السيليكون (عنصر كيميائي) خصائص صيغة مميزة. قصة فتح السيليكون

وقد تم إنشاء العديد من الأجهزة والأجهزة التكنولوجية الحديثة نظرا لخصائص فريدة من نوعها من المواد الموجودة في الطبيعة. البشرية من خلال التجريب والدراسة المتأنية من العناصر التي تحيط بنا بترقية باستمرار اختراع خاصة بها - وهذا ما يسمى عملية التقدم التكنولوجي. لأنه يقوم على البساطة، ويمكن الوصول إلى الأشياء التي تحيط بنا كل شخص في الحياة اليومية. على سبيل المثال، والرمل، ما يمكن أن يكون من المستغرب وغير عادية؟ تمكنوا من عزلها من السيليكون العلماء - عنصر كيميائي، والتي بدونها لن يكون هناك أي أجهزة الحاسوب. حقل تطبيقه متنوع وتتوسع باستمرار. ويتحقق ذلك من الخصائص الفريدة للذرة السيليكون، وهيكلها وإمكانية مركبات بسيطة مع مواد أخرى.

ميزة

في نظام الدوري، وضعت D. I. Mendeleevym، والسيليكون (عنصر كيميائي) المشار إليها بالرمز سي. وهو يشير إلى عدم المعادن، ويقع في الرئيسية في المجموعة الرابعة من الفترة الثالثة، لديه العدد الذري 14. قربها من الكربون ليس من قبيل الصدفة: في كثير من خصائصها قابلة للمقارنة. لا توجد في الطبيعة في شكل نقي، كعنصر نشط ولديه سند قوي بما فيه الكفاية مع الأكسجين. المواد الأساسية - السيليكا، وهو أكسيد، والسيليكات (الرمال). عندما يكون هذا السيليكون (مجمع الطبيعي) هو واحد من العناصر الكيميائية الأكثر شيوعا في العالم. محتوى جزء من كتلة هو الثاني فقط للأوكسجين (أكثر من 28٪). تحتوي الطبقة العليا القشرة ثاني أكسيد السيليكون في شكل (هذا الكوارتز)، وأنواع مختلفة من الطين والرمال. تتكون المجموعة الثانية الأكثر شيوعا تتكون من سيليكات لها. على عمق حوالي 35 كم من الطبقات السطحية يتم ترتيب الجرانيت والبازلت ودائع، والتي تشمل مركبات السيليكون. لا أحسب محتوى نسبة لب الأرض بها حتى الآن، ولكن الأقرب إلى الطبقات السطحية من عباءة (تصل إلى 900 كم) تتكون السيليكات. تكوين تركيز مياه البحر السيليكون هو 3 ملغم / لتر، تربة القمر 40٪ يتكون من المركبات. الكون الذي بشرية حتى الآن درست تحتوي على هذا العنصر الكيميائي بكميات كبيرة. على سبيل المثال، التحليل الطيفي من النيازك التي تقترب من الأرض على مسافة ما هو متاح للباحثين، وقد أظهرت أنها تتألف من 20٪ من السيليكون. هناك إمكانية لتشكيل الحياة على أساس من هذا العنصر في مجرتنا.

عملية البحث

تاريخ اكتشاف السيليكون عنصر كيميائي له عدة مراحل. العديد من المواد، منهجية مندليف، التي يستخدمها البشر لعدة قرون. وعلاوة على ذلك، فإن العناصر هي في شكل طبيعي، أنا .ه- في المركبات التي لم يتم معالجتها كيميائيا، وكانت كل ممتلكاتهم غير معروفة للناس. في عملية دراسة كافة الميزات من مادة ظهر استخدامات جديدة. لم تدرس خصائص السيليكون حتى الآن حتى نهاية - وهذا العنصر هو بما فيه الكفاية مجموعة واسعة ومتنوعة من التطبيقات يترك مجالا للاكتشافات جديدة للأجيال القادمة من العلماء. سوف التكنولوجيا الحديثة بشكل ملحوظ تسريع هذه العملية. في القرن التاسع عشر، وكثير من الكيميائيين الشهيرة كانت تحاول الحصول على السيليكون النقي. لأول مرة كان من الممكن لجعل Tenaru L. وJ. غاي لوساك في عام 1811، ولكن اكتشاف عنصر ينتمي إلى J. برزليوس، الذي كان قادرا على تحديد ليس فقط مادة، ولكن أيضا لوصف ذلك. الصيدلي من السويد حصل السيليكون في عام 1823، لهذا اعتاد البوتاسيوم المعدني وملح البوتاسيوم. استغرق رد الفعل مكان في المحفز في شكل حرارة. الناتج مادة بسيطة الرمادي والبني اللون هو السيليكون غير المتبلور. تم الحصول على عنصر الكريستال النقي في عام 1855 في Sainte-Kler Devilem. ويرتبط تعقيد مباشرة إلى تخصيص السندات ذرية عالية القوة. في كلتا الحالتين، يتم توجيه التفاعل الكيميائي لعملية تنقية من الشوائب، والنماذج غير متبلور والبلورية لها خصائص مختلفة.

