Silikon element tushunchasi.

D.I.Mendelev davriy sistemasining IV guruhi asosiy kichik guruhi elementlarining yana bir vakili. Tabiatda kremniy kislotadan keyin yana bir kimyoviy element hisoblanadi. Yer qobig'ining to'rtdan bir qismidan ko'prog'i uning yarmidan iborat.

Tarixiy fon.

1825 yilda shved kimyogari Jons Yakob Berzelius kaliy metallini silikon ftorid SiF4 ga qo'llagan va sof elementar kremniyni olib tashlagan. Yangi element "kremniy" (lotincha silex - kremniy) deb nomlandi. Ruscha "kremniy" nomi 1834 yilda rus kimyogari Herman Ivanovich Gess tomonidan kiritilgan. Qadimgi yunon tilidan tarjima qilingan. Krēmos - "skelya, tog'".

Tabiatdan ma'lum.

Ko'pincha tabiatda kremniy kremniy dioksidi (IV) SiO2 aralashmasi (er qobig'i massasining taxminan 12%) deb tasniflanadi. Kremniy dioksidi bilan barqarorlashadigan asosiy minerallar va jinslar qum (daryo va kvarts), kvarts va kvartsit, chaqmoqtosh, dala shpatidir. Tabiatda yana bir keng tarqalgan guruh kremniy silikatlar va aluminosilikatlardir.

Sof kremniyni tabiiy shaklda topishning yagona faktlari mavjud edi.

Jismoniy kuch.

Silikon o'tkazgichdir. Silikon ikkita modifikatsiyada mavjud: amorf va kristalli. Amorf kremniy — jigarrang rangli kukun boʻlib, qalinligi 2,33 g/sm3 boʻlib, metall eritmalarida parchalanadi. Kristalli kremniy - quyuq kul rangdagi kristallar po'lat yaltiroq, qattiq va mustahkam, qalinligi 2,4 g / sm3. Kremniy uchta izotopdan iborat: Si (28), Si (29), Si (30). Metalllarni almashtirishda silikonning elektr o'tkazuvchanligi harorat oshishi bilan ortadi.

Kimyoviy quvvat.

Kremniy nordon bilan yonadi, kremniy (IV) oksidini eritadi.

Nometall bo'lib, qizdirilganda kremniy tarkibida silisidlar bo'lgan metallar bilan birlashadi. Silisidlar suv yoki kislotalar bilan oson parchalanadi, natijada gazga o'xshash suvga o'xshash kremniy - silan hosil bo'ladi. Uglevodlar bilan almashtirilganda, havodagi silan o'zini o'zi egallaydi va erigan kremniy (IV) oksidi va suv bilan yonadi. Silikon o'tloqlarning konsentrlangan suvli eritmalari, tinchlantiruvchi silikat va suv bilan o'zaro ta'sir qiladi.

Silikonga obsessiya.

Binafsha kremniyni kremniy dioksidi bo'lgan oq qumdan magniy bilan qovurish mumkin:

SiO2 + 2Mg → 2MgO + Si

Bunday holda, amorf kremniyning jigarrang kukuni eritiladi.

Sanoat kremniyning texnik tozaligi SiO2 ni koks bilan taxminan 1800 ° S haroratda mil tipidagi ruda-termik pechlarda eritish orqali saqlanadi. Shu tarzda olingan kremniyning tozaligi 99,9% ga yetishi mumkin (asosiy komponentlar ko'mir va metalldir). Uyni kremniy bilan tozalash mumkin.

Zastosuvannya kremniy.

Supero'tkazuvchilar materiallarni, shuningdek kislotaga chidamli qotishmalarni olib tashlash uchun silikon aralashmasi. Kvarts qumini yuqori haroratda ko'mir bilan eritganda, olmosga beriladigan silikon karbid SiC hosil bo'ladi. Shuning uchun vikorist metallga ishlov berish asboblarining kesuvchi qirralarini o'tkirlash va qimmatbaho toshlarni parlatish uchun ishlatiladi. Eritilgan kvarts yuqori haroratga bardosh bera oladigan va keskin sovutilganda yorilib ketmaydigan nozik kimyoviy kvarts idishlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Silikon tsement ishlab chiqarish uchun asosdir.

