سیلیکون (عنصر شیمیایی) خواص فرمول مشخصه. داستان باز سیلیکون

بسیاری از دستگاه های مدرن تکنولوژی و ماشین آلات با توجه به خواص منحصر به فرد از مواد موجود در طبیعت ایجاد شده است. انسان با آزمایش و مطالعه دقیق از عناصر است که ما را احاطه کرده به طور مداوم در ارتقاء اختراع خود را - این فرآیند پیشرفت های فن آوری به نام. این است که در ساده است، به چیزهایی هر کس که در زندگی روزمره ما را احاطه کرده در دسترس است. به عنوان مثال، شن و ماسه، آنچه در آن می تواند تعجب آور و غیر معمول؟ یکی از عناصر شیمیایی، که بدون آن می شود وجود ندارد تجهیزات رایانه ای وجود دارد - دانشمندان قادر به آن را از سیلیکون است. زمینه آن از برنامه متنوع است و به طور مداوم در حال گسترش. این است که با خواص منحصر به فرد از اتم سیلیکون، ساختار آن و امکان ترکیبات ساده با مواد دیگر به دست آورد.

ویژگی

در سیستم تناوبی، توسعه D. I. Mendeleevym، سیلیکون (عنصر شیمیایی) نشان داده شده با نماد آن Si. آن را به غیر فلزات است، در اصلی گروه چهارم از دوره سوم واقع اشاره دارد، و عدد اتمی 14. نزدیکی آن به کربن اتفاقی نیست: در بسیاری از خواص آنها قابل مقایسه است. در طبیعت به شکل خالص یافت نمی شود، به عنوان یک عنصر فعال و دارای یک باند به اندازه کافی قوی با اکسیژن است. مواد پایه - سیلیس، که یک اکسید و سیلیکات (شن و ماسه). هنگامی که این سیلیکون (ترکیب طبیعی آن) یکی از رایج ترین عناصر شیمیایی در جهان است. محتوای کسر جرمی آن را تنها به اکسیژن (بیش از 28٪) دوم است. لایه پوسته بالا شامل دی اکسید سیلیکون در قالب (این کوارتز)، انواع مختلفی از خاک رس و شن و ماسه. دومین گروه شایع ترین است تا از سیلیکاتهای آن ساخته شده است. در عمق حدود 35 کیلومتر از لایه های سطحی می گرانیت و بازالت سپرده است، که شامل ترکیبات سیلیکون مرتب شده اند. درصد محتوای هسته زمین است نمیفهمد نشده است، اما نزدیک به لایه های سطحی از گوشته (تا 900 کیلومتر) شامل سیلیکات. ترکیب غلظت آب دریا سیلیکون 3 میلی گرم / L، است خاک کره ماه 40 درصد متشکل از ترکیبات است. کیهان، که انسان تا به امروز را بررسی کرده است حاوی این عنصر شیمیایی است که در مقادیر زیاد. به عنوان مثال، تجزیه و تحلیل طیفی از شهاب سنگ ها، که نزدیک به زمین در فاصله دسترس پژوهشگران این است که، نشان داده است که آنها از 20 درصد از سیلیکون تشکیل شده است. یک امکان شکل گیری حیات بر اساس این عنصر در کهکشان ما وجود دارد.

فرایند پژوهش

تاریخچه کشف سیلیکون عنصر شیمیایی چندین مرحله دارد. بسیاری از مواد، روشمند و مندلیف، توسط بشر برای قرن ها استفاده می شود. علاوه بر این، عناصر به شکل طبیعی هستند، من الهام. در ترکیبات که تحت درمان شیمیایی نیست، و تمام خواص خود را به مردم شد شناخته شده نیست. در این روند از مطالعه تمام ویژگی های یک ماده او با استفاده از جدید ظاهر شد. خواص سیلیکون تا به امروز تا پایان مطالعه قرار گرفته است - این عنصر به اندازه کافی طیف متنوع و وسیعی از برنامه های کاربردی ترک اتاق را برای اکتشافات جدید برای نسل های آینده از دانشمندان. فن آوری های مدرن به طور قابل توجهی سرعت بخشیدن به این فرایند است. در قرن نوزدهم، بسیاری از شیمیدانان معروف شده اند در تلاش برای به دست آوردن سیلیکون خالص است. برای اولین بار ممکن بود به Tenaru L. و J. گیلوساک در سال 1811، اما کشف این عنصر متعلق به جی Berzelius به، که قادر به نه تنها شناسایی ماده، بلکه برای توصیف آن بود. مواد شیمیایی آزمایشگاهی از سوئد سیلیکون کردم در سال 1823، برای این که او از پتاسیم فلزی و نمک پتاسیم است. واکنش در محل کاتالیزور در شکل گرما گرفت. در نتیجه ماده ساده رنگ قهوه ای-خاکستری سیلیکون آمورف است. عنصر خالص کریستال در سال 1855 در Sainte-KLER Devilem به دست آمد. پیچیدگی به طور مستقیم به تخصیص استحکام بالا پیوند های اتمی مربوط می شود. در هر دو مورد، واکنش شیمیایی است که به یک فرآیند تصفیه از ناخالصی کارگردانی، مدل های آمورف و کریستالی دارای خواص مختلف.