السيليكون: الكيميائية النطق العنصر

واقترح من قبل برزليوس - الاسم الأول من المسحوق الناتج - كيزل. في المملكة المتحدة، والولايات المتحدة أحيل السيليكون واليوم باسم السيليكون (السليكون) أو السيليكون (سيليكون). يستمد هذا المصطلح من الكلمة اللاتينية "الصوان" (أو "الحجر")، وفي معظم الحالات يرتبط ذلك إلى مفهوم "الأرض" بسبب انتشار واسع في الطبيعة. النطق الروسي من المواد الكيميائية المختلفة، كل هذا يتوقف على المصدر. وكان يطلق عليه السيليكا (زاخاروف تطبيق المدى في عام 1810)، صقلية (1824، Dvigubsky، سولوفيوف)، والسليكا (1825، والخوف)، وفقط في عام 1834، والكيميائي الروسي الألمانية إيفانوفيتش GESS يدخل الاسم الذي حتى الآن المستخدمة معظم المصادر - السيليكون. في الدوري مندلييف النظام هو رمز المعين سي. كيفية قراءة السيليكون عنصر كيميائي؟ كثير من العلماء من البلدان الناطقة باللغة الإنجليزية نطق اسمه "B" أو استخدام كلمة "سيليكون". ومن هنا جاءت تسميته الشهيرة على مستوى العالم من الوادي، وهو البحث وتصنيع منصة أجهزة الكمبيوتر. ويشير السكان الناطقين بالروسية إلى عنصر السيليكون (من الكلمة اليونانية "جرف الجبل").

ويجري في الطبيعة: حقول

الأنظمة الجبلية بأكملها تتكون من مركبات السيليكون، والتي لم يتم العثور في شكل نقي، لأن كل المعادن المعروفة هي ثاني اكسيد أو السيليكات (الألمنيوم). مذهلة الجمال من الحجارة التي يستخدمها الناس كمادة الزينة - والكثافات، الجمشت، نوع الكوارتز، يشب، العقيق، العقيق، البلور الصخري، العقيق وغيرها الكثير. وشكلوا بسبب وقوع العديد من مركبات السيليكون التي تحدد كثافة، بنية، لون واتجاه الاستخدام. مراجعة العالم غير العضوي يمكن أن تترافق مع نفس العناصر الكيميائية، التي تشكل البيئة روابط قوية مع المعادن أو المعادن (الزنك والمغنيسيوم والكالسيوم والمنغنيز والتيتانيوم وهلم جرا. D.). بالمقارنة مع غيرها من المواد، والسيليكون بسهولة إلى حد ما للوصول لاستخراج على نطاق واسع الصناعي: تم العثور عليه في معظم أنواع من الخامات والمعادن. لذلك، يتم ربط الودائع الملغومة بنشاط في مصادر أكثر بأسعار معقولة من الطاقة من أن المجموعات الإقليمية المسألة. تتوفر في جميع البلدان الكوارتزيت والرمل الكوارتز. معظم الشركات المصنعة الكبرى والموردين السيليكون هي: الصين، فرنسا، النرويج، الولايات المتحدة الأمريكية (ويست فيرجينيا، أوهايو، ألاباما، نيويورك)، وأستراليا، وجنوب أفريقيا، وكندا، والبرازيل. جميع الشركات المصنعة لاستخدام مجموعة متنوعة من الطرق، التي تعتمد على نوع المنتج (الفني، وأشباه الموصلات، وارتفاع السيليكون). عنصر كيميائي المخصب بالإضافة إلى ذلك أو بدلا من ذلك، تنقيته من كل أنواع من الشوائب له خصائص فردية الذي يعتمد على مزيد من استخدامه. هذا ينطبق أيضا على مادة. يحدد هيكل السيليكون نطاق تطبيقه.