Jerela

Tabiatda uchraydigan noyob nutq kuchlari yordamida ko‘plab zamonaviy texnologik qurilmalar va qurilmalar yaratilgan. Insoniyat bizni ilhomlantiradigan eksperimental usullar va murakkab elementlar bilan energiya manbalarini bosqichma-bosqich modernizatsiya qilmoqda - bu jarayon texnik taraqqiyot deb ataladi. U kundalik hayot bilan bog'lanishimizga yordam beradigan oddiy, teri uchun ochiq nutqlarga qaratilgan. Masalan, qum: bu yangi dunyoda g'ayrioddiy va g'ayrioddiy nima bo'lishi mumkin? Hozirgi kunda biz undan kremniyni ko'rishimiz mumkin edi - kimyoviy element, ularsiz kompyuter texnologiyasi mavjud bo'lmaydi. Uning turg'unlik maydoni xilma-xillikka bog'liq va asta-sekin kengayib bormoqda. Bu kremniy atomining noyob kuchi, tuzilishi va boshqa oddiy narsalar bilan o'zaro ta'sir qilish qobiliyati bilan bog'liq.

Xarakterli

Tartibsizlikda D.I. Kremniyning Mendel qiymatlari Si bilan ifodalanadi. Metall bo'lmagan metallarga erishish uchun u uchinchi davrning asosiy to'rtinchi guruhida o'sadi, u atom raqami 14. Uning uglerod bilan aloqasi ilon emas: ularning kuchini tenglashtirish mumkin bo'lgan ko'p narsalar mavjud. Tabiatda u sof shaklda ko'rinmaydi, lekin faol elementning bo'laklari mavjud va kislota bilan kichik bog'liqlik mavjud. Asosiy modda - silika oksidi va silikat (qum). Bunday holda, kremniy (uning tabiiy moddasi) Yerdagi eng ko'p kimyoviy elementlardan biridir. Ko'pincha, sharob o'rniga, nordondan keyin yana bir joy bor (28% dan ortiq). Yer qobig'ining yuqori qismida kremniy va dioksid (kvars), har xil turdagi gil va qum mavjud. Do'stingizga, guruhning kengligi ortida, uning silikatlariga aylang. Sirtdan taxminan 35 km chuqurlikda maydalangan granit sharlari va bazalt konlari mavjud bo'lib, krem ​​pelletlarini o'z ichiga olgan omborga qadar. Yerning yadrosida hali ham yuzlab qatlamlar mavjud, ammo mantiya yuzasiga eng yaqin (900 km gacha) silikatlar mavjud. Dengiz suvini saqlashda kremniy konsentratsiyasi 3 mg/l ni tashkil qiladi, bu natijaning 40% ni tashkil qiladi. Kosmosning bepoyonligi, bugungi kunda insoniyat o'rganganidek, bu kimyoviy elementdan juda ko'p o'ch oladi. Misol uchun, Yerga yaqin kelgan meteoritlar tadqiqotchilar uchun mavjud bo'lib, ular 20% kremniydan iborat ekanligini ko'rsatadi. Galaktikamizda ushbu element asosida hayotning paydo bo'lish ehtimoli aniq.

