Silicon (nguyên tố hóa học) tính công thức đặc trưng. Câu chuyện mở Silicon

Nhiều thiết bị công nghệ hiện đại và bộ máy đã được tạo ra do các đặc tính độc đáo của các chất tìm thấy trong tự nhiên. Nhân loại bằng cách thử nghiệm và nghiên cứu cẩn thận của các yếu tố xung quanh chúng tôi không ngừng nâng cấp phát minh riêng của mình - quá trình này được gọi là tiến bộ công nghệ. Nó được dựa trên đơn giản, dễ tiếp cận cho mọi người những thứ xung quanh chúng ta trong cuộc sống hàng ngày. Ví dụ, cát, những gì nó có thể được ngạc nhiên và bất thường? Các nhà khoa học đã có thể tách nó ra khỏi silicon - một nguyên tố hóa học, mà không có nó sẽ không có thiết bị máy tính. lĩnh vực của mình áp dụng rất đa dạng và không ngừng được mở rộng. Điều này đạt được bởi các tính chất độc đáo của nguyên tử silic, cấu trúc của nó và khả năng của các hợp chất đơn giản với các chất khác.

đặc trưng

Trong hệ thống tuần hoàn, phát triển D. I. Mendeleevym, silic (nguyên tố hóa học) ghi bằng ký hiệu Si. Nó đề cập đến các phi kim loại, nằm ở chính các nhóm thứ tư của giai đoạn thứ ba, có số nguyên tử 14. gần gũi của nó để carbon không phải là ngẫu: trong nhiều tài sản của họ có thể so sánh. Không tìm thấy trong tự nhiên ở dạng tinh khiết, như là một yếu tố tích cực và có một trái phiếu đủ mạnh với oxy. cơ sở vật chất - silica, đó là một hàm lượng oxit, và silicat (cát). Khi silicon này (hợp chất tự nhiên của nó) là một trong những nguyên tố hóa học phổ biến nhất trên thế giới. nội dung phần khối lượng của nó là chỉ đứng sau oxy (hơn 28%). Lớp vỏ đầu chứa silicon dioxide trong biểu mẫu (thạch anh này), nhiều loại hình đất sét và cát. Các nhóm phổ biến thứ hai được tạo thành từ các silicat của nó. Ở độ sâu khoảng 35 km từ các lớp bề mặt được bố trí đá granit và đá bazan tiền gửi, trong đó bao gồm các hợp chất silicon. Hàm lượng phần trăm của lõi trái đất không được tìm ra, nhưng gần gũi nhất với các lớp bề mặt của lớp phủ (lên đến 900 km) bao gồm silicat. Thành phần của nồng độ nước biển silicon là 3 mg / l, đất trên mặt trăng 40% bao gồm các hợp chất. Cosmos, mà nhân loại cho đến nay đã kiểm tra có chứa nguyên tố hóa học này với số lượng lớn. Ví dụ, phân tích quang phổ của thiên thạch, trong đó phương pháp tiếp cận mặt đất ở khoảng cách đó là có sẵn cho các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng họ bao gồm 20% silicon. Có một khả năng hình thành sự sống trên cơ sở của nguyên tố này trong thiên hà của chúng ta.

quá trình nghiên cứu

Lịch sử của sự khám phá của silic nguyên tố hóa học có nhiều giai đoạn. Nhiều chất, hệ thống hóa Mendeleev, được sử dụng bởi nhân loại trong nhiều thế kỷ. Hơn nữa, các yếu tố ở dạng tự nhiên, tôi .e. trong các hợp chất chưa được xử lý hóa học, và tất cả tài sản của họ không được biết đến với mọi người. Trong quá trình nghiên cứu tất cả các tính năng của một chất anh xuất hiện công dụng mới. Các tính chất của silic đến nay vẫn chưa được nghiên cứu cho đến cuối cùng - yếu tố này là đủ phạm vi rộng và đa dạng của các ứng dụng lá chỗ cho những khám phá mới cho các thế hệ tương lai của các nhà khoa học. Công nghệ hiện đại sẽ tăng tốc đáng kể quá trình này. Trong thế kỷ XIX, nhiều nhà hóa học nổi tiếng đã cố gắng để có được một silicon tinh khiết. Đây là lần đầu tiên nó đã có thể làm cho Tenaru L. và J. Gay-Lussac vào năm 1811, nhưng sự phát hiện của các phần tử thuộc về J. Berzelius, người đã có thể không chỉ xác định các chất, mà còn để mô tả nó. Hóa học từ Thụy Điển có silicon vào năm 1823, cho điều này ông đã sử dụng kali kim loại và muối kali. Phản ứng diễn ra tại chất xúc tác dưới dạng nhiệt. Kết quả là chất đơn giản màu xám nâu là một silic vô định hình. yếu tố thuần túy tinh thể được thu thập vào năm 1855 Sainte-KLER Devilem. Sự phức tạp có liên quan trực tiếp đến việc phân bổ của một cường độ cao trái phiếu nguyên tử. Trong cả hai trường hợp, các phản ứng hóa học là hướng đến một quá trình thanh lọc khỏi các tạp chất, các mô hình vô định hình và tinh thể có đặc tính khác nhau.