تاريخ استخدام

في كثير من الأحيان، بسبب تشابه الأسماء من الناس تخلط بين السيليكون والصوان، ولكن هذه المفاهيم ليست متطابقة. نحن واضحون. كما سبق ذكره، في الطبيعة، لم يتم العثور السيليكون في شكله النقي، لا يمكن أن يقال عن علاقاته (نفس السيليكا). المعادن الرئيسية والصخور شكلت ثاني أكسيد نحن ننظر جوهر - هو الرمل (المياه والسيليكا) والكوارتز والكوارتز و الفلسبار والصوان. وكان الأخير قد سمع يجب أن يكون كل شيء، لأنه يعطى أهمية كبيرة في تاريخ البشرية. مع هذا ربط الأدوات الحجرية قبل البشر خلال العصر الحجري. لها حواف حادة الناتجة عن التقطيع من الأساس، يسهل إلى حد كبير عمل ربات البيوت القديمة، وإمكانية شحذ - صيادين والصيادين. لم يكن لديك الصوان قوة المنتجات المعدنية، ولكن يمكن بسهولة استبدال الصكوك فشلت. استخدامه كسلاح من الصوان استمر عدة قرون - حتى اختراع من مصادر بديلة.

وفيما يتعلق حقائق اليوم، خصائص السيليكون تجعل من الممكن لاستغلال مواد للزينة أو إنشاء أدوات المائدة الخزفية، مع، بالإضافة إلى المظهر الجمالي لطيفة، ولديها عدد من الصفات وظيفية ممتازة. وثمة اتجاه منفصل تطبيقه بسبب اختراع الزجاج حوالي 3000 سنة مضت. وشكل هذا الحدث فرصة لخلق المرايا، والأطباق، والفسيفساء والزجاج الملون من المركبات التي تحتوي على السيليكون. المواد الأولية صيغة تستكمل المكونات الضرورية، والسماح للمنتج لإعطاء اللون المطلوب والتأثير على قوة الزجاج. وقدمت مذهلة الجمال ومتنوعة من الأعمال الفنية من قبل رجل من المعادن والأحجار التي تحتوي على السيليكون. وقد وصفت خصائص الشفاء من هذا العنصر من قبل العلماء في العصور القديمة واستخدامها طوال تاريخ البشرية. أنها وضعت الآبار للشرب تخزين المياه لالمنتجات المستخدمة في الحياة اليومية وفي الطب. تم تطبيق مسحوق التي حصلت عليها طحن إلى الجروح. وأولي اهتمام خاص لمياه التي تصر في وعاء مصنوع من المركبات التي تحتوي على السيليكون. تفاعل عناصر التكوين الكيميائي معها، والسماح للعدد يدمر البكتيريا المسببة للأمراض والكائنات الحية الدقيقة. وهذا ليس كل شيء القطاعات التي ننظر فيها مضمون جدا، جدا في الطلب. هيكل السيليكون يسبب تعدد الوظائف بها.

خصائص

لمزيد من التفاصيل حول ملامح المادة فمن الضروري للنظر، مع الأخذ بعين الاعتبار جميع الخصائص الممكنة. وتشمل الخصائص الكيميائية السيليكون عنصر خطة الخصائص الفيزيائية، المعلمات الكهربائية، والمركبات الدراسة وظروف التفاعل، وذلك مرورهم. G. السيليكون في شكل بلوري لديها اللون الرمادي الداكن مع لمعان معدني. وجه محورها شعرية مكعب من الكربون يشبه (الماس)، ولكن نظرا لطول أكبر من الروابط ليست قوية كما. البلاستيك يفعل حرارة تصل إلى 800 ^{درجة مئوية،} وفي حالات أخرى، فإنه لا يزال هشا. الخصائص الفيزيائية من السيليكون تجعل من مادة فريدة من نوعها حقا: فهو شفاف للأشعة تحت الحمراء. نقطة انصهار - 1410 ⁰ C والغليان - 2600 ⁰ C، وكثافة في ظل ظروف طبيعية - 2330 كجم / م ^3. الموصلية الحرارية ليست ثابتة لمختلف عينات تلقيه في قيمة تقريبية 25 ⁰ C. خصائص ذرة السيليكون تسمح استخدامه كسلاح من أشباه الموصلات. هذه التطبيقات هي معظم الطلب في عالم اليوم. حجم الموصلية يؤثر على تكوين السيليكون وعناصر، هي بالتعاون معهم. لذلك، تستخدم لتعزيز توصيل كهربي الأنتيمون والزرنيخ والفوسفور وعن مثقب - الألومنيوم، الغاليوم، البورون، الإنديوم. عند إنشاء الأجهزة مع السيليكون يستخدم كعلاج سطح دليل مع وكيل، مما يؤثر على تشغيل الجهاز.

