Silicon (kemikali kipengele) mali tabia formula. Silicon ufunguzi hadithi

Wengi wa kisasa vifaa ya kiteknolojia na apparatuses imeundwa kutokana na mali ya kipekee ya vitu kupatikana katika asili. Wanadamu na majaribio na utafiti makini wa mambo ya kwamba Surround yetu daima upgrades uvumbuzi wake - mchakato huu inaitwa maendeleo ya kiteknolojia. Ni kutokana na rahisi, kupatikana na kila mtu mambo ambayo surround sisi katika maisha ya kila siku. Kwa mfano, mchanga, nini inaweza kuwa inashangaza na kustaajabisha? Wanasayansi walikuwa na uwezo wa kujitenga kutoka silicon - kipengele kemikali, bila ambayo kutakuwa hakuna vifaa vya kompyuta. uwanja wake wa maombi ni tofauti na ni daima kupanua. Hii ni mafanikio kwa mali ya kipekee ya silicon chembe, muundo wake na uwezekano wa misombo rahisi na dutu nyingine.

kipengele

Katika mfumo wa mara kwa mara, na maendeleo D. I. Mendeleevym, silicon (kemikali kipengele) unahitajika kwa ishara Si. Ni inahusu mashirika vyuma-, uko kuu kundi ya nne ya kipindi cha tatu, ina idadi ya atomiki 14. Ukaribu wake na carbon si ajali: katika wengi wa mali zao ni kulinganishwa. Halikupatikana katika asili katika halisi, kama kipengele kazi na ina dhamana na nguvu ya kutosha na oksijeni. Msingi vifaa - silika, ambayo ni oxide, na silikati (mchanga). Wakati silicon hii (kiwanja yake ya asili) ni moja ya mambo ya kawaida ya kemikali duniani. Misa sehemu maudhui yake ni ya pili kwa oksijeni (zaidi ya 28%). juu ukoko safu lina silika katika mfumo (Quartz huu), aina mbalimbali za tope na mchanga. ya pili ya kawaida ya kundi imeundwa silikati yake. Kwa kina cha 35 km kutoka tabaka uso mpangilio granite na basalt amana, ambayo ni pamoja misombo silicon. asilimia maudhui ya msingi wa dunia si figured nje bado, lakini karibu na tabaka ya uso wa vazi (hadi 900 km) wanaunda silikati. muundo wa mkusanyiko maji ya bahari silicon ni 3 mg / l, mwandamo udongo 40% lina misombo. Cosmos, ambayo watu hadi sasa ina kuchunguza vyenye kipengele hiki kemikali kwa wingi. Kwa mfano, spectral uchambuzi ya meteorites, ambayo mbinu ya ardhi katika umbali ambayo inapatikana kwa watafiti, unaonyesha kuwa wajumbe wa 20% ya silicon. Kuna uwezekano wa malezi ya maisha kwa misingi ya kipengele hiki katika Galaxy yetu.

mchakato wa utafiti

Historia ya ugunduzi wa kemikali kipengele silicon ina hatua kadhaa. vitu vingi, uliratibisha Mendeleev, kutumiwa na watu kwa karne nyingi. Zaidi ya hayo, mambo ni kwa namna ya asili, i .e. katika misombo ambayo bado kemikali kutibiwa, na mali zao zote walikuwa haijulikani kwa watu. Katika mchakato wa kusoma makala yote ya dutu yeye alionekana matumizi mpya. mali ya silicon tarehe si alisoma mpaka mwisho - kipengele hii ni ya kutosha pana na tofauti mbalimbali ya maombi majani chumba kwa uvumbuzi mpya kwa vizazi baadaye ya wanasayansi. Teknolojia ya kisasa kwa kiasi kikubwa kuongeza kasi ya mchakato huu. Katika karne ya XIX, wengi maduka ya dawa maarufu wamekuwa wakijaribu kupata silicon safi. Kwa mara ya kwanza ilikuwa ni inawezekana kufanya Tenaru L. na J. Gay-Lussac katika 1811, lakini ugunduzi wa kipengele ni mali ya J. Berzelius, ambaye alikuwa na uwezo wa si tu kukitambua kitu, lakini pia kuelezea yake. Mwanakemia kutoka Sweden got silicon katika mwaka 1823, kwa ajili ya hii alitumia metali potassium na chumvi potassium. majibu ilifanyika katika kichocheo kwa namna ya joto. kusababisha rahisi Dutu kahawia rangi amofasi silicon. Crystal kipengele safi mara kupatikana katika 1855, Sainte-Kler Devilem. utata kwa moja na mgao wa nguvu juu vifungo atomiki. Katika hali zote mbili, majibu ya kemikali ni moja kwa moja na mchakato wa utakaso na uchafu, mifano amofasi na fuwele na mali mbalimbali.