Silicon: hóa học phát âm nguyên tố

Tên đầu tiên của bột kết quả - Kizel - đã được đề xuất bởi Berzelius. Ở Anh và Mỹ silicon và ngày nay được gọi là silic (Silicon đơn tinh thể) hoặc silicone (Silicon). Thuật ngữ này bắt nguồn từ chữ Latin "đá lửa" (hoặc "đá"), và trong nhiều trường hợp nó được gắn liền với khái niệm "đất" do lây lan rộng trong tự nhiên. Phát âm Nga hóa chất này là khác nhau, tất cả phụ thuộc vào nguồn. Ông được gọi là silica (Zakharov áp dụng hạn vào năm 1810), Sicily (1824, Dvigubsky, Solovyov), silica (1825, sợ hãi), và chỉ trong năm 1834, nhà hóa học Nga Đức Ivanovich Gess giới thiệu một tên mà cho đến nay sử dụng hầu hết các nguồn - silicon. Các kỳ Mendeleyev Hệ thống anh biểu tượng thiết kế Si. Làm thế nào để đọc các silicon nguyên tố hóa học? Nhiều học giả của các nước nói tiếng Anh phát âm tên của mình như là "B" hoặc dùng chữ "silicone". Do đó tên nổi tiếng thế giới của thung lũng, mà là một nghiên cứu và sản xuất các nền tảng phần cứng máy tính. dân số nói tiếng Nga đề cập đến các yếu tố silic (từ tiếng Hy Lạp "vách đá núi").

Là trong tự nhiên: các lĩnh vực

hệ thống núi toàn bộ sáng tác của các hợp chất silicon, mà không tìm thấy trong một hình thức tinh khiết, bởi vì tất cả các khoáng chất được biết đến là dioxit hoặc silicat (alumin). Vẻ đẹp tuyệt vời của đá được sử dụng bởi những người như một vật liệu trang trí - nó opals, amethysts, loại thạch anh, jasper, chalcedony, mã não, đá pha lê, carnelian và nhiều người khác. Chúng được hình thành do sự xuất hiện của các hợp chất silicon khác nhau mà xác định mật độ, cấu trúc, màu sắc và hướng sử dụng. Xem xét thế giới vô cơ có thể được kết hợp với các nguyên tố hóa học tương tự, trong đó môi trường hình thành liên kết chặt chẽ với các kim loại hoặc kim loại (kẽm, magiê, canxi, mangan, titan và vân vân. D.). Bằng cách so sánh với các chất khác, silic khá dễ dàng truy cập để khai thác ở quy mô công nghiệp: nó được tìm thấy trong hầu hết các loại quặng và khoáng chất. Do đó, tiền gửi tích cực khai thác có liên quan đến các nguồn hợp lý nhất của năng lượng hơn cho các cụm lãnh thổ của vật chất. Quartzit và cát thạch anh có sẵn trong tất cả các nước. Hầu hết các nhà sản xuất lớn và các nhà cung cấp silicon là: Trung Quốc, Pháp, Na Uy, Hoa Kỳ (West Virginia, Ohio, Alabama, New York), Úc, Nam Phi, Canada, Brazil. Tất cả các nhà sản xuất sử dụng nhiều cách khác nhau, phụ thuộc vào loại sản phẩm (kỹ thuật, chất bán dẫn, cao silic). nguyên tố hóa học làm giàu thêm hoặc cách khác, tinh khiết từ tất cả các loại tạp chất có tính chất cá nhân trong số đó phụ thuộc vào tiếp tục sử dụng nó. Điều này cũng áp dụng đối với các chất. Cấu trúc Silicon xác định phạm vi áp dụng của nó.