خصائص السيليكون كما موصل ممتاز استخدمت على نطاق واسع جدا في الصك الحديث. أهمية خاصة استخدامه في تصنيع المعدات المتطورة (على سبيل المثال، أجهزة الكمبيوتر الحديثة، وأجهزة الكمبيوتر).

السيليكون: سمة عنصر كيميائي

في معظم الحالات، والسيليكون هو رباعي التكافؤ، وهناك أيضا الاتصالات التي يمكن تعيينها إلى اثنين. في ظل ظروف طبيعية كان نشطا بشكل سيئ، لديها مركب قوي في درجة حرارة الغرفة يمكن أن تتفاعل فقط مع الفلور في ولاية الإجمالية الغازية. ويرجع ذلك إلى منع فيلم سطح تأثير ثاني أكسيد، والذي لوحظ في التفاعل مع الأكسجين المحيطة أو الماء هذا. لتحفيز التفاعلات اللازمة لاستخدام محفز: زيادة في درجة حرارة مثالية لمادة مثل السيليكون. عنصر كيميائي يتفاعل مع الأكسجين عند 400-500 ⁰ C، ويزيد من فيلم ثاني أكسيد، عملية الأكسدة الناتجة عن ذلك. عندما يتم رفع درجة الحرارة إلى 50 ⁰ C التفاعل مع البروم والكلور واليود، حيث شكلت tetrahalides متقلبة. مع الأحماض السيليكون لا يتفاعل، مع استثناء من خليط من حمض الهيدروفلوريك والنيتريك، في حين أن أي القلوي في حالة ساخنة والمذيبات. Silanes تنتج إلا عن طريق التحلل من silicides في التفاعل مع الهيدروجين لا يدخل عليه. أعلى قوة والكيميائية المركبات تختلف السلبية مع البورون والكربون. مقاومة عالية للقلويات والأحماض، مع مركب من النيتروجين، والذي يحدث في درجات حرارة أكثر من 1000 ⁰ C. يتم الحصول على silicides من خلال التفاعل مع المعادن، وفي هذه الحالة يعتمد على تكافؤ عنصر مكمل، مما يدل على السيليكون. مادة صيغة شكلت بمشاركة معدن الانتقال مقاوم للأحماض. بنية الذرة السيليكون يؤثر تأثيرا مباشرا على خصائصه والقدرة على التفاعل مع العناصر الأخرى. عملية تكوين الروابط في الطبيعة، وعندما تتعرض لمادة (في المختبر، والبيئة الصناعية) تختلف بشكل كبير. يفترض هيكل السيليكون النشاط الكيميائي.

هيكل

هيكل الدائرة للذرة السيليكون خصائصها. جوهر تهمة 14، والتي تتطابق مع رقم التسلسل في نظام الدوري. عدد الجسيمات المشحونة: البروتونات - 14؛ الإلكترون - 14؛ النيوترونات - 14. هيكل الدائرة من ذرات السيليكون هو: سي +14) 2) 8) 4. على (الخارجية) مستوى الإلكترون الماضي هي 4 الذي يحدد درجة الأكسدة مع علامة "+" أو "-". أكسيد السيليكون لديه صيغة شافي ₂ (التكافؤ 4+)، وهي متقلبة مركب الهيدروجين - سيح ₄ (التكافؤ من -4). كمية كبيرة من ذرات السيليكون يمكن في بعض المركبات لديها عدد تنسيق 6، مثل مركب مع الفلور. الكتلة المولية - 28 نصف القطر الذري - 132 PS، والإلكترون قذيفة التكوين: 1S 2S ^{2 2 2 6} 3S 2P 3P ^2.