Slednitskiydan oldingi jarayon

Kremniy kimyoviy elementining yaratilish tarixi bir necha bosqichlarga ega. Mendelev tomonidan tizimlashtirilgan ko'plab nutqlar bir asr davomida insoniyat tomonidan suiiste'mol qilingan. Kimning elementlari tabiiy ko'rinishda edi, keyin. kimyoviy sinovdan o'tmaganlarda, ularning barcha kuchlari odamlarga ko'rinmas edi. Nutqning barcha o'ziga xos xususiyatlarini o'rganish jarayonida unda yangi va to'g'ridan-to'g'ri rivojlanishlar paydo bo'ldi. Bugungi kunda kremniyning kuchi to'liq ishlab chiqilmagan - bu element, uning keng va xilma-xil spektriga qaramay, turg'unlik kelajak avlodlar uchun yangi ishlanmalar uchun joydan mahrum qiladi. Zamonaviy texnologiyalar bu jarayonni sezilarli darajada tezlashtiradi. 19-asrda ko'plab mashhur kimyogarlar kremniyni toza suvdan olishga harakat qilishdi. Birinchidan, 1811 yilda L. Tenard va J. Gey-Lyusakni yaratishga qaror qilindi, lekin J. Berzeliusga qoldirilgan elementni ochishga qaror qilindi, bu nafaqat nutqni ko'rish, balki uni tasvirlash qobiliyatidir. Shvetsiyalik kimyogar 1823 yilda kremniyni ajratib oldi, buning uchun vikorat kaliy metalli va kaliy tuzi edi. Reaktsiya katalizator yordamida yuqori haroratda amalga oshirildi. Oddiy kulrang-jigarrang rang olib tashlandi, bu amorf kremniy edi. Buv otrimaniyning kristall sof elementi 1855 yil Sen-Kler Devilm. Tasvirning katlanuvchanligi atom aloqalarining yuqori qiymati bilan bog'liq. Ikkala holatda ham kimyoviy reaktsiya to'g'ridan-to'g'ri uyni tozalash jarayoniga to'g'ri keladi, unda amorf va kristalli modellar turli kuchlarga ega.

Kremniy: kimyoviy element

Men chang kukunini - kizel deb atayman - u Berzelius deb ataladi. Buyuk Britaniya va AQShda kremniy kremniy yoki silikon deb ataladi. Bu atama lotincha "flint" (yoki "tosh") ga o'xshaydi va ko'p hollarda tabiatda keng atama uchun "er" tushunchasi bilan bog'liq. Ushbu kimyoviy nutqning ruscha vimi boshqacha, hamma narsa dzherelda saqlanishi kerak. U kremniy (bu atama Zaxarov 1810 yilda kiritilgan), Sitsiliya (1824, Dvigubskiy, Solovyov), kremniy (1825, Straxiv) deb nomlangan va hatto 1834 yilda rus kimyogari Herman I Vanovich Gess bu nomni hozirgi kungacha kiritgan. silikon hisoblanadi. Vín qiymatlari Si belgisi bilan. Kremniy kimyoviy elementini qanday o'qiysiz? Ko'pgina ingliz tilidagi mamlakatlar uni "si" deb atashadi yoki "silikon" so'zini ishlatishadi. Vodiyning nomi butun dunyoga ma'lum, chunki u kompyuter texnikasining eng yangi ilmiy va sanoat markazi hisoblanadi. Rus aholisi elementni kremniy deb ataydi (qadimgi yunoncha "skele, tog'" so'zidan).

Tabiatdagi ahamiyati: ajdodlar

Butun Gruziya tizimlari o'zining sof ko'rinishida qisqarmaydigan yarim kremniydan, shuningdek, barcha turdagi minerallar, dioksidlar va silikatlar (alyuminosilikatlar) dan iborat. G'ayrioddiy go'zallikdagi vikorist toshlar odamlar tomonidan mineral material sifatida ishlatiladi - opallar, ametistlar, har xil turdagi kvartslar, jasper, kalsedon, agat, Girskiy kristalli, karnelian va boshqalar. Turli moddalarning kremniyidan hid chiqa boshladi, bu ularning qalinligi, tuzilishi, rangi va bevosita kuchini aniqladi. Barcha noorganik yorug'lik bu kimyoviy element bilan bog'lanishi mumkin, bu tabiiy o'rtada metallar va metall bo'lmaganlar (rux, magniy, kaltsiy, marganets, titan va boshqalar) bilan bog'lanish hosil qiladi. Boshqa minerallar bilan birgalikda kremniy tijorat miqyosida oson erishiladigan minerallar tarkibiga ega: u rudalar va minerallarning ko'p turlarida mavjud. Shu sababli, faol ravishda parchalanib borayotgan klanlar mavjud energiya manbalariga ko'proq, nutqning hududiy ochko'zligiga kamroq bog'langan. Kvartslar va kvarts qumlari dunyoning barcha burchaklarida uchraydi. Eng yirik kremniy ishlab chiqaruvchilar va oluvchilar quyidagilardir: Xitoy, Norvegiya, Frantsiya, AQSh (G'arbiy Virjiniya, Ogayo, Alabama, Nyu-York), Avstraliya, PAR, Kanada, Braziliya. Barcha ishlab chiqaruvchilar mahsulot turiga (texnik, o'tkazgich, yuqori chastotali kremniy) qarab turli usullardan foydalanadilar. Qo'shimcha ravishda boyitilgan va, masalan, barcha turdagi uylardan tozalanadigan kimyoviy element, yaqin atrofdan uzoqroq joyda saqlanishi kerak bo'lgan individual kuchlarga ega bo'lishi mumkin. Bu gaplarning hammasi. Budova kremniy turg'unlik sohasini anglatadi.

