Силицијум: апликација, хемијске и физичке особине

Један од најчешћих елемената у природи - то је силицијум или силицијум. Таква широка дистрибуција указује на важност и значај овог питања. Он је брзо схватио и научио људи који су научили како да искористи силикон. Његова употреба заснива се на посебан својства од којих ћемо разговарати даље.

Силицон - хемијски елемент

Ако сте дали опис ове тачке о ситуацији у периодном систему, могуће је идентификовати следеће важне тачке:

1. Серијски број - 14.
2. Период - трећи мали.
3. Група - ИИИ.
4. Подгрупа - кући.
5. Структура спољног Елецтрон схелл изражава формулом ² 3с 3п ^2.
6. Хемијски елемент силицијум Ако се означава симбол, који се изговара као "силицијум".
7. Окидатион стате којем показује: -4; + 2; 4.
8. Валентност атома је ИВ.
9. Силицијум атомска маса је 28,086.
10. У природи, постоје три стабилна изотопа елемента са масовно 28, 29 и 30.

Стога, силицон атома са хемијске тачке гледишта - елемент довољно проучавали, описао низ различитих својстава.

Историја открића

Од самог карактера популарне и масовне садржаја је различита једињења елемента, од древних времена, људи су знали о својствима и имена многих од њих. Чист силицијум је дуго остао изван граница људског знања из хемије.

Најпопуларније једињења, који су коришћени у домаћим и индустријским земљама древне културе (Египћани, Римљани, кинески Русичи, персијски и остали) племенитих и полу-драгог камења на бази силицијума оксида. Ово укључује:

• опала;
• роцк цристал;
• Топаз;
• хризопрас;
• оникс;
• калцедон и други.

Такође се користи старе кварца и кварцног песка у грађевинарству. Међутим, елементарни силицијум је остао нерешен до КСИКС века, иако многи научници су покушали узалуд да би се разликовала од различитих састојака, користећи и катализатора, и високе температуре, па чак и струју. То су светле умови, као што су:

• Карл Сцхееле;
• Гаи-Луссац;
• тенар;
• Гемфри Морате;
• Антуан Лавуазе.

Спроведе успешно добијање силицијум чиста успели Јенс Јацобс Берзелиус 1823. године. За ово је провео искуство флуорид пара легирање силицијум и металик калијума. Као резултат тога, аморфни модификација елемента. Исти научници су позвани на латински назив за отворену атома.

Још касније, у 1855, други научник - Ст. Клер Есцаладе - успео да синтетише велики број различитих аллотропес - кристалног силицијума. Од познавања овог елемента и његових својстава постала веома брзо обнавља. Људи су схватили да има јединствене карактеристике које би врло добро да се користе да задовоље своје потребе. Стога, данас један од најтраженијих артикала у електроници и технологије - је силикон. Његова употреба се шири само њене границе сваке године.

Руски назив који атом научник Хесс 1831. То је то и заглавио до данашњег дана.

Садржај у природи

Преваленце у природи, силикон је други само кисеоник. Његова проценат у поређењу са другим атомима који се састоје од коре - 29,5%. Поред тога, угљеник и силицијум - два специјална елемент који може формирати склоп повезује један са другим. Зато је за последње више од 400 различитих природних минерала, у оквиру које је нашао у литосфери, хидросфере и биомасе.

Где се тачно садржи силикон?

1. У дубљим слојевима земљишта.
2. Тхе Роцкс, резервоари и низови.
3. На дну тела од воде, посебно океана и мора.
4. У биљкама и морског живота у животињском царству.
5. Код људи и копнених животиња.

Можете означити неке од најчешћих минерала и стена, као део који је присутан у великим количинама силицијума. Хемикалије њих је таква да садржај тежина чистог елемента њему достиже 75%. Међутим, тачна цифра зависи од врсте материјала. Дакле, стене и минерали са садржајем силицијума:

• фелдспати;
• mica;
• амфибол;
• опали;
• калцедон;
• силикати;
• пешчари;
• алуминијум силикат;
• глина и други.

Акумулира у шкољкама и егзоскелетима морских животиња, силицон крају формира јаке силика наслаге на дну језера. Ово је један од природних извора овог елемента.

Надаље, утврђено је да Силицијум могу постојати у чистом природном облику - у облику кристала. Али такви депозити су веома ретки.

Физичке особине силикона

Ако дати карактеризацију елемент скупа физичких и хемијских особина, пре свега је потребно да се одреде физичке параметре. Ево неколико основних:

1. Она постоји у две аллотропиц модификације - аморфне и кристалне, које се разликују у свим својствима.
2. Тхе цристал латтице је веома слична оној дијаманта, јер угљеник и силицијум у том погледу готово идентичне. Међутим, растојање између атома разликује (више него силицијума), дакле дијамант много теже и јачи. латтице типе - лицем у центру Цубиц.
3. Производ је веома ломљиво, постане пластика на високим температурама.
4. Температура топљења је 1415˚С.
5. Тачка кључања - 3250˚С.
6. Субстанце Густина - 2,33 г / цм ^3.
7. Боја везе - сребрно сива, изразио је карактеристичан метални сјај.
8. Има добре полупроводним својства, која су у стању да варирају са додатком разних агенаса.
9. Нерастворљива у води, органским растварачима и киселине.
10. Конкретно растворљив у базе.