Lịch sử của việc sử dụng

Rất thường xuyên, vì sự giống nhau của tên của những người nhầm lẫn giữa silic và đá lửa, nhưng những khái niệm này là không giống nhau. Chúng tôi rất rõ ràng. Như đã đề cập, trong thiên nhiên, silic không được tìm thấy ở dạng tinh khiết của nó, không thể nói về kết nối của mình (cùng silica). Các khoáng sản chính và đá hình thành dioxide chúng tôi đang xem xét chất - là cát (nước và silica), thạch anh và đá thạch anh, fenspat và đá lửa. Sau này đã nghe nói phải có tất cả, bởi vì nó được đưa ra tầm quan trọng to lớn trong lịch sử nhân loại. Với điều này buộc các công cụ bằng đá của con người trong thời kỳ đồ đá. cạnh sắc nhọn của nó phát sinh từ việc sứt mẻ của nền tảng, rất nhiều tạo điều kiện cho công việc của các bà nội trợ xưa, và khả năng mài - thợ săn và ngư dân. Flint không có sức mạnh của các sản phẩm kim loại, nhưng các công cụ không thể dễ dàng được thay thế. sử dụng nó như một đá lửa kéo dài nhiều thế kỷ - cho đến khi phát minh ra nguồn thay thế.

liên quan đến thực tế hiện nay với các tính chất của silic làm cho nó có thể để khai thác nguyên liệu để trang trí hoặc việc tạo ra bộ đồ ăn bằng gốm, với, ngoài sự xuất hiện thẩm mỹ tốt đẹp, nó có một số phẩm chất chức năng tuyệt vời. Một hướng riêng biệt của ứng dụng của nó do sự phát minh ra kính khoảng 3000 năm trước. Sự kiện này đã tạo cơ hội để tạo ra gương, món ăn, màu khảm kính của các hợp chất có chứa silicon. Formula chất ban đầu bổ sung các thành phần cần thiết, cho phép sản phẩm để cung cấp cho các màu sắc mong muốn và ảnh hưởng đến sức mạnh của kính. vẻ đẹp tuyệt vời và sự đa dạng của tác phẩm nghệ thuật được thực hiện bởi một người đàn ông từ khoáng chất và đá có chứa silicon. Các đặc tính chữa bệnh của nguyên tố này đã được mô tả bởi các nhà khoa học của thời cổ đại và sử dụng trong suốt lịch sử của nhân loại. Họ đặt ra giếng cho uống chứa nước cho các sản phẩm được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày và trong y học. Bột thu được bằng cách nghiền được áp dụng cho các vết thương. Chú ý đặc biệt đã được trả tiền để nước trong đó nhấn mạnh trong một nồi làm bằng hợp chất có chứa silicon. thành phần nguyên tố hóa học tương tác với nó, cho phép số lượng tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh và vi sinh vật. Và đó là không phải tất cả các lĩnh vực mà chúng tôi đang xem xét chất là rất, rất có nhu cầu. cấu trúc silicon gây multifunctionality của nó.

tính

Để biết thêm chi tiết về các tính năng của vật liệu nó là cần thiết để xem xét, tính đến tất cả các thuộc tính càng tốt. Kế hoạch đặc điểm hóa học nguyên tố silic bao gồm tính chất vật lý, các thông số điện, các hợp chất nghiên cứu và điều kiện phản ứng, và do đó đoạn của họ. G. Silicon ở dạng tinh thể có màu xám đen với ánh kim. Mặt làm trung tâm mạng khối carbon giống (kim cương), nhưng do chiều dài lớn hơn trong các liên kết không phải là mạnh mẽ. Nhựa nó nhiệt lên đến 800 ^{° C,} trong những trường hợp khác, nó vẫn còn mong manh. Các tính chất vật lý của silic làm cho nó chất thật sự độc đáo: đó là trong suốt đối với bức xạ hồng ngoại. Điểm nóng chảy - 1410 ⁰ C và sôi - 2600 ⁰ C, mật độ dưới điều kiện bình thường - 2330 kg / m ^3. dẫn nhiệt không phải là hằng cho các mẫu khác nhau nó nhận được trong một giá trị xấp xỉ 25 ⁰ C. Các tính chất của nguyên tử silicon cho phép sử dụng của nó như là một chất bán dẫn. ứng dụng như vậy là hầu hết các nhu cầu trên thế giới hiện nay. Tầm quan trọng của tính dẫn ảnh hưởng đến các thành phần của silic và các yếu tố, là kết hợp với họ. Vì vậy, đối với độ dẫn điện tử nâng cao được sử dụng antimon, asen, phốt pho, cho đục - nhôm, gali, boron, indi. Khi tạo các thiết bị với silicon được sử dụng như một hướng dẫn xử lý bề mặt với các đại lý, làm ảnh hưởng đến hoạt động của bộ máy.