Vikoriston tarixi

Ko'pincha, ismlarning o'xshashligi tufayli odamlar chaqmoqtosh va chaqmoq toshlarini chalkashtirib yuborishadi, chunki tushunchalar bir xil emas. Keling, aniqlik kiritamiz. Siz allaqachon taxmin qilganingizdek, tabiatda kremniy o'zining sof ko'rinishida qisqarmaydi, bu uning kremniy dioksidi (o'sha kremniy) haqida gapirib bo'lmaydi. Biz ko'rib turganimizdek, oqim dioksidi bilan barqarorlashgan asosiy minerallar va jinslar qum (daryo va kvarts), kvarts va kvartsit, chaqmoqtoshdir. Ehtimol, insoniyat taraqqiyoti tarixida katta ahamiyatga ega bo'lishiga umid qilsam ham, hamma narsa qoladi. Tosh davrida odamlar tomonidan yaratilgan birinchi san'at asarlari ushbu tosh bilan bog'liq. Asosiy tosh kesilganda hosil bo'lgan uning o'tkir qirralari ko'plab qadimgi uy bekalarini va chet elliklar - mislistlar va baliqchilarning qobiliyatini sezilarli darajada engillashtirdi. Flintning metall zarralariga ta'siri yo'q, ammo noto'g'ri ketgan asboblar osongina yangilari bilan almashtirilishi mumkin. Yogo vikoristannya yak kresalo trivalo boy stolyt - o'ng muqobil qurilmalar chiqish qadar.

Hozirgi voqelikdan kelib chiqqan holda, rasmiylar kremniydan kulolchilik yoki sopol idishlarni tayyorlash uchun qatronlardan foydalanishga ruxsat berishadi, bunda ajoyib estetik ko'rinishga qo'shimcha ravishda, u muhim funktsiyalarga ega emas. Okremy to'g'ridan-to'g'ri yogo zastosuvannya vino kirish bilan aloqalar 3000 yil oldin yaqin edi. Ushbu uslub chaqmoq toshlari bo'lgan javonlardan nometall, idish-tovoq, mozaik vitray oynalarni yaratishga imkon berdi. Kob nutqining formulasi kerakli saqlash materiallari bilan to'ldirildi, bu virusga kerakli rangni berishga imkon berdi va strukturaning qiymatiga hissa qo'shdi. Ijodlarning go'zalligi va xilma-xilligi ortidagi mo''jizalar insoniyatning chaqmoqtosh o'rniga minerallar va toshlardan qazib olish sirlari edi. Ushbu elementning kuchni sevuvchi kuchlari asrlar davomida tasvirlangan va insoniyat tarixi davomida to'xtab qolgan. Ular ichimlik suvi uchun quduqlar, oziq-ovqatni tejash uchun komori yotqizdilar va ulardan kundalik hayotda ham, tibbiyotda ham foydalanishdi. Batafsil ma'lumot olish uchun olib tashlangan kukun yaralarga surtildi. Poldan yasalgan, chaqmoq tosh bilan to'ldirilgan idishlarga quyilgan suvga alohida hurmat ko'rsatildi. Kimyoviy element uning tarkibi bilan o'zaro ta'sir qildi, bu patogen bakteriyalar va mikroorganizmlarning past darajasini kamaytirishga imkon berdi. Va shunga qaramay, hamma galusi emas, balki biz ko'rib turgan daryo ham ko'proq talab qilinadi. Kundalik kremniy uning funksionalligini aniqlaydi.

