Silicon (chemical element) properties katangi formula. Silicon pambungad na kuwento

Maraming mga modernong teknolohikal na mga aparato at apparatuses nalikha dahil sa ang mga natatanging katangian ng sangkap na natagpuan sa likas na katangian. Ang sangkatauhan sa pamamagitan ng e-eksperimento at maingat na pag-aaral ng mga elemento na palibutan amin patuloy na ina-upgrade ang kanyang sariling pag-imbento - ang prosesong ito ay tinatawag na teknolohikal na pag-unlad. Ito ay batay sa simple, madaling i-access sa lahat ng tao ang mga bagay na palibutan amin sa araw-araw na buhay. Halimbawa, ang mga buhangin, kung ano ito ay maaaring maging kagulat-gulat at hindi pangkaraniwang? Siyentipiko ay able sa ihiwalay ang mga ito mula sa silikon - isang kemikal na elemento, nang walang kung saan doon ay magiging walang computer na kagamitan. Nito larangan ng application ay magkakaibang at ay patuloy na pagpapalawak. Ito ay nakamit sa pamamagitan ng mga natatanging katangian ng silikon atom, kaayusan nito at ang posibilidad ng simpleng compounds sa iba pang mga sangkap.

tampok

Sa periodic system, na binuo D. I. Mendeleevym, silikon (chemical element) ipinapahiwatig ng ang simbolo Si. Ito ay tumutukoy sa mga di-metal, ay matatagpuan sa pangunahing sa ika-apat na grupo ng ikatlong panahon, may atomic number 14. Kalapitan nito sa carbon ay hindi aksidenteng: sa marami sa kanilang mga ari-arian ay maihahambing. Hindi natagpuan sa likas na katangian sa purong form, tulad ng isang aktibong elemento at may sapat na malakas na bono sa oxygen. Base materyal - silica, na kung saan ay isang oxide, at silicates (buhangin). Kapag ito silikon (nito natural compound) ay isa sa mga pinaka-karaniwang mga elemento ng kemikal sa mundo. Mass bahagi ng nilalaman nito ay pangalawang lamang sa oxygen (higit sa 28%). Ang nangungunang crust layer ay naglalaman ng silikon dioxide sa anyo (ito kuwarts), iba't-ibang uri ng mga clays at buhangin. Ang ikalawang pinaka-karaniwang mga grupo ay binubuo ng kanyang silicates. Sa isang malalim na ng tungkol sa 35 km mula sa ibabaw layer ay nakaayos granite at basalt deposito, na kinabibilangan ng silikon compounds. Ang porsyento ng nilalaman ng core ng earth ay hindi may korte out pa, pero pinakamalapit sa ibabaw layer ng gasa (hanggang sa 900 km) bumubuo silicates. Ang komposisyon ng seawater silikon concentration ay 3 mg / l, lunar lupa 40% ay binubuo ng mga compounds. Cosmos, na kung saan ang sangkatauhan sa petsa sumuri naglalaman ito ng kemikal na sangkap sa mga malalaking dami. Halimbawa, parang multo pagtatasa ng mga meteorites, na kung saan ay nalalapit sa lupa sa layo na magagamit sa mga mananaliksik, ay nagpakita na ang mga ito ay binubuo ng 20% ng silikon. May posibilidad ng pagbubuo ng buhay sa batayan ng mga ito ng elemento sa ating kalawakan.

pananaliksik na proseso

Kasaysayan ng pagtuklas ng chemical element silikon ay may ilang mga yugto. Maraming mga sangkap, systematized Mendeleev, na ginagamit ng sangkatauhan para sa siglo. Bukod dito, ang mga elemento ay nasa likas na form, i .e. sa compounds na hindi pa na chemically ginagamot, at lahat ng kanilang mga ari-arian ay hindi kilala sa mga tao. Sa proseso ng pag-aaral ang lahat ng mga tampok ng isang sangkap na siya ay lumitaw bagong gamit. Ang mga katangian ng silikon sa petsa ay hindi nai-aral hanggang sa katapusan - elemento na ito ay sapat na malawak at magkakaibang hanay ng mga application dahon kuwarto para sa mga bagong tuklas para sa hinaharap na henerasyon ng mga siyentipiko. Modern teknolohiya ay makabuluhang mapabilis ang prosesong ito. Sa XIX siglo, maraming sikat na chemists ay sinusubukan upang makakuha ng isang purong silikon. Para sa unang pagkakataon na ito ay posible na gumawa ng Tenaru L. at J. Gay-Lussac sa 1811, ngunit ang pagtuklas ng ang sangkap ay kabilang sa J. Berzelius, na naging magagawang hindi lamang kilalanin ang mga sangkap, ngunit din upang ilarawan ito. Chemist mula sa Sweden nakuha silikon sa 1823, para sa siya ay ginagamit metallic potassium at potasa asin. reaksyon kinuha lugar sa ang katalista sa anyo ng init. Ang resultang simpleng sangkap kulay abong-kayumanggi kulay ay isang walang hugis silikon. Crystal purong sangkap ay natamo noong 1855 Sainte-Kler Devilem. Ang pagiging kumplikado ay direktang may kaugnayan sa paglalaan ng isang mataas na lakas atomic bono. Sa parehong mga kaso, ang mga kemikal na reaksyon ay itinuro sa isang proseso ng paglilinis mula sa impurities, ang walang hugis at mala-kristal na mga modelo ay may iba't ibang katangian.