Се односе на физичке особине силикона омогућити људима да га управљати и користити га за прављење разних производа. На пример, својства заснива на коришћењу семицондуцтивити чистих силиконских електронике.

хемијска својства

Хемијске особине силикона снажно зависе од услова реакције. Ако говоримо о чисте супстанце на стандардне поставке, треба да показују веома ниску активност. Оба кристална и аморфни силицијум су веома инертни. Немају интеракцију са било којим јаким оксидантима (осим флуор) или јак редукциони агенс.

То је због чињенице да је површина материјалне оксидног филма СиО ₂ се одмах формира, што спречава даље интеракције. Она је у стању да се формира под утицајем воде, ваздуха и паре.

Ако стандардни услови мењају и учинити загревање силицијум до температуре изнад 400с, његова реацтивити ће се повећати снажно. У том случају, она ће реаговати са:

• кисеоник;
• све врсте халоген;
• водоник.

Даљим порастом температуре, формирању производа, реакцијом са борон, азот и угљеник. Од посебног значаја је силицијум карбид - СиЦ, јер је добар абразивни материјал.

Такође, хемијска својства силикона јасно видети у реакцијама са металима. Против њих је оксидант, тако да су производи се називају силицид. Таква једињења су познати:

• алкална;
• алкалине;
• прелазних метала.

Једињење има необичне својства добијених када легирање гвожђа и силицијума. Она носи име Ферросилицон керамике и успешно примењује у индустрији.

Са комплексним супстанце реагују силицон не уђе, па све њихове врсте способан да раствори онли:

• акуа региа (мешавина азотне и хлороводоничне киселине);
• нагризајуце базе.

Тако температура решење треба да буде не мање од 60 ° Ц. Све ово потврђује физичка основа материјала - дијамантског стабилни кристални решетку, дајући му снагу и инертност.

Поступци за добијање

Припрема силицијума у чистом облику - је овај процес веома скуп економски. Осим тога, на основу његових особина или метода даје само 90-99% чист производ, а нечистоће у облик метала и угљен остају и даље. Дакле, само да ствари није довољно. Такође би требало да квалитативно јасно страних елемената.

У принципу, производња силицијума се одвија у два главна начина:

1. Бели песак, што је чиста силицијум оксид СиО _2. ит калцинација са активним металима (обично магнезијум) формира слободан елемент у облику аморфног модификације. Чистоћа овог метода је висока, производ је добијен са приносом од 99.9 процената.
2. Много Уобичајени метод у индустријским размерама - а растопа синтеровање песка са кокаином у специјализованим топлотним пећима. Овај метод је развијен од стране руских научника Бекетовим Н. Н.

Даља обрада је излагање производа за чишћење методе. За ту сврху, киселине или халогена (хлор, флуор).

аморфни силицијум

Карактеристике силицијума би био непотпун ако не одвојено размотрити сваку од својих аллотропиц модификација. Први од њих - је аморфан. У овом државном сматра контакт материјала је браон прах смеђе, фино разишли. Је врло хигроскопан, што показује довољно велику реактивност након загревања. Под стандардним условима, може да интеракцију само са најјачим оксидант - флуора.

Назива аморфни силицијум је нека врста кристала није у потпуности тачна. Његова латтице показује да је супстанца - је облик постоји у облику кристала фино подељеног силицијума. Стога, као што је, ове измене - исто једињење.

Међутим, њихова имовина варирају, тако да говори о аллотропес. Само по себи је аморфни силицијум има високу способност светопоглотителнои. Поред тога, под одређеним околностима, овај показатељ је много брже него из сличан кристални облик. Због тога се користи у индустријске сврхе. У том облику (прах) једињење се лако наноси на свакој подлози, било да је пластична или стаклена. Стога је погодан за употребу је аморфни силицијум. Апликација се заснива на производњи соларних ћелија различитих величина.

Иако хабања батерија овог типа веома брзо, због хабање танког филмског материјала, али коришћење и потражње расте само. Уосталом, чак и за кратко радни век соларних ћелија на бази аморфног силицијума су у стању да обезбеде енергију за цео подухват. Поред тога, производња таквих материјала без отпада, што га чини веома економичан.

Добијен редукцијом модификације једињења активне метале, на пример, натријум или магнезијум.

кристални силицон

Схини сребрно-сива модификација елемента. То је овај облик је најчешћи и најпопуларнији. Ово се објашњава скуп квалитативних својстава које поседује супстанце.

