Silici (element químic) propietats fórmula característic. història inicial de silici

Molts dispositius i aparells tecnològics moderns s'han creat a causa de les propietats úniques de les substàncies que es troben a la natura. La humanitat per l'experimentació i l'estudi acurat dels elements que ens envolten actualitza constantment la seva pròpia invenció - aquest procés se l'anomena progrés tecnològic. Es basa en el simple, accessible a tothom les coses que ens envolten en la vida quotidiana. Per exemple, la sorra, el que pot resultar sorprenent i inusual? Els científics van ser capaços de aïllar-lo del silici - un element químic, sense la qual no hi hauria cap equip informàtic. El seu camp d'aplicació és diversa i està en constant expansió. Això s'aconsegueix mitjançant les propietats úniques d'àtom de silici, la seva estructura i la possibilitat de compostos simples amb altres substàncies.

característica

En el sistema periòdic, desenvolupat D. I. Mendeleevym, silici (element químic) indicat pel símbol de Si. Es refereix als no metalls, es troba en el principal el quart grup del tercer període, té el nombre atòmic 14. La seva proximitat al carboni no és accidental: en moltes de les seves propietats són comparables. No existeix en la natura en forma pura, com un element actiu i té una prou forta unió amb l'oxigen. Material de base - de sílice, que és un òxid, i silicats (sorra). Quan això silici (el seu compost natural) és un dels elements químics més comuns en el món. contingut de fracció de massa de segon és només per oxigen (més de 28%). La capa d'escorça superior conté diòxid de silici en la forma (això quars), diversos tipus d'argiles i sorra. El segon grup més comú es compon de les seves silicats. A una profunditat d'uns 35 km de les capes superficials es disposen dipòsits de granit i basalt, que inclouen compostos de silici. El contingut en percentatge del nucli de la terra no és descobert encara, però més a prop de les capes superficials de la capa (fins a 900 km) comprendre silicats. La composició de la concentració d'aigua de mar de silici és a 3 mg / l, sòl lunar 40% consisteix en compostos. Cosmos, que la humanitat fins a la data ha examinat contenen aquest element químic en grans quantitats. Per exemple, l'anàlisi espectral de meteorits, que s'acosta a terra a una distància que està disponible per als investigadors, s'ha demostrat que es componen de 20% de silici. Hi ha una possibilitat de formació de la vida sobre la base d'aquest element en la nostra galàxia.

procés d'investigació

Història del descobriment de l'element químic silici té diverses etapes. Moltes substàncies, sistematitzades Mendeleev, utilitzats per la humanitat durant segles. A més, els elements estan en la forma natural, i .i. en compostos que no han estat tractats químicament, i totes les seves propietats no eren coneguts a les persones. En el procés d'estudiar totes les característiques d'una substància que va aparèixer nous usos. Les propietats del silici fins a la data que no s'han estudiat fins al final - aquest element és prou àmplia i diversa gamma d'aplicacions deixa espai per a nous descobriments per a les futures generacions de científics. La tecnologia moderna s'accelerarà significativament aquest procés. Al segle XIX, molts famosos químics han estat tractant d'obtenir un silici pur. Per primera vegada va ser possible fer Tenaru L. i J. Gay-Lussac en 1811, però el descobriment de l'element pertany a J. Berzelius, que va ser capaç no només per identificar la substància, sinó també per descriure-ho. Químic de Suècia va posar de silici en 1823, per a això va utilitzar potassi metàl·lic i la sal de potassi. La reacció va tenir lloc al catalitzador en forma de calor. La substància de color simple gris-marró resultant és un silici amorf. element pur cristall es va obtenir en 1855, Sainte-Kler Devilem. La complexitat està directament relacionada amb l'assignació d'una alta resistència als enllaços atòmics. En ambdós casos, la reacció química es dirigeix a un procés de purificació de les impureses, els models amorfs i cristal·lins tenen diferents propietats.

