Silicium (chemisch element) eigenschappen karakteristiek formule. Silicon opening verhaal

Veel moderne technologische apparaten en toestellen zijn gemaakt als gevolg van de unieke eigenschappen van stoffen in de natuur. De mensheid door experimenten en zorgvuldige studie van de elementen die ons omringen voortdurend upgrades zijn eigen uitvinding - dit proces wordt de technologische vooruitgang genoemd. Het is gebaseerd op eenvoudige, voor iedereen toegankelijk dingen die ons omringen in het dagelijks leven. Bijvoorbeeld, het zand, wat het kan verrassend en ongebruikelijk zijn? Wetenschappers konden isoleren van het silicium - een chemisch element, zonder welke geen computerapparatuur zou zijn. Het toepassingsgebied is divers en wordt voortdurend uitgebreid. Dit wordt bereikt door de unieke eigenschappen van het siliciumatoom, de structuur en de mogelijkheid om eenvoudige verbindingen met andere stoffen.

kenmerken

In het periodiek systeem, ontwikkeld D.I. Mendeleevym, silicium (chemisch element) aangeduid met het symbool Si. Het verwijst naar de niet-metalen, ligt voornamelijk het vierde groep van de derde periode, heeft atoomnummer 14. De nabijheid van koolstof niet toevallig: in veel van hun eigenschappen zijn vergelijkbaar. Niet in de natuur in zuivere vorm, als actief bestanddeel en een voldoende sterke binding met zuurstof. Basismateriaal - kiezelzuur dat een oxide, en silicaten (zand). Wanneer dit silicium (de natuurlijke verbinding) is een van de meest voorkomende chemische elementen ter wereld. Massagehalte inhoud ervan op de tweede plaats zuurstof (meer dan 28%). De bovenste laag bevat korst siliciumdioxide in de vorm (dit kwarts), verschillende soorten klei en zand. Op de tweede groep bestaat uit de silicaten. Op een diepte van ongeveer 35 km van de oppervlaktelagen worden aangebracht graniet en basalt afzettingen, die siliciumverbindingen bevatten. Is het gehalte van de kern van de aarde is nog niet bedacht, maar het dichtst bij het oppervlak lagen van de mantel (tot 900 km) omvatten silicaten. De samenstelling van zeewater silicium concentratie 3 mg / l, maangrond 40% bestaat uit verbindingen. Cosmos, waarin de mens tot nu toe onderzochte bevatten deze chemisch element in grote hoeveelheden. Bijvoorbeeld spectraalanalyse meteorieten, die op afstand die voor onderzoekers is de grond komt bij, heeft aangetoond dat zij bestaan uit 20% silicium. Er is een mogelijkheid van de vorming van het leven op de basis van dit element in onze melkweg.

onderzoeksproces

Geschiedenis van de ontdekking van het chemische element silicium heeft verschillende fasen. Veel stoffen, gesystematiseerd Mendelejev, die worden gebruikt door de mensheid al eeuwen. Bovendien zijn de elementen in onveranderde vorm, i .e. in verbindingen die chemisch behandeld en hun eigenschappen werden niet bekend bij mensen. In het proces van het bestuderen van alle kenmerken van een stof verscheen hij nieuwe toepassingen. De eigenschappen van silicium tot op heden niet onderzocht tot het einde - dit element is voldoende breed en divers scala van toepassingen laat ruimte voor nieuwe ontdekkingen voor toekomstige generaties van wetenschappers. Moderne technologie zal aanzienlijk te versnellen dit proces. In de XIXe eeuw, hebben vele beroemde chemici geprobeerd om een zuiver silicium te krijgen. Voor het eerst was het mogelijk om Tenaru L. en J. Gay-Lussac te maken in 1811, maar de ontdekking van het element behoort tot J. Berzelius, die in staat zijn om niet alleen de stof te identificeren, maar ook om het te beschrijven was. Chemist uit Zweden kreeg silicium in 1823, voor deze gebruikte hij metallic kalium en kaliumzout. De omzetting vond plaats in de katalysator in de vorm van warmte. De resulterende enkelvoudige substantie grijs-bruine kleur is een amorf silicium. Crystal zuiver element werd verkregen in 1855 Sainte-Kler Devilem. De complexiteit is direct gerelateerd aan toewijzing van een hoge sterkte atomaire bindingen. In beide gevallen wordt de chemische reactie betrekking op een werkwijze van reiniging van onzuiverheden, de amorfe en kristallijne modellen hebben verschillende eigenschappen.