Các tính chất của silic như một nhạc trưởng xuất sắc được sử dụng khá rộng rãi trong các công cụ hiện đại. Đặc biệt quan trọng sử dụng trong sản xuất các thiết bị tinh vi (ví dụ, các thiết bị máy tính hiện đại, máy tính).

Silicon: nguyên tố hóa học đặc trưng

Trong hầu hết các trường hợp, silicon là tetravalent, cũng có thông tin liên lạc, trong đó nó có thể được thiết lập để hai. Trong điều kiện bình thường nó là kém hoạt động, có hợp chất mạnh mẽ ở nhiệt độ phòng chỉ có thể phản ứng với flo ở trạng thái tổng thể khí. Điều này là do sự ngăn chặn phim bề mặt ảnh hưởng Dioxide, được quan sát trong sự tương tác với oxy xung quanh hoặc nước. Để kích thích các phản ứng cần thiết để sử dụng một chất xúc tác: sự gia tăng nhiệt độ là lý tưởng cho một chất như silicon. nguyên tố hóa học phản ứng với oxy ở 400-500 ⁰ C, kết quả phim Dioxide tăng, quá trình oxy hóa. Khi nhiệt độ được nâng lên đến 50 ⁰ C phản ứng với brom, clo, iốt, trong đó tetrahalides dễ bay hơi được hình thành. Với axit silic không phản ứng, với ngoại lệ của một hỗn hợp của axit flohydric và nitric, trong khi bất kỳ kiềm trong tình trạng nóng là dung môi. Silanes sản xuất chỉ bằng cách phân hủy của silicides trong phản ứng với hydro không nhập nó. Các hợp chất sức mạnh và hóa học cao nhất khác thụ động với boron và carbon. kháng cao để kiềm và axit, với một hợp chất nitơ, mà xảy ra ở nhiệt độ trên 1000 ⁰ C. silicides thu được bằng phản ứng với kim loại, và trong trường hợp này phụ thuộc vào hóa trị của các yếu tố bổ sung, trong đó cho thấy silicon. Formula chất hình thành với sự tham gia của một kim loại chuyển tiếp có khả năng chống axit. Cấu trúc của nguyên tử silicon trực tiếp ảnh hưởng đến tính chất của nó và khả năng tương tác với các yếu tố khác. Quá trình hình thành của trái phiếu trong tự nhiên và khi tiếp xúc với các chất (trong phòng thí nghiệm, môi trường công nghiệp) khác nhau đáng kể. Cấu trúc Silicon giả định hoạt động hóa học của nó.

cấu trúc

Cấu trúc mạch của nguyên tử silicon có những đặc điểm riêng của mình. Cốt lõi phí 14, tương ứng với số thứ tự trong hệ thống tuần hoàn. Số lượng các hạt mang điện tích: proton - 14; điện tử - 14; neutron - 14. Cấu trúc mạch của các nguyên tử silicon như sau: Si 14) 2) 8) 4. Trên (mức electron cuối cùng bên ngoài) là 4 xác định mức độ của quá trình oxy hóa với dấu "+" hoặc "-". Silicon oxit có công thức _SiO2 (hóa trị 4+), một hợp chất dễ bay hơi hydro - sih ₄ (hóa trị của -4). Số lượng lớn các nguyên tử silicon có thể trong một số hợp chất có một số sự phối hợp của 6, như một hợp chất với flo. Mol khối lượng - 28 nguyên tử bán kính - 132 ps, cấu hình electron vỏ: 1S 2S ^{2 2} 3S ^{2 6} 2P 3P ^2.