Kuchli

Uning nutqining o'ziga xos xususiyatlarini batafsilroq tushunish uchun barcha mumkin bo'lgan hokimiyatlarning bayonotlarini ko'rib chiqish kerak. Kremniy kimyoviy elementini tavsiflash rejasi fizik xususiyatlar, elektr xossalar, kimyoviy reaktsiyalar, kimyoviy reaksiyalar va boshqalarni o'z ichiga oladi.Kristal shaklidagi kremniy to'q kulrang, metall qoplamali.ohm rangi. Yuz markazida joylashgan kubik donalar uglerodga (olmos) o'xshaydi, lekin ko'pincha ligamentlar olmosga o'xshamaydi. Plastmassalarni 800 ° S ga qadar qizdirish kerak, boshqa hollarda ular qichqiriqni to'xtatadilar. Kremniyning jismoniy kuchi bu nutqni chindan ham noyob qiladi: bu infraqizil tebranish uchun ochilishdir. Erish nuqtasi – 1410 0 S, qaynash nuqtasi – 2600 0 S, oddiy aqllar uchun qalinligi – 2330 kg/m 3. Issiqlik o'tkazuvchanligi beqaror, katta zarralar uchun u taxminan 25 0 S. Kremniy atomining kuchi uni o'tkazgich sifatida ishlatishga imkon beradi. Bu hozirgi dunyoning eng katta talablariga bevosita javob beradi. Elektr o'tkazuvchanligining miqdori kremniy omboriga va unga ulangan elementlarga bog'liq. Shunday qilib, ilg'or elektron o'tkazuvchanlik uchun surmium, mishyak va fosfor ishlatiladi va qattiqlik uchun alyuminiy, galiy, bor va indiy ishlatiladi. Qurilmalar o'tkazgich sifatida kremniy bilan tayyorlanganda, sirtni ishlov berish ko'pikli vosita bilan yopiladi, u qurilmaga quyiladi.

Mustaqil o'tkazgich sifatida silikonning kuchi kundalik moslashuvda keng qo'llaniladi. Ushbu turg'unlik, ayniqsa, katlama texnologiyasini ishlab chiqarishda (masalan, zamonaviy hisoblash qurilmalari, kompyuterlar) dolzarbdir.

Kremniy: kimyoviy elementning xususiyatlari

Ko'pgina navlarda kremniy chotivalent bo'lib, bog'lanishlar ham mustahkamlanadi, ba'zi vinolarda qiymat +2 bo'lishi mumkin. Oddiy onglar uchun tomirlar faol emas, ozgina aloqa bo'lishi mumkin, xona haroratida ular faqat gazga o'xshash agregatda bo'lgan ftor bilan reaksiyaga kirishishi mumkin. Bu ortiqcha kislota yoki suv bilan o'zaro ta'sirlashganda yuzaga keladigan dioksid bilan sirtni to'sib qo'yish ta'siri bilan izohlanadi. Reaksiyani rag'batlantirish uchun katalizatorni turg'unlashtirish kerak: ko'tarilgan harorat kremniy kabi modda uchun idealdir. Kimyoviy element kislota bilan 400-500 0 S haroratda o'zaro ta'sir qiladi, buning natijasida oksidlanish jarayonida dioksid eritmasi ortadi. Harorat 50 0 S ga ko'tarilganda, brom, xlor, yod bilan reaksiyaga kirishishdan qochadi, buning natijasida tetragalid birikmalari hosil bo'ladi. Silikon kislotalar o'zaro ta'sir qilmaydi, aybdorlar ftorid va azot kislotasining birikmasidir, bu holda isitiladigan stantsiyadagi o'tloq manba hisoblanadi. Kremniyli suvlar silisidlar chiqarilmasdan hosil bo'ladi va suv bilan reaksiyaga kirishmaydi. Eng katta qiymat va kimyoviy passivlik bor va ugleroddan olinadi. Kislotalar va kislotalarga nisbatan yuqori qarshilik 1000 0 S dan yuqori haroratlarda yuzaga keladigan azotga bog'liq. Silitsidlar metallar bilan reaksiyaga kirishganda chiqariladi va bu holda qo'shimcha element kremniyni ko'rsatadigan valentlikni o'z ichiga oladi. O'tish metallining ishtirokida yaratilgan qatron formulasi kislotalarga chidamli. Har bir kremniy atomiga uning kuchi va boshqa elementlar bilan o'zaro ta'siri bevosita ta'sir qiladi. Tabiatda va daryoga quyilganda (laboratoriyada, sanoat onglarida) ligamentlarning hosil bo'lish jarayoni sezilarli darajada buziladi. Buda kremniy o'zining kimyoviy faolligini uzatadi.