Silicon: kemikali kipengele matamshi

jina la kwanza la unga na kusababisha - Kizel - ulipendekezwa na Berzelius. Katika Uingereza na Marekani silicon na leo ilikuwa inajulikana kama silicon (Silicium) au Silicone (Silicon). mrefu hupata kutoka Kilatini neno "jiwe" (au "jiwe"), na katika hali nyingi ni amefungwa na dhana "dunia" kutokana na kuenea kote katika asili. Russian matamshi ya kemikali ni tofauti, yote inategemea chanzo. Aliitwa silika (Zakharov kutumika mrefu katika 1810), Sicily (1824, Dvigubsky, Solovyov), silika (1825, hofu), na tu katika 1834, Kirusi mwanakemia German Ivanovich GESS utangulizi jina kwamba mpaka sasa kutumika vyanzo zaidi - silicon. Upimaji Mendeleyev System yeye mteule alama Si. Jinsi ya kusoma kemikali kipengele silicon? Wasomi wengi wa nchi zinazozungumza Kiingereza kutamka jina lake kama "B" au kutumia neno "Silicone". Hivyo maarufu duniani jina la bonde, ambayo ni ya utafiti na utengenezaji wa jukwaa vifaa vya kompyuta. idadi ya watu Russian-kuzungumza inahusu kipengele silicon (na neno la Kigiriki "mwamba Mountain").

Kuwa katika asili: Mashamba

Mzima mifumo mlima kinaundwa misombo silicon, ambayo haipatikani katika hali safi, kwa sababu madini zote zinazojulikana ni dioksidi au silikati (aluminosilicates). uzuri ajabu ya mawe zinazotumiwa na kama nyenzo ya mapambo - ni opals, amethysts, Quartz aina, yaspi, kalkedoni, na akiki nyekundu, mwamba kioo, akiki na wengine wengi. Wao ni sumu kutokana na tukio la misombo mbalimbali silicon ambayo kuamua wiani, muundo, rangi na mwelekeo wa matumizi. Tathmini dunia isokaboni inaweza kuhusishwa na moja ya kemikali kipengele, ambapo mazingira ya aina vifungo mkubwa na vyuma au vyuma (zinki, magnesiamu, calcium, manganese, titanium na kadhalika. D.). Kwa kulinganisha na dutu nyingine, silicon haki urahisi uchimbaji katika kiwango viwanda: ni inapatikana katika aina nyingi za ores na madini. Kwa hiyo, juhudi kuchimbwa amana yanahusiana na vyanzo nafuu zaidi ya nishati kuliko makundi ya taifa ya suala hilo. Quartzites na mchanga Quartz zinapatikana katika nchi zote. Wengi wazalishaji kubwa na wauzaji silicon ni: China, Ufaransa, Norway, Marekani (West Virginia, Ohio, Alabama, New York), Australia, Afrika Kusini, Canada, Brazil. wazalishaji wote kutumia njia mbalimbali, ambayo itazingatia aina ya bidhaa (kiufundi, semiconductor, high-silicon). Kemikali kipengele utajiri kuongeza au mengine, kutakasika kila aina ya uchafu ina tabia ya mtu binafsi ambayo inategemea matumizi yake zaidi. Hii pia inatumika kwa dutu. Silicon muundo amefafanua wigo wa matumizi yake.