تطبيق

يستخدم السطحي أو السيليكون مخدر تماما مثل أشباه الموصلات على خلق كثير، بما في ذلك الدقة، وأجهزة (على سبيل المثال، الخلايا الشمسية، والترانزستورات، المعدل ور. د.). يستخدم عالى النقاء السيليكون لإنشاء الخلايا الشمسية (الطاقة). ويستخدم نوع الكريستال واحد لصناعة المرايا والغاز الليزر. مركبات السيليكون والزجاج المتحصل عليه، بلاط السيراميك والفخار والخزف والفخار. مجموعة متنوعة من أنواع السلع المنتجة من الصعب وصف ما يحدث استغلالهم في الحياة اليومية، في الفن والعلم، في أماكن العمل. الاسمنت الناتج هو المادة الخام لخلق يمزج والمواد الطوب التشطيب. توزيع الزيوت ومواد التشحيم يمكن أن تقوم على مركبات السيليكون تقلل إلى حد كبير الاحتكاك في الأجزاء المتحركة من العديد من الآليات. Silicides بسبب خصائص فريدة من نوعها في مواجهة وسائل الإعلام العدوانية (الأحماض، ودرجات الحرارة) وتستخدم على نطاق واسع في الصناعة. من مؤشرات الكهربائية والنووية والكيميائية تأخذ بعين الاعتبار الخبراء على الإنتاج المعقدة، لا تلعب أي دور صغير وهيكل ذرة السيليكون.

لقد سرد معظم التكنولوجيا الفائقة والمتقدمة لتطبيق التاريخ. الأكثر شيوعا، والذي يتم انتاجه بكميات كبيرة ويستخدم السيليكون التقني في عدة طرق:

1. كمادة خام لإنتاج مادة نقية.
2. لصناعة السبائك الصناعات المعدنية: وجود السيليكون يزيد من حران، ويحسن المقاومة للتآكل والقوة الميكانيكية (مع وجود فائض من هذا العنصر، لا يمكن للسبائك تصبح هشة للغاية).
3. ونتيجة لdeoxidizer لإزالة الأكسجين الزائد من هذا المعدن.
4. المواد الخام لإنتاج silanes (سي المركبات مع المواد العضوية).
5. لإنتاج الهيدروجين من سبائك السليكون من الحديد.
6. إنتاج الألواح الشمسية.

قيمة كبيرة من المواد المخدرة وللسير الطبيعي للكائن البشري. هيكل السيليكون، خصائصه هي في هذه الحالة حاسمة. في هذه الحالة، وجود فائض أو نقص منه يؤدي إلى أمراض خطيرة.

جسم الإنسان

الدواء لفترة طويلة باستخدام السيليكون بمثابة مبيد للجراثيم ومطهر. ولكن مع كل فوائد استخدام في الهواء الطلق يجب تجديد هذا العنصر باستمرار في جسم الإنسان. فإن مستوى طبيعي من محتواه تحسين الحياة بشكل عام. في حال عدم وجود أكثر من 70 من العناصر النزرة والفيتامينات يستقلبان من قبل الجسم، وهو أقل بكثير مقاومة لمجموعة متنوعة من الأمراض. ويلاحظ أن أعلى نسبة من السيليكون في العظام والجلد والأوتار. يلعب دور العنصر الهيكلي التي تدعم القوة ويعطي مرونة. جميع الأنسجة الصلبة والهيكل العظمي شكلت على حساب مركباته. نتيجة الدراسات التي أجريت مؤخرا وجدت محتوى السيليكون في الكلى والبنكرياس والأنسجة الضامة. دور هذه الهيئات في أداء الجسم هو كبير جدا، لذلك خفض محتواه هو تأثير ضار على العديد من المؤشرات الرئيسية لكسب الرزق. اليوم مع المواد الغذائية وهيئة مياه وينبغي أن يتلقى 1 غرام من السيليكون - وهذا سوف يساعد على تجنب الأمراض المحتملة مثل التهاب الجلد، وتليين العظام وتكوين حصوات في الكبد والكلى وعدم وضوح الرؤية، والشعر والشروط الأظافر، وتصلب الشرايين. عندما طبيعتها مستوى كاف من محتوى هذه الحصانة زيادة عنصر، والتمثيل الغذائي، ويحسن من امتصاص العديد من العناصر الضرورية لصحة الإنسان. أكبر كمية من السيليكا - في محاصيل الحبوب والفجل والحنطة السوداء. وسوف تجلب فوائد كبيرة للمياه السيليكون. لتحديد عدد وكثرة استخدامه هو الأفضل للتشاور مع طبيب مختص.