Silicon: chemical element pagbigkas

Ang unang pangalan ng nagreresulta powder - Kizel - ay iminungkahi nina Berzelius. Sa United Kingdom at ang Estados Unidos silikon at ngayon ay tinutukoy bilang silikon (Silicium) o silicone (Silicon). Ang terminong derives mula sa Latin salitang "flint" (o "bato"), at sa karamihan ng mga kaso na ito ay nakatali sa konsepto "earth" dahil sa isang malawak na pagkalat sa kalikasan. Russian pagbigkas ng mga kemikal ay naiiba, ang lahat ng ito ay depende sa source. Siya ay tinatawag na silica (Zakharov inilapat ang termino sa 1810), Sicily (1824, Dvigubsky, Solovyov), silica (1825, takot), at lamang sa 1834, ang Russian botika German Ivanovich Gess introduces ng isang pangalan na hanggang ngayon ginagamit karamihan pinagmumulan - silikon. Ang pana-panahong Mendeleyev System niyang itinalagang simbolo Si. Paano na basahin ang mga kemikal na elemento silikon? Maraming mga iskolar ng Ingles na nagsasalita bansa bigkasin ang kanyang pangalan bilang "B" o gamitin ang salitang "silicone". Samakatuwid ay ibinigay ang sikat sa mundong pangalan ng lambak, na kung saan ay isang pananaliksik at pagmamanupaktura ng computer hardware platform. Russian-pagsasalita populasyong tumutukoy sa elemento silikon (mula sa Griyegong salitang "bangin sa Mountain").

Ang pagiging sa kalikasan: mga patlang

Buong mountain sistema na binubuo ng silikon compounds, na kung saan ay hindi natagpuan sa isang purong form, dahil ang lahat na kilala mineral ay dioxides o silicates (aluminosilicates). Ang kahanga-hangang kagandahan ng bato na ginamit ng mga tao bilang isang pang-adorno materyal - ito opals, amatista, kuwarts uri, jasper, chalcedony, agata, mabundok na kristal, carnelian at marami pang iba. Ang mga ito ay nabuo dahil sa ang paglitaw ng mga iba't-ibang compounds silikon na tinutukoy ang density, istraktura, kulay at direksyon ng paggamit. Suriin ang tulagay mundo ay maaaring nauugnay sa parehong mga kemikal na elemento, kung saan ang kapaligiran ay bumubuo ng malakas na bono na may metal o metal (sink, magnesiyo, kaltsyum, mangganeso, titan at iba pa. D.). Sa pamamagitan ng paghahambing sa iba pang mga sangkap, silikon medyo madaling ma-access para sa pagkuha sa pang-industriyang scale: ito ay matatagpuan sa karamihan ng mga uri ng ores at mineral. Samakatuwid, aktibong mina deposito ay naka-link sa mga pinaka-abot-kayang mga pinagkukunan ng enerhiya kaysa sa teritoryal na kumpol ng mga bagay na ito. Quartzites at kuwarts buhangin ay magagamit sa lahat ng bansa. Karamihan sa mga pangunahing tagagawa at silikon supplier ay: China, France, Norway, Estados Unidos (West Virginia, Ohio, Alabama, New York), Australia, South Africa, Canada, Brazil. Lahat ng mga tagagawa gamitin ang iba't ibang mga paraan, na kung saan ay depende sa uri ng produkto (teknikal, semiconductor, high-silikon). Chemical element enriched karagdagan o Bilang kahalili, purified mula sa lahat ng uri ng mga impurities ay may indibidwal na mga katangian ng kung saan ay depende sa kanyang mga karagdagang paggamit. Din ito sa mga sangkap. Silicon istraktura tumutukoy sa saklaw ng application nito.