Historia ya matumizi

mara nyingi sana, kwa sababu ya kufanana ya majina ya watu kuwavurugia silicon na jiwe, lakini dhana hizi si kufanana. Sisi ni wazi. Kama tayari kutajwa, katika asili, silicon haipatikani katika hali yake safi, hawezi kuwa alisema kuhusu uhusiano wake (silika kimoja). madini kuu na miamba sumu dioxide sisi ni kuzingatia Dutu - ni mchanga (maji na silika), Quartz na quartzite, feldspar na jiwe. mwisho alikuwa amesikia lazima wote, kwa sababu ni kupewa umuhimu mkubwa katika historia ya mwanadamu. Na hili funga zana jiwe na binadamu wakati wa Umri Stone. kingo ya kasi kutokana na Chipping ya kiini, kwa kiasi kikubwa kuwezesha kazi ya akina mama wa nyumbani wa zamani, na uwezekano wa kung'arisha - wawindaji na wavuvi. Flint hakuwa na nguvu ya bidhaa za chuma, lakini vyombo wameshindwa wangeweza kubadilishwa. Matumizi yake kama jiwe ilidumu karne nyingi - hadi uvumbuzi wa vyanzo mbadala.

Kwa upande wa hali halisi ya leo, mali ya silicon kufanya hivyo inawezekana kwa kutumia vifaa kwa ajili ya mapambo au kuundwa kwa tableware kauri, pamoja na, kwa kuongeza nzuri ya kuonekana aesthetic, ina idadi ya sifa bora kazi. mwelekeo tofauti ya matumizi yake kutokana na uvumbuzi wa kioo 3000 iliyopita. Tukio hili kutoa nafasi ya kujenga vioo, sahani, kubadilika kioo mosaic ya misombo yenye silikoni. Mfumo vitu awali zikisaidiwa vipengele muhimu, kuruhusu bidhaa kutoa rangi ya taka na athari kwa nguvu ya kioo. Amazing uzuri na aina ya kazi za sanaa yalifanywa na mtu kutoka madini na mawe yenye silikoni. mali ya uponyaji wa kipengele hiki zimeelezwa na wanasayansi wa mambo ya kale na kutumika katika historia ya mwanadamu. Wakamweka nje ya visima kwa kunywa kuhifadhi maji kwa ajili ya bidhaa kutumika katika maisha ya kila siku na katika dawa. unga kupatikana kwa kusaga ilitumika kwa majeraha. Makini hasa zililipwa kwa maji ambayo inasisitiza katika sufuria alifanya ya misombo yenye silikoni. Kemikali kipengele utungaji kuwasiliana na hayo, kuruhusu idadi kuharibu bakteria ya kusababisha magonjwa na vijidudu. Na si kwamba sekta zote ambapo sisi ni kuzingatia Dutu ni sana, sana katika mahitaji. silicon muundo husababisha multifunctionality yake.

mali

Kwa habari zaidi juu ya vipengele ya nyenzo ni muhimu ya kuzingatia, kwa kuzingatia mali yote iwezekanavyo. Mpango tabia kipengele silicon kemikali ni pamoja na mali ya kimwili, vigezo vya umeme, misombo ya utafiti na hali ya mmenyuko, na hivyo kifungu zao. G. Silicon katika mfumo fuwele ina rangi ya kijivu rangi na metali Sheen. Ana-unaozingatia kimiani ujazo wa inafanana kaboni (almasi), lakini kutokana na urefu kubwa ya viungo si kama nguvu. Plastiki ni gani joto hadi 800 ^{° C,} katika kesi nyingine, bado dhaifu. tabia za kimaumbile ya silicon kufanya hivyo Dutu kweli kipekee: ni wazi kwa mionzi infrared. Kiwango myeyuko - 1410 ⁰ C na mchemko - 2600 ⁰ C, wiani chini ya hali ya kawaida - 2330 kg / m ^3. Mafuta conductivity si mara kwa mara kwa ajili ya sampuli mbalimbali ni kupokea katika thamani takriban ya 25 ⁰ C. tabia za chembe silicon kuruhusu matumizi yake kama semiconductor. maombi hayo ni wengi katika mahitaji katika dunia ya leo. ukubwa wa conductivity huathiri muundo wa silicon na vipengele, ni kwa kushirikiana nao. Kwa hiyo, kwa conductivity kuimarisha umeme hutumika antimoni, arseniki, fosforasi, kwa perforated - alumini, galiamu, boroni, INDIUM. Wakati kujenga vifaa na silicon ni kutumika kama mwongozo matibabu ya uso na wakala, ambayo huathiri utendaji wa vifaa.