Silici: pronunciació element químic

El primer nom de la pols resultant - Kizel - va ser proposat per Berzelius. Al Regne Unit i els Estats Units de silici i avui dia es coneix com el silici (Silici) o silicona (silicona). El terme deriva de la paraula llatina "flint" (o "pedra"), i en la majoria dels casos està lligat al concepte de "terra" a causa d'una àmplia difusió en la natura. Pronunciació russa de la química és diferent, tot depèn del seu origen. Va ser cridat sílice (Zakharov aplica el terme en 1810), Sicília (1824, Dvigubsky, Soloviov), sílice (1825, por), i només en 1834, el químic rus alemany Ivanovich Gess introdueix un nom que fins ara s'utilitza la majoria de les fonts - silici. La periòdica de Mendeleiev Sistema d' ell símbol designat de Si. Com llegir el silici element químic? Molts estudiosos dels països de parla anglès pronuncien el seu nom com "B" o usen la paraula "silicona". D'aquí el nom de fama mundial de la vall, que és una investigació i fabricació de la plataforma de maquinari de l'equip. població de parla russa es refereix a l'element de silici (de la paraula grega "Penya-segat de la muntanya").

Estar a la natura: els camps

sistemes de muntanya sencera componen de compostos de silici, que no es troba en una forma pura, perquè tots els minerals coneguts són diòxids o silicats (aluminosilicats). La increïble bellesa de les pedres utilitzades per la gent com un material ornamental - que els òpals, ametistes, tipus de quars, jaspi, calcedònia, àgata, cristall de roca, cornalina i molts altres. Es formen a causa de l'ocurrència dels diversos compostos de silici que van determinar la densitat, estructura, color i la direcció d'ús. Revisar món inorgànic pot estar associada amb el mateix element químic, en què el medi ambient forma enllaços forts amb metalls o metalls (zinc, magnesi, calci, manganès, titani i així successivament. D.). En comparació amb altres substàncies, silici bastant fàcilment accessible per a l'extracció a escala industrial: es troba a la majoria de tipus de menes i minerals. Per tant, els dipòsits minades activament estan vinculats a les fonts més econòmiques d'energia que la dels grups territorials de la matèria. Quarsites i sorra de quars estan disponibles en tots els països. La majoria dels principals fabricants i proveïdors de silici són: Xina, França, Noruega, Estats Units (Virgínia de l'Oest, Ohio, Alabama, Nova York), Austràlia, Àfrica del Sud, Canadà, Brasil. Tots els fabricants utilitzen una varietat de formes, que depenen del tipus de producte (tècnica, de semiconductors, d'alta silici). Element químic enriquit addicionalment o alternativament, purificada a partir de tots els tipus d'impureses té propietats individuals dels quals depèn del seu ús addicional. Això també s'aplica a la substància. estructura de silici defineix el seu àmbit d'aplicació.

Història d'ús

Molt sovint, a causa de la similitud dels noms de les persones confonen el silici i el pedra foguera, però aquests conceptes no són idèntics. Tenim clar. Com ja s'ha esmentat, en la naturalesa, el silici no es troba en la seva forma pura, no es pot dir de les seves connexions (la mateixa sílice). Els principals minerals i roques formen diòxid estem considerant la substància - és sorra (aigua i sílice), quars i quarsita, feldspat i pedra foguera. Aquest últim havia sentit ha de tenir tot, perquè es dóna una gran importància en la història de la humanitat. Amb aquesta lligar les eines de pedra pels éssers humans durant l'Edat de Pedra. Les seves vores esmolades resultants del estellat de la roca mare, facilita enormement el treball de les antigues mestresses de casa, i la possibilitat d'esmolar - caçadors i pescadors. Flint no tenia la força dels productes de metall, però els instruments fallits podia ser fàcilment reemplaçat. El seu ús com un pedra foguera va durar molts segles - fins a la invenció de fonts alternatives.

Pel que fa a les realitats d'avui, les propietats del silici fan que sigui possible explotar el material per a la decoració o la creació de vaixelles de ceràmica, amb, a més d'un bon aspecte estètic, té una sèrie d'excel·lents qualitats funcionals. Una adreça separada de la seva aplicació a causa de la invenció del vidre fa aproximadament 3000 anys. Aquest esdeveniment proporciona una oportunitat per crear miralls, plats, mosaic vidrieres de compostos que contenen silici. substàncies inicials fórmula suplementada components necessaris, permetent que el producte per donar el color desitjat i l'efecte sobre la resistència del vidre. Increïble bellesa i varietat d'obres d'art van ser fetes per un home de minerals i pedres que contenen silici. Les propietats curatives d'aquest element han estat descrits pels científics de l'antiguitat i utilitzat en tota la història de la humanitat. Es col·loquen els pous per a l'emmagatzematge d'aigua potable per als productes utilitzats en la vida quotidiana i en la medicina. La pols obtingut per mòlta es va aplicar a les ferides. Es va prestar especial atenció a l'aigua que insisteix en un gresol fet de compostos que contenen silici. composició d'elements químics va interactuar amb ella, permetent que el nombre de destruir els bacteris i microorganismes patògens. I això no és tots els sectors on estem considerant la substància és molt molt molt populars. estructura de silici provoca la seva multifuncionalitat.