سیلیکون: عنصر شیمیایی تلفظ

اولین نام پودر به دست آمده - کیزل - توسط Berzelius پیشنهاد شد. در انگلستان و ایالات متحده سیلیکون و امروز به عنوان سیلیکون (سیلیکون) و یا سیلیکون (سیلیکون) ارجاع شد. اصطلاح مشتق شده از کلمه لاتین "سنگ چخماق" (یا "سنگ")، و در اغلب موارد آن است که به مفهوم "زمین" به دلیل گسترش وسیع در طبیعت گره خورده است. روسیه تلفظ شیمیایی متفاوت است، تمام آن را در منبع بستگی دارد. او سیلیکا نامیده می شد (زاخاروف اعمال این اصطلاح در 1810)، سیسیل (1824، Dvigubsky، Solovyov)، سیلیکا (1825، ترس)، و تنها در سال 1834، شیمیدان روسی آلمانی ایوانویچ گس- یک نام است که تا به حال مورد استفاده قرار معرفی بسیاری از منابع - سیلیکون است. تناوبی سیستم Mendeleyev او نماد تعیین شده سی. چگونه خواندن سیلیکون عنصر شیمیایی؟ بسیاری از دانشمندان از کشورهای انگلیسی زبان به عنوان "B" نام او را تلفظ کنند یا استفاده از کلمه "سیلیکون". از این رو نام های معروف جهان از دره است، که یک تحقیق و تولید پلت فرم سخت افزار کامپیوتر. جمعیت روسی زبان به عنصر سیلیکون (از کلمه یونانی "صخره کوه") اشاره دارد.

که در طبیعت: زمینه

سیستم های کوه کل متشکل از ترکیبات سیلیکون، که به شکل خالص یافت نمی شود، چرا که همه مواد معدنی شناخته شده دی اکسیدها و یا سیلیکات (آلومینو) می باشد. زیبایی های شگفت انگیز از سنگ توسط مردم به عنوان یک ماده زینتی استفاده می شود - آن اپلس، amethysts، نوع کوارتز، یشم، کلسدونی، عقیق، سنگ کریستال، عقیق جگری و بسیاری دیگر. آنها با توجه به وقوع ترکیبات مختلف سیلیکون که تعیین چگالی، ساختار، رنگ و جهت استفاده تشکیل شده است. نقد و بررسی دنیای معدنی را می توان با عنصر شیمیایی همان، که در آن محیط به شکل اوراق قرضه قوی با فلزات و فلزات (روی، منیزیم، کلسیم، منگنز، تیتانیوم و غیره. D.) همراه است. در مقایسه با سایر مواد، سیلیکون نسبتا به راحتی در دسترس برای استخراج در مقیاس صنعتی: آن است که در بسیاری از انواع سنگ معدن و مواد معدنی یافت می شود. بنابراین، سپرده به طور فعال استخراج به منابع مقرون به صرفه ترین از انرژی از به خوشه ارضی ماده مرتبط است. کوارتز و ماسه کوارتز در همه کشورها در دسترس هستند. اکثر تولید کنندگان و تامین کنندگان عمده سیلیکون عبارتند از: چین، فرانسه، نروژ، ایالات متحده (غرب ویرجینیا، اوهایو، آلاباما، نیویورک)، استرالیا، آفریقای جنوبی، کانادا، برزیل. همه تولید کنندگان استفاده از روش های گوناگون، که به نوع محصول (فنی، نیمه هادی، سیلیکون بالا) بستگی دارد. عنصر شیمیایی اورانیوم علاوه بر یا معادل آن، خالص از تمام انواع ناخالصی دارای خواص منحصر به فرد آن بستگی به استفاده بیشتر آن است. این نیز به این ماده اعمال می شود. ساختار سیلیکون دامنه کاربرد آن تعریف می کند.