ứng dụng

Hoạt động bề mặt hoặc silicon pha tạp hoàn toàn được sử dụng như là chất bán dẫn khi tạo của nhiều người, trong đó có chính xác, thiết bị (ví dụ, các tế bào năng lượng mặt trời, bóng bán dẫn, chỉnh lưu và t. D.). Tinh khiết silic được sử dụng để tạo ra các tế bào năng lượng mặt trời (năng lượng). Loại tinh thể duy nhất được sử dụng để sản xuất gương và một khí laser. hợp chất silic thu được thủy tinh, sứ, gốm, sứ và đất nung. Sự đa dạng của các loại hàng hóa được sản xuất rất khó để mô tả, khai thác của họ xảy ra trong cuộc sống hàng ngày, trong nghệ thuật và khoa học, tại nơi làm việc. Xi măng kết quả là nguyên liệu để tạo ra hỗn hợp và các vật liệu gạch hoàn thiện. Phân phối các loại dầu, dầu nhờn dựa trên các hợp chất silicone có thể làm giảm đáng kể ma sát trong bộ phận chuyển động của nhiều cơ chế. Silicides do tính chất độc đáo trong hung hăng phương tiện truyền thông truy cập (axit, nhiệt độ) được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp. chỉ số điện, hạt nhân và hóa học của chúng đưa vào tài khoản các chuyên gia về sản xuất phức tạp, không có vai trò nhỏ và cấu trúc của nguyên tử silicon.

Chúng tôi đã liệt kê nhiều nhất công nghệ cao và tiên tiến để ứng dụng ngày. Phổ biến nhất, được sản xuất với số lượng lớn silic kỹ thuật được sử dụng theo nhiều cách:

1. Làm nguyên liệu để sản xuất một chất tinh khiết.
2. Đối với hợp kim công nghiệp luyện kim: sự hiện diện của silicon làm tăng môi trường chiết quang, cải thiện khả năng chống ăn mòn và độ bền cơ học (với sự dư thừa của nguyên tố này, các hợp kim có thể trở nên quá giòn).
3. Là một deoxidizer để loại bỏ oxy dư thừa từ các kim loại.
4. Nguyên liệu để sản xuất Silanes (Si hợp chất với các chất hữu cơ).
5. Đối với sản xuất hydro bằng hợp kim silic sắt.
6. Sản xuất tấm pin mặt trời.

giá trị lớn của các chất và cho sự hoạt động bình thường của cơ thể con người. Cấu trúc Silicon, thuộc tính của nó là trong trường hợp này quyết định. Trong trường hợp này, thặng dư hoặc thiếu nó dẫn đến bệnh nghiêm trọng.

Cơ thể con người

Y học trong một thời gian dài sử dụng silicon như một diệt khuẩn và khử trùng. Nhưng với tất cả các lợi ích của việc sử dụng ngoài trời yếu tố này phải được liên tục đổi mới trong cơ thể con người. Mức bình thường của nội dung của nó sẽ cải thiện cuộc sống nói chung. Trong trường hợp của một thiếu hơn 70 nguyên tố vi lượng và vitamin họ đang chuyển hóa bởi cơ thể, mà là thấp hơn đáng kể khả năng kháng nhiều loại bệnh. Tỷ lệ cao nhất của silic được quan sát thấy trong xương, da, dây chằng. Ông đóng vai trò của một yếu tố cấu trúc hỗ trợ sức mạnh và mang lại độ đàn hồi. Tất cả các mô cứng xương được hình thành tại các chi phí của các hợp chất của nó. Theo kết quả của các nghiên cứu gần đây cho thấy hàm lượng silic trong thận, tuyến tụy và mô liên kết. Vai trò của các cơ quan này trong hoạt động của cơ thể là khá lớn, do đó làm giảm hàm lượng của nó là ảnh hưởng bất lợi trên nhiều chỉ số quan trọng của đời sống. Ngày với thức ăn và cơ thể nước sẽ nhận được 1 gam silic - điều này sẽ giúp tránh các bệnh có thể như viêm da, làm mềm xương, hình thành sỏi trong gan, thận, mờ mắt, tóc và điều kiện móng tay, xơ vữa động mạch. Khi một mức độ đầy đủ về nội dung này miễn trừ yếu tố tăng, bình thường hóa sự trao đổi chất, cải thiện sự hấp thu của nhiều yếu tố cần thiết cho sức khỏe con người. Lượng lớn nhất của silica - trong cây trồng ngũ cốc, củ cải, kiều mạch. Sẽ mang lại lợi ích đáng kể cho nước silicon. Để xác định số lượng và tần suất sử dụng của nó là tốt nhất để tham khảo ý kiến một chuyên gia.