History ng paggamit

Kadalasan, dahil sa pagkakahawig ng mga pangalan ng mga tao lituhin ang silicon at flint, ngunit ang mga konseptong ito ay hindi magkapareho. Kami ay malinaw. Bilang na nabanggit, sa likas na katangian, silikon ay hindi natagpuan sa kanyang purong form, ay hindi maaaring sinabi tungkol sa kanyang mga koneksyon (ang parehong silica). Ang pangunahing mineral at bato nabuo dioxide isinasaalang-alang namin ang mga sangkap - ay buhangin (tubig at kwats), kuwarts at quartzite, feldspar at flint. Ang huli ay narinig ay dapat magkaroon ang lahat, sapagkat ito ay ibinigay malaking kahalagahan sa kasaysayan ng sangkatauhan. Gamit ang itali ang mga tool ng bato ng mga tao sa panahon ng Edad Stone. Nito matalim gilid na nagreresulta mula sa Chipping ng bedrock, lubhang facilitates ang gawain ng mga sinaunang housewives, at ang posibilidad ng pagpapatalas - Mangangaso at mangingisda. Flint ay hindi nagkaroon ng lakas ng mga produkto metal, ngunit ang nabigong instrumento ay madaling mapapalitan. Paggamit nito bilang isang flint tumagal ng maraming siglo - hanggang sa pag-imbento ng mga alternatibong pinagkukunan.

Sa pagsasaalang-alang sa katotohanan ngayon, ang mga katangian ng silikon gawing posible upang samantalahin ang materyal para sa dekorasyon o sa paglikha ng mga ceramic pinggan, na may, sa karagdagan sa isang magandang aesthetic hitsura, ito ay may isang bilang ng mga mahusay na functional katangian. Ang isang hiwalay na direksyon ng application nito dahil sa ang pag-imbento ng salamin tungkol sa 3000 taon na ang nakakaraan. Ang event na ito na ibinigay ng isang pagkakataon upang lumikha ng mga salamin, pinggan, stained glass mosaic ng mga compounds na naglalaman silikon. Formula unang sangkap pupunan kinakailangang mga bahagi, na nagpapahintulot sa ang produkto upang bigyan ang nais na kulay at epekto sa lakas ng glass. Kamangha-manghang kagandahan at iba't-ibang mga gawa ng sining ay ginawa ng isang tao mula sa mineral at bato na naglalaman ng silikon. Ang paglunas katangian ng sangkap na ito ay nai-inilarawan sa pamamagitan ng mga siyentipiko ng unang panahon at ginagamit sa buong kasaysayan ng sangkatauhan. Sila ay inilatag out sa mga balon para sa inuming tubig imbakan para sa mga produkto na ginagamit sa araw-araw na buhay at sa gamot. Ang pulbos na nakuha sa pamamagitan paggiling ay inilapat sa sugat. Partikular na atensiyon ay binabayaran sa tubig na kung saan insists sa isang palayok na gawa sa mga compounds na naglalaman silikon. Chemical elemento komposisyon nakipag-ugnayan sa mga ito, na nagpapahintulot sa ang bilang sirain pathogenic bakterya at microorganisms. At na hindi lahat ng mga sektor kung saan isinasaalang-alang namin ang mga sangkap ay napaka, napaka-in demand. silikon istraktura nagiging sanhi ng kanyang multifunctionality.

mga pag-aari

Para sa karagdagang mga detalye sa mga tampok ng materyal na ito ay kinakailangan upang isaalang-alang, nang isinasaalang-alang ang lahat ng posibleng mga katangian. Plan elemento silikon kemikal na mga katangian ay kinabibilangan ng pisikal na katangian, mga de-koryenteng mga parameter, ang pag-aaral compounds at kundisyon reaksyon, at kaya ang kanilang mga talata. G. Silicon sa mala-kristal na form ay may isang madilim na kulay-abo na kulay na may isang metal ningning. Face-Iginitna kubiko sala-sala ng kahawig carbon (diamond), ngunit dahil sa ang mas malawak na haba ng mga link ay hindi bilang malakas na. Plastic ginagawa nito ang init ng hanggang sa 800 ^{° C,} sa ibang mga kaso, ito ay nananatiling babasagin. Ang pisikal na katangian ng silikon gawin itong tunay na natatanging sangkap: ito ay transparent sa infrared radiation. Temperatura ng pagkatunaw - 1410 ⁰ C at ang pagkulo - 2600 ⁰ C, ang density ilalim ng normal na kondisyon - 2330 kg / m ^3. Thermal kondaktibiti ay hindi pare-pareho para sa iba't-ibang mga halimbawa ng ito ay natanggap sa isang tinatayang halaga ng 25 ⁰ C. Ang mga katangian ng atom silikon-daan sa paggamit nito bilang isang semiconductor. Ang ganoong mga aplikasyon ay pinaka-in demand na sa mundo ngayon. Ang magnitude ng kondaktibiti ay nakakaimpluwensya sa komposisyon ng silikon at mga elemento, ang mga ito kasabay ng mga ito. Kaya, para sa pinahusay na electronic koryente ay ginagamit antimony, arsenic, posporus, para sa mga butas-butas - aluminum, galyum, boron, indium. Kapag gumagawa ng mga aparato na may silikon ay ginagamit bilang isang gabay surface treatment na may mga ahente, na nakakaapekto sa pagpapatakbo ng patakaran ng pamahalaan.