سابقه مصرف

در اغلب موارد، به دلیل شباهت نام افراد اشتباه سیلیکون و سنگ چخماق، اما این مفاهیم یکسان نیست. ما روشن است. همانطور که قبلا ذکر شد، در طبیعت، سیلیکون در شکل خالص خود یافت نشد، می توانید در مورد اتصالات خود را (همان سیلیکا) نمی توان گفت. مواد معدنی اصلی و سنگ تشکیل دی اکسید ما با توجه به ماده - شن و ماسه (آب و سیلیکا)، کوارتز و کوارتزیت، است فلدسپات و سنگ چخماق. دومی شنیده بود باید همه، به دلیل آن اهمیت زیادی در تاریخ بشر داده شده است. با استفاده از این ابزار کراوات سنگ توسط انسان در طول عصر حجر. شکارچیان و ماهیگیران - لبه های تیز آن ناشی از سلب از سنگ بستر، تا حد زیادی از کار زنان خانه دار باستان، و امکان تیز کردن تسهیل می کند. سنگ چخماق بود قدرت محصولات فلزی ندارد، اما ابزار شکست خورده به راحتی می تواند جایگزین شود. استفاده از آن به عنوان یک سنگ چخماق به طول انجامید قرن ها - تا قبل از اختراع منابع جایگزین.

با توجه به واقعیت های امروزی، خواص سیلیکون را می توان به بهره برداری از مواد برای دکوراسیون و یا ایجاد ظروف سرامیک، با، علاوه بر ظاهر زیبایی خوب است، آن است که تعدادی از کیفیت عملکرد عالی است. مسیر جداگانه ای از کاربرد آن به دلیل اختراع شیشه حدود 3000 سال قبل. این رویداد یک فرصت برای ایجاد آینه، ظروف، موزاییک های شیشه ای رنگ آمیزی از ترکیبات حاوی سیلیکون ارائه شده است. فرمول مواد اولیه تکمیل اجزای لازم، اجازه می دهد محصول به رنگ مورد نظر و اثر بر قدرت شیشه ای. زیبایی های شگفت انگیز و انواع آثار هنری توسط یک مرد از مواد معدنی و سنگ که شامل Silicon ساخته شد. خواص درمانی این عنصر هستند توسط دانشمندان از دوران باستان شرح داده شده و مورد استفاده در سراسر تاریخ بشریت است. آنها حلقه چاه برای آب آشامیدنی ذخیره آب برای محصولات مورد استفاده در زندگی روزمره و در طب گذاشته. پودر به دست آمده توسط سنگ زنی به زخم استفاده شده است. توجه خاص به آب که اصرار دارد در یک قابلمه ساخته شده از ترکیبات سیلیکاتی حاوی سیلیکن پرداخت شد. عناصر شیمیایی تعامل با آن، اجازه می دهد تعداد باکتری های بیماری زا و میکروارگانیسم از بین ببرد. و این همه بخش های که در آن ما با توجه به این ماده است که بسیار بسیار در تقاضا. ساختار سیلیکون باعث multifunctionality آن است.

خواص

برای جزئیات بیشتر در مورد ویژگی از مواد آن را به نظر، با توجه به تمام خواص ممکن ضروری است. ویژگی های شیمیایی عنصر سیلیکون طرح شامل خواص فیزیکی، پارامترهای الکتریکی، ترکیبات مورد مطالعه و شرایط واکنش، و غیره عبور خود را. G. سیلیکون در شکل کریستالی دارای رنگ خاکستری تیره با جلای فلزی است. چهره محور شبکه مکعب کربن شباهت (الماس)، اما با توجه به طول بیشتر از لینک های خیلی قوی نیستند. پلاستیک آن را حرارت تا 800 ^{درجه سانتی گراد،} در موارد دیگر، آن شکننده است. خواص فیزیکی سیلیکون آن را ماده واقعا منحصر به فرد: آن را شفاف به اشعه مادون قرمز است. نقطه ذوب - 1410 ⁰ C و جوش - 2600 ⁰ C، چگالی در شرایط عادی - 2330 کیلوگرم / متر ^3. هدایت حرارتی است که برای نمونه های مختلف آن را در یک ارزش تقریبی 25 ⁰ C. دریافت خواص اتم سیلیکون اجازه استفاده از آن به عنوان یک نیمه هادی ثابت نیست. چنین برنامه های کاربردی بیشتر در تقاضا در جهان امروز است. مقدار هدایت ترکیب سیلیکون و عناصر را تحت تاثیر قرار، در رابطه با آنها می باشد. آلومینیوم، گالیم، بور، ایندیم - بنابراین، برای هدایت الکترونیکی تقویت می شود آنتیموان، آرسنیک، فسفر، برای سوراخ استفاده می شود. هنگام ایجاد دستگاه با سیلیکون به عنوان یک راهنمای سطح درمان با عامل، که بهره برداری از دستگاه تاثیر می گذارد استفاده می شود.