Budova

Silikon o'ziga xos xususiyatlarga ega. Yadro zaryadi +14 ni tashkil qiladi, bu davriy tizimning seriya raqamiga mos keladi. Zaryadlangan zarrachalar soni: protonlar – 14; elektronlar - 14; neytronlar – 14. Kremniy atomining diagrammasi quyidagicha ko‘rinadi: Si +14) 2) 8) 4. Boshqa (tashqi) sathda 4 ta elektron taqsimlangan bo‘lib, bu “+” yoki “ belgisi bilan oksidlanish bosqichini ko‘rsatadi. -”. Silikon oksidi SiO 2 (valentligi 4+), uchuvchi suv qatroni - SiH 4 (valentlik -4) formulasiga ega. Kremniy atomining katta hajmi ma'lum holatlarda, masalan, ftor bilan birlashganda 6-sonli muvofiqlashtirishga imkon beradi. Molyar massa - 28, atom radiusi - 132 pm, elektron qobiq konfiguratsiyasi: 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 2.

Zastosuvannya

Qotishmalarning yuzasida yoki yuzasida silikon vikorist yuqori aniqlikdagi qurilmalar, shu jumladan yuqori aniqlikdagi qurilmalar (masalan, quyosh fotosellari, tranzistorlar, rektifikatorlar va boshqalar) uchun o'tkazgich sifatida ishlatiladi. Supersof kremniy quyosh batareyalarini (energiya) yaratish uchun vikorizatsiya qilinadi. Monokristal turi nometall va gaz lazerlarini ishlab chiqarish uchun vikorizatsiyalangan. Tosh, keramik plitkalar, idishlar, chinni, sopol idishlarni olib tashlash uchun kremniydan foydalaning. Tovar turlarining xilma-xilligini tasvirlash qiyin, ulardan foydalanish kundalik miqyosda, fan va fanda, ishlab chiqarishda kuzatiladi. Chiqib ketadigan tsement kundalik summalar va maqsadlarni va boshqa materiallarni yaratish uchun sirop bo'lib xizmat qiladi. Yog'ni kengaytirish, taglikdagi moy ko'plab mexanizmlarning bo'sh qismlarida ishqalanish kuchini sezilarli darajada o'zgartirishga imkon beradi. Silitsidlar antiagressiv vositalar (kislotalar, haroratlar) sohasidagi noyob kuchlar yordamida sanoatda keng qo'llaniladi. Ularning elektr, yadro va kimyoviy ko'rsatkichlari katlama zavodlarida fachivts tomonidan hisobga olinadi va kremniy atomi rol o'ynashda davom etadi.

Biz bugungi kunda turg'unlik sohasidagi eng ilmiy va ilg'or ishlanmalarni yuqori baholadik. Katta korxonalarda ishlab chiqariladigan texnik kremniyning eng keng assortimenti bir necha yo'llar bilan ishlab chiqilgan:

1. Yana sof nutq uchun syrovina kabi.
2. Metallurgiya sanoatida qotishmalarni qotishma uchun: kremniyning mavjudligi refrakterlikni oshiradi, korroziyaga qarshilik va mexanik mustahkamlikni oshiradi (bu elementning ko'pligi bilan qotishma haddan tashqari pishgan hkim bo'lishi mumkin).
3. Vidalnya zavoy kisnyu s metall uchun Yak rozkislyuvach.
4. Silanlar uchun Syrovina (kremniyni organik birikmalar bilan birlashtirish).
5. Suyuqlikdan kremniy qotishmasidan suv ishlab chiqarish uchun.
6. Uy-joy akkumulyatorlarini tayyorlash.