Карактеристике силицијум кристалну решетку обухвата његове врсте класификације, као и неколико њих:

1. Електронски квалитет - најчистија и највише висока. То је врста користи у електроници за изградњу високо осетљиве инструменте.
2. Соларна разред. Сам назив дефинише област примене. То је такође прилично високе чистоће силикон, чије коришћење је потребно створити високог квалитета и дуго трчање соларни панели. Фотоелектрични конвертори који се заснивају на кристална структура је квалитетнији и отпоран на хабање од оних направљене коришћењем аморфна модификација прскањем на разне врсте подлоге.
3. Технички силикон. У овој врсти супстанци укључени узорке који садрже око 98% чистог елемент. Све остало иде на различите врсте нечистоћа:

• борон;
• алуминијум;
• хлоро;
• царбон;
• фосфор и др.

Потоњи врста супстанце у питању се користи за добијање силицијумске полицристалс. Да бисте то урадили, спроведе процес рекристализације. Сходно томе, чистоћа добијен тих производа, који се могу приписати групама соларне и електронске квалитета.

Би природе полисилицон - то је интермедијер између аморфног и кристална модификација. Са таква варијанта је лакше радити, то је боље бити рециклирати и чишћење флуор и хлор.

Производи који су резултат може категоризовати на следећи начин:

• мултисилицон;
• Монокристални;
• обликована кристали;
• силицон сцрап;
• Технички силицијум;
• производња отпада у виду фрагмената и остатака материјала.

Сваки од њих се не користи у индустрији и користи се лице потпуно. Стога, производни процеси, на силицијуму, сматрају нон-отпада. Ово значајно смањује економску вриједност, без утицаја на квалитет.

Коришћење чисту силицон

силицон прерађивачка индустрија је добро успостављена, а њен скала прилично гломазан. То је због чињенице да је елеменат као празан, и у облику разних једињења, је широко распрострањена и потражња у разним областима науке и технологије.

Где се користи кристални и аморфни силицијум у свом најчистијем облику?

1. У металургију као легирање тога, могућност промене својства метала и њихових легура. Тако, се користи у топљење челика и ливеног гвожђа.
2. Различите врсте супстанци напуштају производњу чистије варијанту - полисилицон.
3. Силиконска једињења са органске материје - је хемијска индустрија, која је нарочито популаран данас. Силикон материјали се користе у медицини, за производњу посуђе, алат и још много тога.
4. Производња различитих соларних панела. Овај метод добијања енергије је један од најперспективнијих у будућности. Ецо-фриендли, економичан и издржљивог - главне предности што је електрична енергија.
5. Силицон упаљаче који се користе за дуго времена. Чак иу давна времена људи су користили Флинт искру за паљење ватре. Овај принцип је основа за производњу разних врста упаљача. Данас постоје врсте у којима се флинт замењена легура одређене композиције, што даје више брзе ресултс (варничења).
6. Електроника и соларна енергија.
7. Производни зеркалетс у ласерских гаса уређаја.

Тако, чист силицијум има доста повољне и посебних својстава које омогућавају да га користите за креирање важне и неопходне производе.

Коришћење силиконских једињења

Поред тога што једноставно супстанца се користи и разних силикона једињења која су веома широко. Постоји читава индустрија која се зове силикат. Она се заснива на коришћењу различитих супстанци, које укључују овај страшан ставку. Која је веза и да се производе?

1. Кварцни песак или река - СиО _2. Он се користи за производњу зграде и декоративних материјала, као што су цемент и стакло. Употреба таквих средстава је добро позната. Ниједан од изградње није без компоненти података, што потврђује значај силиконских једињења.
2. Силикатне керамика, који укључује материјале као што су земљане, порцелан, цигле и производе базиране на њима. Ове компоненте се користе у медицини, у производњи посуђа, украса, предмета за домаћинство, изградњи и другим домаћим областима људског деловања.
3. Силикон једињења - силикон, силицијум, силиконско уље.
4. Силикат лепак - користи се као канцеларија, у пиротехнику и изградњи.

Силицијум, од којих је цена варира на светском тржишту, али не прелази силазни знак 100 руских рубаља по килограму (кристала) је популарна и корисна твар. Наравно, једињења овог елемента као и широко примењују.

Биолошка улога силицијума

Што се тиче значаја за тело силикона без значаја. Његов садржај и дистрибуција до ткива је следећи:

• 0,002% - мусцле;
• 0.000017% - боне;
• Блоод - 3.9 мг / л.

Сваки дан би требало да падне на око један грам силикона, или ће развити болест. Смртоносна није међу њима, међутим продужен гладовање силицијум доводи до:

• губитак косе;
• појава акни и бубуљица;
• крхкост и ноктију костију;
• лигхт капилара пермеабилити;
• умор и главобоље;
• појава бројних модрица и подлива.

За биљке, силицијум - суштински елемент у траговима неопходне за нормалан раст и развој. Животиња студије су показале да су појединци боље расту, који свакодневно конзумирају довољне количине силицијум.