Ang mga katangian ng silikon bilang isang mahusay na konduktor ginagamit lubos malawakan sa modernong instrumento. Partikular na mahalaga ang paggamit nito sa paggawa ng mga sopistikadong kagamitan (hal, modernong computing aparato, computer).

Silicon: katangian ng kemikal na elemento

Sa karamihan ng kaso, ang silikon ay tetravalent, mayroon ding komunikasyon kung saan maaari itong itakda sa dalawa. Sa ilalim ng normal na kondisyon ito ay hindi maganda aktibo, ay may malakas na compound sa room temperatura ay maaari lamang reaksyon sa fluorine sa mga puno ng gas pinagsama-samang estado. Ito ay dahil sa ang pag-block epekto Dioxide ibabaw film, na kung saan ay sinusunod sa pakikipag-ugnayan sa ambient oxygen o tubig. Upang pasiglahin ang reaksyon kinakailangan upang gamitin ang isang katalista: isang pagtaas sa temperatura ay mainam para sa isang sangkap tulad ng silikon. Chemical element reacts sa oksiheno sa 400-500 ⁰ C, na nagreresulta Dioxide pagtaas film, ang proseso ng oksihenasyon. Kapag ang temperatura ay itataas sa 50 ⁰ C ang reaksyon na may bromine, murang luntian, yodo, kung saan volatile tetrahalides nabuo. Sa acids silikon ay hindi umepekto, na may pagbubukod ng isang halo ng hydrofluoric at nitrik acid, habang ang anumang alkali sa isang heated estado ay solvent. Silanes ginawa lamang sa pamamagitan ng agnas ng silicides sa reaksyon ng hydrogen ay hindi ipasok ito. Ang pinakamataas na lakas at chemical compounds ay naiiba pagiging pasibong tagatanggap na may boron at carbon. Mataas na paglaban sa alkalis at acids, na may isang tambalan ng nitrogen, na kung saan ay nangyayari sa mga temperatura na higit sa 1000 ⁰ C. Ang silicides ay nakuha sa pamamagitan ng reaksyon sa metal, at sa kasong ito ay depende sa valency ng komplimentaryong elemento, na kung saan ay nagpapakita ng silikon. Formula bagay na nabuo na may ang partisipasyon ng isang transition metal ay lumalaban sa acids. Ang istraktura ng atom silikon direktang nakakaapekto sa kanyang mga ari-arian at ang kakayahan upang makipag-ugnayan sa iba pang mga elemento. Ang proseso ng pagbuo ng mga bono sa kalikasan at kapag nakalantad sa mga sangkap (sa laboratoryo, pang-industriya na kapaligiran) ay nagkakaiba nang malaki-laki. Silicon istraktura Ipinagpapalagay nito kemikal na aktibidad.

kaayusan

Ang circuit istraktura ng atom silikon ay may sariling mga katangian. Ang singil core 14, na kung saan ay tumutugma sa bilang sequence sa periodic system. Ang bilang ng mga sisingilin particle: protons - 14; electron - 14; neutrons - 14. Ang circuit istraktura ng atom silikon ay ang mga sumusunod: Si +14) 2) 8) 4. Sa huling (panlabas) na antas electron 4 na tumutukoy sa antas ng oksihenasyon sa pag-sign "+" o "-". Silikon oksido ay ang formula SiO ₂ (valence 4+), isang salawahan hydrogen compound - sih ₄ (valence ng -4). Malaking halaga ng silikon atoms ay maaaring sa ilang mga compounds magkaroon ng isang koordinasyon bilang ng mga 6, tulad ng isang compound na may fluorine. Bagang masa - 28 atomic radius - 132 ps, ang mga elektron shell configuration: 1S 2S ^{2 2} 3S ^{2 6} 2P 3P ^2.