خواص سیلیکون به عنوان یک هادی بسیار خوبی کاملا گسترده در ابزار مدرن استفاده می شود. به ویژه مهم استفاده از آن در ساخت تجهیزات پیچیده (به عنوان مثال، دستگاه های محاسبات مدرن، کامپیوتر).

سیلیکون: عنصر شیمیایی مشخصه

در اغلب موارد، سیلیکون چهار ظرفیتی است، همچنین ارتباطات که در آن می توان به دو مجموعه وجود دارد. در شرایط عادی آن را ضعیف فعال است، دارای ترکیب قوی در دمای اتاق تنها می تواند با فلوئور واکنش نشان می دهند در دولت کل گازی. این است که به علت مسدود کردن اثر دی اکسید سطح فیلم است، که در تعامل با اکسیژن محیط و یا آب مشاهده شده است. برای تحریک واکنش های لازم برای استفاده از یک کاتالیزور: افزایش دمای مانند سیلیکون ایده آل برای یک ماده است. عنصر شیمیایی با اکسیژن در 400-500 ⁰ C واکنش نشان می دهد، در نتیجه فیلم دی اکسید افزایش می دهد، روند اکسیداسیون. هنگامی که درجه حرارت به 50 ⁰ C افزایش واکنش با برم، کلر، ید، به موجب آن تتراهالید فرار تشکیل شده است. با اسیدهای سیلیکون واکنش نشان می دهند نه، به استثنای مخلوطی از اسید هیدروفلوریک و اسید نیتریک، در حالی که هر قلیایی در حالت گرم حلال است. سیلان ها تنها با تجزیه silicides در واکنش با هیدروژن تولید می کند آن را وارد کنید. بالاترین قدرت و شیمیایی ترکیبات متفاوت انفعال با بور و کربن است. مقاومت بالا در برابر مواد قلیایی و اسیدهای، با ترکیبی از نیتروژن، که در دمای بیش از 1000 ⁰ ج silicides توسط واکنش با فلزات به دست آمده رخ می دهد، و در این مورد بستگی به ظرفیت این عنصر مکمل، نشان می دهد که سیلیکون است. فرمول مواد تشکیل با مشارکت یک فلز واسطه نسبت به اسید مقاوم است. ساختار اتم سیلیکون به طور مستقیم خواص آن و توانایی تعامل با عناصر دیگر تاثیر می گذارد. روند شکل گیری اوراق قرضه در طبیعت و هنگامی که به ماده در معرض (در آزمایشگاه، محیط های صنعتی) به طور قابل توجهی متفاوت است. ساختار سیلیکون فرض فعالیت شیمیایی آن است.

ساختار

ساختار مدار اتم سیلیکون دارای ویژگی های خاص آن است. هسته شارژ 14، که مربوط به شماره ترتیب در سیستم تناوبی. تعداد ذرات باردار: پروتون - 14؛ الکترون - 14؛ نوترون - 14. ساختار مدار از اتم های سیلیکون به شرح زیر است: سی 14) 2) 8) 4. در گذشته (سطح الکترونی خارجی) 4 که درجه اکسیداسیون با علامت "+" یا تعیین "-". اکسید سیلیکون با فرمول شیمیایی SiO ₂ در (ظرفیت 4+)، یک ترکیب هیدروژن فرار - SIH ₄ (ظرفیت -4). مقدار زیادی از اتم های سیلیکون می توانید در برخی از ترکیبات دارای یک شماره هماهنگی 6، مانند یک ترکیب با فلوئور. جرم مولی - 28 شعاع اتمی - 132 ص، الکترون پیکربندی پوسته: 1S 2S ^{2 2} 3S ² 3P ⁶ 2P ^2.