Bu nutq inson tanasining normal ishlashi uchun katta ahamiyatga ega. Kremniy haqida gap ketganda, uning kuchi har doim bir xil bo'ladi. Agar juda ko'p bo'lsa yoki etishmovchilik bo'lsa, bu jiddiy kasalliklarga olib keladi.

Inson tanasida

Tibbiyot uzoq vaqtdan beri kremniyni bakteritsid va antiseptik vosita sifatida ishlatishi ma'lum. Biroq, tashqi turg'unlikning barcha korrozivligiga qaramasdan, bu element inson tanasida doimiy ravishda to'ldiriladi. Ertalabki oddiy rubarb sizning hayotingizni tan bilan bo'yashga imkon beradi. Agar sizda etishmovchilik bo'lsa, 70 dan ortiq mikroelementlar va vitaminlar organizm tomonidan so'rilmaydi, bu esa bir qator kasalliklarga nisbatan sezgirlikni sezilarli darajada kamaytiradi. Kremniyning eng yuqori konsentratsiyasi suyaklar, teri va tendonlarda kuzatiladi. Vin qiymatni targ'ib qiluvchi va elastiklikni qo'shadigan tizimli element rolini o'ynaydi. Skeletning barcha qattiq to'qimalari bu qolip yordamida shakllanadi. Qolgan tekshiruvlar natijasida kremniy nirks, subslane va boshqa to'qimachilik mahsulotlarida topilganligi ma'lum bo'ldi. Ushbu organlarning ishlaydigan organizmdagi roli katta, shuning uchun ularning o'rnida pasayish farovonlikning ko'plab asosiy ko'rsatkichlariga zarar etkazadi. Hayotdan va suvdan tortib hamma narsada tanadan 1 gramm kremniyni olib tashlash kerak - bu terining yallig'lanishi, cho'tkalarning yumshashi, jigarda toshlarning erishi, tirnash xususiyati, loyqa ko'rish, soch to'kilishi aterosklerozi kabi mumkin bo'lgan kasalliklarni bartaraf etishga yordam beradi. Ushbu elementning etarli darajada ta'minlanishi bilan immunitet yaxshilanadi, metabolik jarayonlar normallashadi va sog'lom odam uchun zarur bo'lgan boy elementlarning so'rilishi ortadi. Kremniyning eng ko'p miqdori don, turp va grechkada uchraydi. Aytmoqchimanki, kremniyli suv olib keling. Chastotaning miqdori va chastotasini aniqlash uchun shifokoringiz bilan maslahatlashish yaxshiroqdir.

Kremniy

KREMNIY-men; m.[yunoncha] krēmnos - skele, skele] Kimyoviy element (Si), to'q kulrang, kristallning metall porlashi bilan, ko'pchilik minerallar zaxirasiga kiradi.

◁ Silikon, -a, -a. Ba'zi tuzlar. Kremniy (div. 2.K.; 1 qiymat).

kremniy

(lot. Silicium), davriy sistemaning IV guruhi kimyoviy elementi. Metall uchqunli quyuq kulrang kristallar; qalinligi 2,33 g/sm 3, t pl 1415 ºC. Kimyoviy moddalarga chidamli. U er qobig'i massasining 27,6% ni tashkil qiladi (elementlar orasida 2-o'rin), asosiy minerallar kremniy va silikatlardir. Eng muhim o'tkazgich materiallaridan biri (tranzistorlar, termistorlar, fotosellar). Ombor po'lat va boshqa qotishmalarning keng assortimentini o'z ichiga oladi (mexanik mustahkamlik va korroziyaga chidamliligini oshiradi, suyuqlik quvvatini bo'yashadi).