application

Surfactants o ganap na doped silikon ay ginagamit bilang ang semiconductor sa paglikha ng maraming, kabilang ang precision, aparato (hal, solar cells, transistors, rectifier at t. D.). Ultra-purong silikon ay ginagamit upang lumikha ng solar cells (enerhiya). Uri ng solong kristal ay ginagamit para sa paggawa ng salamin at isang laser gas. Silicon compounds nakuha salamin, ceramic tile, palayok, porselana at terakota. Ang iba't-ibang mga uri ng mga kalakal na nagawa ay mahirap upang ilarawan, ang kanilang pagsasamantala ay nangyayari sa araw-araw na buhay, sa sining at agham, sa lugar ng trabaho. Ang resultang semento ay ang raw materyal upang lumikha ng mix at brick pagtatapos materyales. Pamamahagi ng mga langis, lubricants base sa silicone compounds ay maaaring makabuluhang bawasan ang sigalot sa paglipat ng mga bahagi ng maraming mga mekanismo. Silicides dahil sa natatanging katangian sa agresibo counter media (acids, temperatura) ay malawakang ginagamit sa industriya. Ang kanilang mga de-koryenteng, nuclear at chemical tagapagpabatid isaalang-alang ang mga eksperto sa complex Productions, gumaganap walang maliit na papel at istraktura ng atom silikon.

Inilista namin ang pinaka-high-tech at advanced na napapanahon application. Ang pinaka-karaniwang, na kung saan ay ginawa sa malaking dami Technical silikon ay ginagamit sa maraming paraan:

1. Tulad ng raw materyal para sa produksyon ng isang purong sustansiya.
2. Para alloying metalurhiko industriya: ang presensya ng silikon ay nagdaragdag ng ripraktorines, nagpapabuti kaagnasan pagtutol at mekanikal lakas (na may isang labis ng elementong ito, ang haluang metal ay maaaring maging masyadong malutong).
3. Bilang isang deoxidizer sa pag-alis ng labis na oxygen mula sa bakal.
4. Raw mga materyales para sa produksyon ng silanes (Si kompawnd na may organic na mga sangkap).
5. Para hydrogen produksyon ng silikon-iron haluang metal.
6. Produksyon ng mga solar panels.

Malaking halaga ng mga sangkap at para sa normal na gumagana ng organismo ng tao. Silicon istraktura, pag-aari nito ay sa kasong ito hindi mapag-aalinlanganan. Sa kasong ito, ang isang surplus o kakulangan ng ito ay humantong sa mga malubhang sakit.

Ang katawan ng tao

Medicine para sa isang mahabang panahon gamit silikon bilang isang bactericidal at antiseptiko. Ngunit sa lahat ng mga benepisyo ng paggamit sa labas ng sangkap na ito ay dapat na patuloy na-renew sa katawan ng tao. Ang normal na antas ng nilalaman nito ay magpapabuti sa buhay sa pangkalahatan. Sa kaganapan ng isang kakulangan ng higit sa 70 mga elemento bakas at bitamina ang mga ito ay metabolized ng katawan, na kung saan ay makabuluhang mas mababang paglaban sa isang iba't ibang mga sakit. Ang pinakamataas na porsyento ng silikon ay na-obserbahan sa buto, balat, tendons. Siya ay gumaganap ang papel na ginagampanan ng isang istruktura elemento na sumusuporta sa lakas at nagbibigay sa pagkalastiko. Lahat ng skeletal na hard tissue binuo sa kapinsalaan ng kanyang compounds. Bilang isang resulta ng mga nakaraang pag-aaral na natagpuan ng isang silikon nilalaman sa bato, pancreas at nag-uugnay tisiyu. Ang papel na ginagampanan ng mga katawan sa ang gumagana ng katawan ay masyadong malaki, kaya pagbabawas ng nilalaman nito ay pumipinsala epekto sa maraming mga key tagapagpahiwatig ng kabuhayan. Ang araw na may pagkain at tubig katawan ay dapat makatanggap ng 1 gramo ng silikon - ito ay makakatulong sa maiwasan ang posibleng sakit tulad ng pamamaga ng balat, paglambot ng buto, pagbuo ng mga bato sa atay, bato, hilam paningin, buhok at mga kondisyon ng kuko, atherosclerosis. Kapag ang isang sapat na antas ng nilalaman ng mga ito ng elemento pagtaas ng kaligtasan sa sakit, normalizes metabolismo, mapabuti ang pagsipsip ng maraming mga sangkap na kinakailangan para sa kalusugan ng tao. Ang pinakamalaking halaga ng silica - sa cereal pananim, mga labanos, bakwit. Ay magdadala ng malaking benepisyo sa silikon tubig. Upang matukoy ang bilang at dalas ng paggamit nito ay pinakamahusay na kumunsulta sa isang espesyalista.