propietats

Per a més detalls sobre les característiques del material que cal considerar, tenint en compte totes les possibles propietats. característiques químiques element de silici pla inclouen propietats físiques, paràmetres elèctrics, els compostos d'estudi i condicions de reacció, de manera que el seu passatge. G. de silici en la forma cristal·lina té un color gris fosc amb una lluentor metàl·lic. Centrada en les cares xarxa cúbica de carboni s'assembla (diamant), però a causa de la major longitud dels enllaços no és tan forta. Plàstic que fa calor fins a 800 ^{° C,} en altres casos, segueix sent fràgil. Les propietats físiques de silici fan substància veritablement únic: és transparent a la radiació infraroja. Punt de fusió - 1410 ⁰ C i el punt d'ebullició - 2600 ⁰ C, la densitat en condicions normals - 2330 kg / m ^3. La conductivitat tèrmica no és constant per a les diverses mostres que es rep en un valor aproximat de 25 ⁰ C. Les propietats de la àtom de silici permeten el seu ús com un semiconductor. Aquestes aplicacions són de major demanda en el món actual. La magnitud de la conductivitat influeix en la composició del silici i elements, són en conjunt amb ells. Així, per conductivitat electrònica millorada s'utilitzen antimoni, arsènic, fòsfor, per perforat - alumini, gal·li, bor, indi. En crear dispositius amb silici s'utilitza com un tractament de superfície de guia amb l'agent, que afecta el funcionament de l'aparell.

Les propietats de silici com un excel·lent conductor usat bastant extensament en l'instrument modern. Especialment important el seu ús en la fabricació d'equips sofisticats (per exemple, dispositius informàtics moderns, ordinadors).

Silici: típic element químic

En la majoria dels casos, el silici és tetravalent, també hi ha comunicacions en el que es pot ajustar a dos. En condicions normals, es poc actiu, té un fort compost a temperatura ambient només pot reaccionar amb fluor en l'estat d'agregació gasós. Això és degut a la pel·lícula superficial efecte Diòxid de bloqueig, que s'observa en la interacció amb l'oxigen de l'ambient o l'aigua. Per estimular les reaccions necessàries per utilitzar un catalitzador: un augment de temperatura és ideal per a una substància, tal com silici. Element químic reacciona amb l'oxigen a 400-500 ⁰ C, donant per resultat augments de pel·lícula de diòxid de, el procés d'oxidació. Quan la temperatura s'eleva a 50 ⁰ C, la reacció amb brom, clor, iode, de manera que formen tetrahaluros volàtils. Amb àcids de silici no reacciona, amb l'excepció d'una barreja d'àcid fluorhídric i nítric, mentre que qualsevol alcalí en un estat escalfat és dissolvent. Silanes produïts només per descomposició de siliciurs en la reacció amb hidrogen no entra en ella. Els compostos més alts de resistència i químiques difereixen passivitat amb bor i carboni. Alta resistència als àlcalis i àcids, amb un compost de nitrogen, que es produeix a temperatures superiors a 1000 ⁰ C. Els siliciurs s'obtenen per reacció amb metalls, i en aquest cas depèn de la valència de l'element complementari, que mostra de silici. substància Fórmula format amb la participació d'un metall de transició és resistent als àcids. L'estructura de l'àtom de silici afecta directament a les seves propietats i la capacitat d'interactuar amb altres elements. El procés de formació d'enllaços en la naturalesa i quan s'exposen a la substància (al laboratori, el medi ambient industrial) difereix significativament. estructura de silici assumeix la seva activitat química.