Silicium: uitspraak chemisch element

De naam van het verkregen poeder - Kizel - wordt met Berzelius voorgesteld. In het Verenigd Koninkrijk en de Verenigde Staten silicium en vandaag werd aangeduid als silicium (Silicium) of silicone (Silicon). De term is afgeleid van het Latijnse woord "vuursteen" (of "steen"), en in de meeste gevallen is gebonden aan het concept "aarde" als gevolg van een grote spreiding in de natuur. Russische uitspraak van de chemische is anders, het hangt allemaal af van de bron. Hij werd silica genoemd (Zakharov paste de term in 1810), Sicilië (1824 Dvigubsky, Solovyov), silica (1825, angst), en alleen in 1834, de Russische chemicus Duitse Ivanovich Gess introduceert een naam die tot nu toe gebruikt de meeste bronnen - silicium. De periodieke Mendelejev System hij aangewezen symbool Si. Hoe kan het chemische element silicium lezen? Veel geleerden van het Engels-sprekende landen uitspreken zijn naam als "B" of gebruik het woord "silicone". Vandaar de wereldberoemde naam van de vallei, dat is een onderzoek en productie van computer hardware platform. Russisch-sprekende bevolking verwijst naar het silicium element (van het Griekse woord "cliff Mountain").

Als je in de natuur: velden

Hele bergen systemen bestaande uit siliciumverbindingen, die niet gevonden wordt in een zuivere vorm, omdat alle bekende mineralen dioxyden of silicaten (aluminosilicaten). De verbazingwekkende schoonheid van de stenen gebruikt door mensen als een decoratief materiaal - het opaal, amethist, het type kwarts, jaspis, chalcedoon, agaat, bergkristal, carneool en vele anderen. Zij worden gevormd door het optreden van de verschillende siliciumverbindingen, die de dichtheid, de structuur, kleur en richting van gebruik bepaald. Beoordelen anorganische wereld kan worden geassocieerd met hetzelfde chemische element, waarbij het milieu vormt sterke banden met metalen of metalen (zink, magnesium, calcium, mangaan, titaan enz. D.). In vergelijking met andere stoffen, silicium vrij gemakkelijk toegankelijk zijn voor extractie bij industriële schaal: het is in de meeste soorten ertsen en mineralen. Daarom zijn actief ontgonnen afzettingen in verband met de meest betaalbare energiebronnen dan aan de territoriale clusters van de materie. Kwartsiet en kwartszand zijn in alle landen beschikbaar. De meeste grote fabrikanten en silicium leveranciers zijn: China, Frankrijk, Noorwegen, Verenigde Staten (West Virginia, Ohio, Alabama, New York), Australië, Zuid-Afrika, Canada, Brazilië. Alle fabrikanten gebruiken een aantal verschillende manieren, die afhankelijk zijn van het type product (technische, halfgeleider-, high-silicium). Chemisch element aanvullend of alternatief verrijkt, gezuiverd van alle onzuiverheden heeft individuele eigenschappen afhangt van het verdere gebruik ervan. Dit geldt ook voor de stof. Siliciumstructuur wordt het toepassingsgebied van de toepassing.

Geschiedenis van gebruik

Heel vaak, vanwege de gelijkenis van de namen van de mensen verwarren silicium en vuursteen, maar deze begrippen zijn niet identiek. We zijn duidelijk. Zoals reeds vermeld, in de natuur, silicium niet in zijn zuivere vorm, niet kan worden gezegd over zijn verbindingen (hetzelfde silica). De belangrijkste mineralen en gesteenten gevormde kooldioxyde we overwegen de stof - is zand (water en silica), kwarts en kwartsiet, veldspaat en vuursteen. Deze laatste had gehoord moet hebben, want het grote belang wordt gegeven in de geschiedenis van de mensheid. Met deze bind de stenen werktuigen door de mens tijdens de steentijd. De scherpe randen als gevolg van het chippen van de basis, sterk vergemakkelijkt het werk van de oude huisvrouwen, en de mogelijkheid tot verscherping - jagers en vissers. Flint had niet de kracht van metalen producten, maar de mislukte instrumenten kunnen gemakkelijk worden vervangen. Het gebruik ervan als een vuursteen duurde vele eeuwen - tot de uitvinding van alternatieve bronnen.

Met betrekking tot de realiteit van vandaag, de eigenschappen van silicium maken het mogelijk om het materiaal voor decoratie of de creatie van keramisch serviesgoed te benutten, met, in aanvulling op een mooie esthetische uitstraling, het heeft een aantal uitstekende functionele eigenschappen. Een aparte richting van de toepassing ervan als gevolg van de uitvinding van glas ongeveer 3000 jaar geleden. Dit bood de gelegenheid om spiegels, servies, glas-mozaïek van verbindingen die silicium maken. Formule uitgangsstoffen aangevuld noodzakelijke componenten, waardoor het product de gewenste kleur en effect op de sterkte van het glas. Verbazingwekkende schoonheid en de verscheidenheid van kunstwerken werden gemaakt door een man uit mineralen en stenen die silicium. De helende eigenschappen van dit element zijn beschreven door wetenschappers van de oudheid en gebruikt in de geschiedenis van de mensheid. Ze legden uit de putten voor drinkwater opslag van producten die worden gebruikt in het dagelijks leven en in de geneeskunde. Het poeder verkregen door malen werd aangebracht op de wonden. Bijzondere aandacht werd besteed aan water die dringt in een pot van verbindingen die silicium. Chemische elementsamenstelling interactie ermee, waardoor het aantal pathogene bacteriën te vernietigen en micro-organismen. En dat is niet alles de sectoren waar we overwegen de stof is zeer, zeer de vraag. siliciumstructuur veroorzaakt zijn multifunctionaliteit.