tabia za silicon kama kondakta bora kutumika kabisa sana katika vyombo ya kisasa. Hasa muhimu matumizi yake katika utengenezaji wa vifaa vya kisasa (kwa mfano, kisasa ya kompyuta vifaa, kompyuta).

Silicon: tabia ya kemikali kipengele

Katika hali nyingi, silicon ni tetravalent, pia kuna mawasiliano ambayo inaweza kuweka mbili. Katika hali ya kawaida ni hafifu kazi, ina kiwanja nguvu katika joto la kawaida tu kuguswa na florini katika gesi hali jumla. Hii ni kutokana na kuzuia athari Dioxide uso filamu, ambayo ni kuzingatiwa katika mwingiliano na oksijeni iliyoko au maji. Kuchochea athari muhimu kutumia kichocheo: ongezeko la hali ya joto ni bora kwa dutu kama vile silicon. Kemikali kipengele humenyuka na oksijeni katika 400-500 ⁰ C, kusababisha Dioxide filamu kuongezeka, mchakato wa oxidation. Wakati joto ni kufufuka kwa 50 ⁰ C majibu kwa bromini, klorini, iodini, ambapo tetrahalides tete sumu. Pamoja na asidi silicon haina kuguswa, isipokuwa mchanganyiko wa asidi hidrofloriki na nitriki, wakati wowote alkali katika hali ya moto ni kutengenezea. Silanes zinazozalishwa tu na mtengano wa silicides katika mmenyuko kwa hidrojeni iingie hiyo. juu ya nguvu na kemikali misombo tofauti passivity na boroni na kaboni. High upinzani dhidi ya alkali na asidi, na kiwanja cha nitrojeni, ambayo hutokea katika joto juu ya 1000 ⁰ C. silicides ni kupatikana kwa majibu na madini ya, na katika kesi hii inategemea valency ya kipengele ziada, ambayo inaonyesha silicon. Mfumo Dutu sumu kwa kushirikiana na chuma cha mpito ni sugu kwa asidi. muundo wa chembe silicon huathiri moja kwa moja sifa zake na uwezo wa kiutendaji na mambo mengine. mchakato wa malezi ya vifungo katika asili na iwapo kuna Dutu (katika maabara, mazingira ya viwanda) hutofautiana kwa kiasi kikubwa. Silicon muundo akubali shughuli zake kemikali.

muundo

muundo wa mzunguko wa chembe silicon ina sifa yake mwenyewe. malipo ya msingi 14, ambayo sambamba na mlolongo idadi katika mfumo mara kwa mara. idadi ya chembe kushtakiwa: protons - 14; elektroni - 14; manane - 14. muundo mzunguko chembe silicon ni yafuatayo: Si +14) 2) 8) 4. On mwisho (nje) elektroni cha 4 kwamba huamua kiwango cha oxidation na ishara "+" au "-". Silicon oxide ina fomula SIO ₂ (Valence 4+), tete kiwanja hidrojeni - SIH ₄ (Valence ya -4). Kiasi kikubwa cha silicon atomi inaweza katika baadhi ya misombo na uratibu idadi ya 6, kama vile kiwanja na florini. Gego habari - 28 atomia Radius - 132 ps, elektroni shell Configuration: 1S 2S ^{2 2} 3S ^{2 6} 2P 3P ^2.