کاربرد

سورفکتانت یا سیلیکون به طور کامل دوپ به عنوان نیمه هادی بر ایجاد بسیاری، از جمله دقت، دستگاه های (به عنوان مثال، سلول های خورشیدی، ترانزیستور، یکسو کننده و t. D.) استفاده می شود. سیلیکن بسیار خالصی مورد استفاده برای ایجاد سلول های خورشیدی (انرژی). نوع تک بلور است برای تولید آینه و گاز لیزر استفاده می شود. ترکیبات سیلیکون شیشه ای به دست آمده، کاشی و سرامیک، سفال، چینی و سفال. تنوع انواع کالاهای تولید دشوار است برای توصیف، استثمار آنها در زندگی روزمره رخ می دهد، در هنر و علم، در محل کار. سیمان و در نتیجه مواد خام برای ایجاد مخلوط و مواد آجر به پایان رساندن است. توزیع روغن، گریس بر اساس ترکیبات سیلیکون به طور قابل توجهی می تواند در قطعات متحرک بسیاری از مکانیزم کاهش اصطکاک. Silicides با توجه به خواص منحصر به فرد در مقابله با رسانه های تهاجمی (اسیدها، دما) به طور گسترده ای در صنعت استفاده می شود. الکتریکی، شاخص های هسته ای و شیمیایی آنها را به حساب آورد کارشناسان در تولیدات پیچیده، هیچ نقشی کوچک و ساختار اتم سیلیکون ایفا می کند.

ما در بسیاری از تکنولوژی بالا ذکر شده است و پیشرفته نرم افزار تاریخ. شایع ترین است، که در مقادیر زیاد سیلیکون فنی در راه های مختلفی استفاده تولید:

1. به عنوان ماده خام برای تولید یک ماده خالص.
2. برای آلیاژی و متالورژی: حضور سیلیکون مقاومت را افزایش می دهد، بهبود مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت مکانیکی (با بیش از این عنصر، آلیاژ می توانید خیلی شکننده می شوند).
3. به عنوان یک اکسید زدا برای از بین بردن اکسیژن بیش از حد از فلز.
4. مواد اولیه برای تولید سیلان (سی ترکیبات با مواد آلی).
5. برای تولید هیدروژن از آلیاژ سیلیکون آهن.
6. تولید پیل های خورشیدی.

مقدار بزرگ مواد مخدر و برای عملکرد طبیعی از ارگانیسم انسان است. ساختار سیلیکون، خواص آن در این مورد قطعی است. در این مورد، با مازاد یا فقدان آن منجر به بیماری های جدی است.

بدن انسان

پزشکی برای یک مدت طولانی با استفاده از سیلیکون به عنوان یک ضد باکتری و ضد عفونی کننده. اما با تمام مزایای استفاده در فضای باز این عنصر باید به طور مداوم در بدن انسان را تمدید کرد. سطح طبیعی از محتوای آن خواهد زندگی به طور کلی را بهبود بخشد. در صورت عدم بیش از 70 عناصر و ویتامین آنها توسط بدن، که مقاومت قابل توجهی پایین تر به انواع بیماری های متابولیزه می شود. بالاترین درصد سیلیکون در استخوان، پوست، تاندون ها مشاهده شده است. او نقش یک عنصر ساختاری است که پشتیبانی از قدرت و خاصیت ارتجاعی می دهد ایفا می کند. همه بافت سخت اسکلتی در هزینه از ترکیبات آن شکل گرفته است. به عنوان یک نتیجه از مطالعات اخیر یک محتوای سیلیکون در کلیه، پانکراس و بافت همبند. نقش این نهادها در عملکرد بدن است بسیار بزرگ، به طوری که کاهش محتوای آن اثرات مضر بر روی بسیاری از شاخص های کلیدی امرار معاش است. روز با غذا و آب باید 1 گرم سیلیکون دریافت - این کمک به جلوگیری از بیماری ها امکان پذیر مانند التهاب پوست، نرم شدن استخوان ها، تشکیل سنگ در کبد، کلیه، تاری دید، مو و شرایط ناخن، تصلب شرایین. هنگامی که یک سطح کافی از محتوای این مصونیت عنصر افزایش می دهد، عادی متابولیسم، باعث بهبود جذب بسیاری از عناصر لازم برای سلامت انسان است. بزرگترین مقدار سیلیس - در مورد غلات، تربچه، گندم سیاه. آیا مزایای قابل توجهی را به آب سیلیکون به ارمغان بیاورد. برای تعیین تعداد و تناوب استفاده از آن بهترین را به مشورت با یک متخصص است.