eigenschappen

Voor meer informatie over de eigenschappen van het materiaal is het noodzakelijk om te overwegen, rekening houdend met alle mogelijke eigenschappen. Plan element silicium chemische eigenschappen omvatten fysische eigenschappen, elektrische parameters, de studie verbindingen en reactieomstandigheden, en zo hun passage. G. silicium in de kristallijne vorm een donkergrijze kleur met een metallieke glans. Face-centered kubisch rooster of lijkt op koolstof (diamant), maar vanwege de grotere lengte van de banden is niet zo sterk. Plastic het doet hitte tot 800 ^{° C,} in andere gevallen is het kwetsbaar blijft. De fysische eigenschappen van silicium maakt het uniek stof: het is transparant voor infraroodstraling. Smeltpunt - 1410 ⁰ C en het kookpunt - 2600 ⁰ C, de dichtheid onder normale omstandigheden - 2330 kg / ^m3. Warmtegeleidbaarheid niet constant de verschillende monsters is opgenomen in een waarde van ongeveer 25 ⁰ C. De eigenschappen van het siliciumatoom mogelijk zijn gebruik als halfgeleiders. Dergelijke toepassingen zijn het meest van de vraag in de wereld van vandaag. De omvang van de geleidbaarheid beïnvloedt de samenstelling van silicium en elementen, in samenhang met deze. Dus, voor verbeterde elektronische geleidbaarheid gebruikt antimoon, arseen, fosfor, het perforeren - aluminium, gallium, boor, indium. Bij het maken inrichtingen met silicium wordt gebruikt als een geleidingsoppervlak behandeling met het middel, dat de werking van de inrichting beïnvloedt.

De eigenschappen van silicium als een uitstekende geleider die wordt gebruikt vrij uitgebreid in de moderne instrument. Met name van belang het gebruik ervan bij de vervaardiging van geavanceerde apparatuur (bijv., Modern computerapparatuur, computers).

Silicium: kenmerkende chemische element

In de meeste gevallen, het silicium vierwaardig zijn er ook communicatie die kan worden ingesteld op twee. Onder normale omstandigheden is slecht actief sterke verbinding bij kamertemperatuur kan alleen reageren met fluor in gasvormige aggregatietoestand. Dit komt door het blokkerende effect Dioxide oppervlaktefilm, die wordt waargenomen bij de interactie met de omringende zuurstof of water. De reacties die nodig zijn om een katalysator te gebruiken stimuleert temperatuurverhoging is ideaal voor een stof zoals silicium. Chemisch element reageert met zuurstof bij 400-500 ⁰ C, verkregen Dioxide film toeneemt, het oxidatieproces. Wanneer de temperatuur wordt verhoogd tot 50 ⁰ C de reactie met broom, chloor, jood, waarbij vluchtige tetrahalogeniden gevormd. Met zuren silicium reageert niet, met uitzondering van een mengsel van waterstoffluoride en salpeterzuur, terwijl een alkali in een verwarmde toestand oplosmiddel. Silanen alleen geproduceerd door ontleding van siliciden in de reactie met waterstof niet invoeren. De sterkste chemische verbindingen verschillen passiviteit boor en koolstof. Hoge weerstand tegen basen en zuren, met een verbinding met stikstof, die optreedt bij temperaturen boven 1000 ⁰ C. De siliciden worden verkregen door reactie met metalen, en in dit geval afhankelijk van de valentie van het complementaire element dat silicium blijkt. Formule stof gevormd met deelname van een overgangsmetaal is bestand tegen zuren. De structuur van het siliciumatoom rechtstreeks van invloed op de eigenschappen en het vermogen tot interactie met andere elementen. Het proces van de vorming van bindingen van aard en bij blootstelling aan de stof (in het laboratorium, industriële omgeving) aanzienlijk verschilt. Siliciumstructuur neemt de chemische activiteit.