estructura

L'estructura de circuit de l'àtom de silici té les seves pròpies característiques. El nucli de càrrega 14, que correspon al nombre de seqüència en el sistema periòdic. El nombre de partícules carregades: protons - 14; electró - 14; neutrons - 14. L'estructura de circuit d'àtoms de silici és la següent: Si 14) 2) 8) 4. En l'últim nivell d'electrons (extern) son 4 que determina el grau d'oxidació amb el signe "+" o "-". òxid de silici té la fórmula SiO ₂ (valència 4+), un compost hidrogen volàtil - SiH ₄ (valència d'-4). Gran quantitat d'àtoms de silici poden, en alguns compostos tenen un nombre de coordinació de 6, tal com un compost amb fluor. Massa molar - 28 atòmica ràdio - 132 ps, la configuració de capa d'electrons: 1S 2S ^{2 2 2} 3S ^juny 2P 3P ^2.

sol·licitud

Tensioactius o de silici totalment dopat s'utilitza com el semiconductor sobre la creació de molts, incloent precisió, dispositius (per exemple, cèl·lules solars, transistors, rectificador i t. D.). Ultrapura de silici s'utilitza per crear cèl·lules solars (energia). Tipus de vidre únic s'utilitza per a la fabricació de miralls i un gas làser. compostos de silici de cristall obtingut, rajoles de ceràmica, ceràmica, porcellana i pisa. La varietat de tipus de béns produïts és difícil de descriure, la seva explotació es produeix en la vida quotidiana, en l'art i la ciència, en el lloc de treball. El ciment resultant és la matèria primera per a crear barreges i materials d'acabat de maó. Distribució dels olis, lubricants a base de compostos de silicona pot reduir significativament la fricció en les parts mòbils de molts mecanismes. Siliciurs causa de les propietats úniques en contra mitjans agressius (àcids, temperatures) són àmpliament utilitzats en la indústria. Els seus indicadors elèctrics, nuclears i químiques tenen en compte els experts en les produccions complexes, no juga cap paper petit i l'estructura de l'àtom de silici.

Hem enumerat les més alta tecnologia i avançat a la data de sol·licitud. El més comú, que es produeix en grans quantitats de silici tècnica s'utilitza de diverses maneres:

1. Com a matèria primera per a la producció d'una substància pura.
2. Per aliatge indústria metal·lúrgica: la presència de silici augmenta la refractarietat, millora la resistència a la corrosió i resistència mecànica (amb un excés d'aquest element, l'aliatge pot arribar a ser massa fràgil).
3. Com desoxidant per eliminar l'excés d'oxigen del metall.
4. Matèries primeres per a la producció de silans (Si els compostos amb substàncies orgàniques).
5. Per a la producció d'hidrogen d'aliatge de silici-ferro.
6. La producció de panells solars.

Valor gran de la substància i per al funcionament normal de l'organisme humà. estructura de silici, les seves propietats són en aquest cas decisiu. En aquest cas, un excés o falta d'ella condueix a malalties greus.

El cos humà

La medicina des de fa molt temps l'ús de silici com un agent bactericida i antisèptic. No obstant això, amb tots els beneficis de l'ús a l'aire lliure d'aquest element ha de renovar-se constantment en el cos humà. El nivell normal del seu contingut va a millorar la vida en general. En cas d'una falta de més de 70 elements traça i vitamines que són metabolitzats pel cos, que és significativament més baixa resistència a una varietat de malalties. La major percentatge de silici s'observa en els ossos, pell, tendons. Ell juga el paper d'un element d'estructura que suporta la força i dóna elasticitat. Tot el teixit dur de l'esquelet format a costa dels seus compostos. Com a resultat d'estudis recents trobat un contingut de silici en el ronyó, el pàncrees i els teixits connectius. El paper d'aquests cossos en el funcionament del cos és bastant gran, de manera que redueix el seu contingut és impacte perjudicial sobre molts dels indicadors clau dels mitjans de vida. El dia amb el menjar i el cos d'aigua ha de rebre 1 gram de silici - això ajudarà a evitar possibles malalties com ara la inflamació de la pell, d'estovament dels ossos, la formació de pedres al fetge, els ronyons, visió borrosa, el cabell i les condicions de les ungles, l'aterosclerosi. Quan un nivell suficient del contingut d'aquesta immunitat element augmenta, normalitza el metabolisme, millora l'absorció de molts elements necessaris per a la salut humana. El major nombre de sílice - en cultius de cereals, els raves, el blat sarraí. Portarà beneficis significatius per a l'aigua de silici. Per determinar el nombre i la freqüència del seu ús és millor consultar amb un especialista.