksigeno je 400-500 ⁰ C, rezultanta Dioxide filmo pliiĝas, la procezo de oxidación. Kiam la temperaturo estas levita al 50 ⁰ C la reago kun bromo, kloro, jodo, per flamiĝemaj tetrahalides formitaj. Kun acidoj silicio ne reagas, escepte de miksaĵo de fluorhídrico kaj acida nítrico, dum neniu alkalaj en hejtita stato estas solida. Silanes produktitaj nur de malkomponaĵo de silicides en la reago kun hidrogeno ne eniras ĝin. La plej alta forto kaj kemiaj komponaĵoj diferencas pasiveco kun boro kaj karbono. Alta rezisto al álcalis kaj acidoj, kun kombinaĵo de nitrogeno, kiu okazas je temperaturoj super 1000 ⁰ C. La silicides akiras por reago kun metaloj, kaj en ĉi tiu kazo dependas de la valento de la komplementa elemento, kiu montras silicio. Formulo substanco formita kun la partopreno de transiro metalo estas imuna al acidoj. La strukturo de la silicio atomon rekte influas liajn proprietojn kaj la kapablon interagi kun aliaj elementoj. La procezo de formado de ligoj en naturo kaj kiam eksponita al la substanco (en la laboratorio, industria medio) diferencas signife. Silicon strukturo supozas lian kemian agadon.

strukturo

La cirkvito strukturo de la silicio atomon havas propran karakterizaĵoj. La akuzo kerna 14, kiu korespondas al la vico nombro en la perioda sistemo. La nombro de eroj ŝarĝita: protonojn - 14; elektrono - 14; neŭtronoj - 14. La cirkviton strukturo de silicio atomoj estas la jenaj: Si +14) 2) 8) 4. En la lasta (eksteraj) elektrona nivelo estas 4 kiu determinas la gradon de oxidación kun la signo "+" aŭ "-". Silicon oksido havas la formulon SiO ₂ (valencia 4 +), volátil hidrogeno komponaĵo - SIH ₄ (valencia de -4). Grandaj kvanto de atomoj de silicio povas en iuj komponaĵoj havas kunordigon nombro de 6, kiel ekzemple kombinaĵo kun fluoro. Molar maso - 28 Atomradiuso - 132 ps, la elektrona ŝelo agordo: 1S 2S ^{2 2} 3S ^{2 6} 2P 3P ^2.

aplikaĵo

Surfactants aŭ plene dopita silicio estas uzata kiel la semiconductores sur kreado de multaj, inkluzive de precizeco, aparatoj (ekz, sunaj ĉeloj, transistoroj, rektifilo kaj t. D.). Ultrapuran silicio estas uzata por krei sunaj ĉeloj (energio). Tipo ununura kristalo estas uzata por la fabrikado de speguloj kaj lasero gaso. Silicon komponaĵoj akiritaj vitro, ceramiko kahelo, ceramiko, porcelano kaj argilaĵo. La vario de specoj de varoj produktitaj estas malfacile priskribi, ilia ekspluatado okazas en ĉiutaga vivo, en arto kaj scienco, en la laborejo. La rezultanta cemento estas la kruda materialo por krei miksaĵojn kaj briko broĉon materialoj. Distribuado de oleoj, lubricantes surbaze silikono komponaĵoj povas signife redukti frotado en la movanta partoj de multaj mekanismoj. Silicides pro solaj proprietoj en agresema amaskomunikiloj nombrilo (acidoj, temperaturoj) estas vaste uzata en industrio. Ilia elektra, atoma kaj kemiaj indikiloj konsideri la fakuloj pri kompleksaj produktadoj, ludas neniun malgrandan rolon kaj strukturo de la silicio atomon.

Ni enlistigis la plej altteknikajn kaj progresinta ĝisdata aplikon. La plej komuna, kiu estas produktita en grandaj kvantoj Teknikaj silicio estas uzata en pluraj manieroj:

1. Kiel krudmaterialon por la produktado de pura substanco.
2. Por alojo metalurgia industrio: la ĉeesto de silicio pliigas la refractoriness, ĝi plibonigas korodo rezisto kaj mekanikan forton (kun troo de tiu elemento, la alojo povas fariĝi tro fragila).
3. Kiel deoxidizer por forigo troo oksigeno de la metalo.
4. Krudaj materialoj por la produktado de silanes (Si konsistigos kun organikaj substancoj).
5. Por hidrogeno produktado de silicio-fera alojo.
6. Produktado de sunaj paneloj.

Grandaj valoro de la substanco kaj pro la normala funkciado de la homa organismo. Silicon strukturon, liaj proprietoj estas en ĉi tiu kazo decida. En ĉi tiu kazo, troon aŭ mankon de ĝi kondukas al seriozaj malsanoj.

La homa korpo

Medicino dum longa tempo uzante silicio kiel bactericidas kaj antisepsa. Sed kun ĉiuj avantaĝoj de subĉiela uzo ĉi elemento devas esti konstante renovigita en la homa korpo. La normala nivelo de ĝia enhavo estos plibonigi vivo ĝenerale. Kaze de manko de pli ol 70 oligoelementos kaj vitaminoj ili metaboliza por la korpo, kio estas signife pli malalta rezisto al diversaj malsanoj. La plej alta procento de silicio observas en osto, haŭto, tendenoj. Li ludas la rolon de struktura elemento kiu subtenas la forton kaj donas elastecon. Ĉiuj skeletan forte histo formis je la kosto de liaj komponaĵoj. Rezulte de lastatempaj studoj trovis silicio enhavo en la reno, pankreato kaj ligilo ŝtofoj. La rolo de tiuj korpoj en la funkciado de la korpo estas sufiĉe granda, do reduktante lia enhavo estas malutila efiko sur multaj kernaj indikiloj de la vivrimedoj. La tago kun manĝaĵo kaj akvo korpo devas ricevi 1 gramo de silicio - tio helpos eviti eblaj malsanoj kiel ekzemple inflamo de la haŭto, mildigante de ostoj, formado de ŝtonoj en la hepato, renoj, neklara vidado, haroj kaj najlo kondiĉoj, aterosclerosis. Kiam sufiĉa nivelo de la enhavo de ĉi tiu elemento pliigas imunecon, normaligas metabolo, ĝi plibonigas la absorción de multaj elementoj necesaj por la homa sano. La plej granda kvanto de siliko - en cerealo kultivaĵoj, rafanoj, poligono. Kondukos signifa profitojn al silicio akvo. Determini la nombro kaj ofteco de ĝia uzo estas plej bone konsulti kun specialisto.