maombi

Ytaktiva au kikamilifu doped silicon ni kutumika kama semiconductor juu ya viumbe wa wengi, ikiwa ni pamoja na usahihi, vifaa (kwa mfano, seli nishati ya jua, transistors, rectifier na t. D.). Ultrapure silicon hutumiwa kujenga seli nishati ya jua (nishati). Aina moja kioo hutumiwa kutengeneza vioo na gesi laser. misombo Silicon kupatikana kioo, kauri tile, Pottery, porcelain na udongo. aina ya aina ya bidhaa zinazozalishwa ni vigumu kueleza, unyonyaji wao hutokea katika maisha ya kila siku, katika sanaa na sayansi, mahali pa kazi. saruji na kusababisha ni malighafi ya kutengeneza miseto na vifaa matofali kumaliza. Usambazaji wa mafuta, mafuta kulingana na misombo Silicone inaweza kwa kiasi kikubwa kupunguza msuguano katika maeneo kusonga kwa utaratibu wengi. Silicides kutokana na tabia ya kipekee katika fujo vyombo vya habari kukabiliana (asidi, joto) ni kutumika sana katika sekta hiyo. umeme, nyuklia na kemikali viashiria yao kuzingatia wataalamu wa Productions tata, ina hakuna nafasi ndogo na muundo wa chembe silicon.

Sisi hapa zaidi high-tech na ya juu hadi sasa maombi. ya kawaida, ambayo ni zinazozalishwa kwa wingi Ufundi silicon hutumiwa kwa njia mbalimbali:

1. Kama malighafi kwa ajili ya uzalishaji wa dutu safi.
2. Kwa alloying sekta metallurgiska: kuwepo kwa silicon huongezeka refractoriness, inaboresha upinzani kutu na nguvu mitambo (na ziada ya kipengele hiki, Aloi unaweza kuwa pia brittle).
3. Kama deoxidizer kwa kuondoa oksijeni ziada kwa chuma.
4. malighafi kwa ajili ya uzalishaji wa silanes (Si misombo na vikaboni).
5. Kwa ajili ya uzalishaji hidrojeni ya Aloi silikoni chuma.
6. Uzalishaji wa umeme wa jua.

thamani kubwa ya mali na kwa kufanya kazi ya kawaida ya viumbe wa binadamu. Silicon muundo, mali yake ni katika kesi hii kupambanua. Katika hali hii, ziada au ukosefu wa hivyo husababisha magonjwa makubwa.

mwili wa binadamu

Dawa kwa muda mrefu kwa kutumia silicon kama bactericidal na antiseptic. Lakini kutokana na faida zote za matumizi ya nje kipengele hiki ni lazima daima upya katika mwili wa binadamu. kiwango cha kawaida cha maudhui yake kuboresha maisha kwa ujumla. Katika tukio la ukosefu wa mambo ya kufuatilia zaidi ya 70 na vitamini ni umetaboli na mwili, ambayo ni kiasi kikubwa chini upinzani dhidi ya magonjwa mbalimbali. asilimia kubwa ya silicon ni kuzingatiwa katika mfupa, ngozi, kano. Yeye ina jukumu ya kipengele miundo ambayo inasaidia nguvu na anatoa elasticity. All skeletal tishu ngumu sumu kwa gharama ya misombo yake. Kutokana na uchunguzi wa hivi karibuni kupatikana silicon maudhui katika figo, kongosho na tishu connective. nafasi ya vyombo hivi katika utendaji kazi wa mwili ni kubwa kabisa, hivyo kupunguza maudhui yake ni mabaya athari kwa viashiria vingi muhimu vya maisha. siku na chakula na mwili maji inapaswa kupokea 1 gramu ya silicon - hii itasaidia kuepuka magonjwa inawezekana kama vile kuvimba kwa ngozi, softening ya mifupa, malezi ya mawe katika ini, figo, kiwaa, nywele na hali msumari, atherosclerosis. Wakati kiwango cha kutosha cha maudhui ya hii ya kinga kipengele huongezeka, normalizes kimetaboliki, inaboresha ngozi ya mambo mengi muhimu kwa ajili ya afya ya binadamu. kiasi kikubwa silika - katika mazao ya nafaka, radishes, Buckwheat. Kuleta faida kubwa kwa maji silicon. Kuamua idadi na mzunguko wa matumizi yake ni bora kushauriana na mtaalamu.