structuur

De circuitstructuur van het siliciumatoom zijn eigen kenmerken. De lading kern 14, dat overeenkomt met het volgnummer van het periodiek systeem. Het aantal geladen deeltjes: protonen - 14; elektron - 14; neutronen - 14. De circuitstructuur siliciumatomen is als volgt: Si 14) 2) 8) 4. Op de laatste (extern) elektronen niveau 4 dat de mate van oxidatie met het teken "+" of bepaalt "-". Siliciumoxide de formule _SiO2 (valentie 4+), een vluchtig waterstofverbinding - _SiH4 (valentie van -4). Grote hoeveelheid kan siliciumatomen in sommige verbindingen een coördinatiegetal van 6, zoals een verbinding met fluor. Molmassa - 28 atoomradius - 132 ps, de elektronenschil configuratie: 1S 2S 3S ^{2 2 2 6 2} 2P ^3P.

toepassing

Surfactanten of volledig gedoteerd silicium wordt gebruikt als de halfgeleider tijdens het maken van vele, waaronder precisie componenten (bijvoorbeeld zonnecellen, transistors, gelijkrichter en t. D.). Ultrapuur silicium wordt gebruikt om zonnecellen (energie) te creëren. Type monokristal wordt gebruikt voor de vervaardiging van spiegels en een lasergas. Siliciumverbindingen verkregen glas, keramische tegels, aardewerk, porselein en aardewerk. De verscheidenheid van soorten goederen geproduceerd is moeilijk te beschrijven, de exploitatie gebeurt in het dagelijks leven, in kunst en wetenschap, op de werkplek. Het verkregen cement grondstof voor mixen en stenen afwerkingsmaterialen maken. Verdeling van oliën, smeermiddelen kunnen op basis van polysiloxaanverbindingen aanzienlijke vermindering van wrijving in de bewegende delen van de vele mechanismen. Siliciden gevolg van unieke eigenschappen in agressieve media teller (zuren, temperatuur) worden veel gebruikt in de industrie. Hun elektrische, nucleaire en chemische indicatoren rekening houden met de experts over complexe producties, speelt geen kleine rol en de structuur van het silicium atoom.

We hebben de meest high-tech-beursgenoteerde en geavanceerde tot nu toe applicatie. De meest voorkomende, die wordt geproduceerd in grote hoeveelheden technische silicium wordt op verschillende manieren:

1. Als grondstof voor de productie van een zuivere stof.
2. Voor legeringselementen metaalindustrie: de aanwezigheid van silicium de ongevoeligheid toeneemt, verbetert de weerstand tegen corrosie en mechanische sterkte (met een overmaat van dit element, kan de legering ook bros).
3. Als desoxidatiemiddel voor het verwijderen van overmaat zuurstof uit het metaal.
4. Grondstoffen voor de bereiding van silanen (Si-verbindingen met organische stoffen).
5. Voor waterstofproductie silicium-ijzerlegering.
6. De productie van zonnepanelen.

Grote waarde van de stof en voor de normale werking van het menselijk organisme. Silicon structuur, de eigenschappen zijn in dit geval doorslaggevend. In dit geval wordt een overschot of het ontbreken daarvan leidt tot ernstige ziekten.

Het menselijk lichaam

Geneeskunde voor een lange tijd met behulp van silicium als een bacteriedodende en antiseptische. Maar met alle voordelen van het gebruik buitenshuis moet dit element voortdurend worden vernieuwd in het menselijk lichaam. Het normale niveau van de inhoud ervan zal het leven in het algemeen verbeteren. Bij gebrek aan meer dan 70 sporenelementen zij worden gemetaboliseerd door het lichaam, wat beduidend lager weerstand tegen verschillende ziekten. Het hoogste percentage van silicium wordt waargenomen in botten, huid, pezen. Hij speelt de rol van een structureel element dat de sterkte ondersteunt en geeft elasticiteit. Alle skelet hard weefsel gevormd ten koste van de verbindingen. Als gevolg van de recente studies vonden een silicium-gehalte in de nieren, alvleesklier en bindweefsel. De rol van deze organen in het functioneren van het lichaam is vrij groot, dus het verminderen van de inhoud ervan is nadelig effect op een groot aantal belangrijke indicatoren van levensonderhoud. De dag met voedsel en water orgaan moet 1 gram silicium ontvangen - dit zal helpen voorkomen dat mogelijke ziekten, zoals ontsteking van de huid, het ontharden van de botten, de vorming van stenen in de lever, de nieren, wazig zien, haar en nagels omstandigheden, atherosclerose. Wanneer een voldoende mate van het gehalte van dit element toe immuniteit, normaliseert de stofwisseling, verbetert de opname van vele elementen die nodig zijn voor de volksgezondheid. De grootste hoeveelheid silica - in graangewassen, radijs, boekweit. aanzienlijke voordelen voor silicium water zal brengen. Om het aantal en de frequentie van het gebruik ervan te bepalen is het beste om te overleggen met een specialist.