KREMNIY

SILICON (lat. Silicium silexda - kremniy), Si ("silikiy" deb o'qing yoki bu vaqtda "si" sifatida ishlatiladi), atom raqami 14, atom og'irligi 28,0855 kimyoviy element. Ruscha nomi yunoncha kremnosga o'xshaydi - skele, tog '.
Tabiiy kremniy uchta barqaror nuklidlar aralashmasidan iborat. (div. NUCLID) massa raqamlari bilan 28 (sumishani bosib oladi, massaning 92,27% ni tashkil qiladi), 29 (4,68%) va 30 (3,05%). Neytral uyg'ongan atomning tashqi elektron sferasining kremniy 3 ga konfiguratsiyasi s 2 R 2 . Oltingugurtda oksidlanish bosqichi +4 (valentlik IV) va undan kamdan-kam hollarda +3, +2 va +1 (valentlik III, II va I) bo'ladi. Mendeleyev davriy sistemasida kremniy o'sishi IVA guruhida (uglerod guruhida), uchinchi davrda.
Kremniydagi neytral atomning radiusi 0,133 nm. Kremniy atomining keyingi ionlanish energiyalari 8,1517, 16,342, 33,46 va 45,13 eV, elektronga sporidlik 1,22 eV. Koordinatsion raqami 4 bo'lgan Si 4+ ionining radiusi (kremniy uchun eng kengi) 0,040 nm, koordinatsion soni 6 - 0,054 nm. Pauling shkalasidan tashqari kremniyning elektr manfiyligi 1,9 ga teng. Kremniy odatda metall bo'lmaganlar deb tasniflangan bo'lsa-da, bir qator hokimiyatlarga ko'ra, u metallar va metall bo'lmaganlar o'rtasida oraliq pozitsiyani egallaydi.
Aniq ko'rinish jigarrang kukun yoki metall nashrida och kulrang ixcham materialdir.
Kashfiyot tarixi
Yarim kremniy odamlarga qadim zamonlardan beri ma'lum. Kremniyning oddiy nutqi bilan odamlar taxminan 200 yil oldin bilishgan. Darhaqiqat, chaqmoq toshlarini olib tashlagan birinchi avlodlar frantsuz J. L. Gey-Lyusak edi. (div. GAY LUSSAC Jozef Lui) va L. J. Tenar (div. TENAR Lui Jak). 1811 yilda ular kremniy ftoridni kaliy metalli bilan qizdirish jigarrang-jigarrang rang hosil bo'lishiga olib kelishini aniqladilar:
SiF 4 + 4K = Si + 4KF, ammo o'tmishdoshlarning o'zlari yangi oddiy nutqni yaratish haqida to'g'ri fikrni ishlab chiqmaganlar. Yangi elementni ochish sharafi shved kimyogari J. Berzeliusga nasib etadi (div. Berzelius Jens Jeykob), bu kremniyni kaliy metall bilan qizdirib, omborga K 2 SiF 6 qo'shib olish uchun ishlatiladi. Frantsuz kimyogarlari bilan bir xil amorf kukunni ajratib olib, 1824 yilda ular "silis" deb nomlangan yangi elementar nutqni aytishdi. Kristalli kremniy 1854 yilda frantsuz kimyogari A. E. Sen-Kler Devil tomonidan ajratilgan. (div. SENT-KLER DEVIL Anri Etyen) .
Tabiatdan ma'lum
Er qobig'ining kengligidan tashqari, quruq elementlar orasida kremniy boshqa joyda (nordondan keyin) o'tiradi. Kremniy er qobig'ining massasining 27,7% ga tushishidan oldin. Silikon yuzlab turli xil tabiiy silikatlar omboriga kiradi (div. SILICATI) va aluminosilikatlar (div. ALyuminiy silikat). Silikat va kremniy dioksidining keng assortimenti. (div. kremniy dioksidi) SiO 2 (daryo qumi (div. PISOK), kvarts (div. KVARS), chaqmoqtosh (div. KREMIN) ta in), bu er qobig'ining 12% ga yaqin bo'ladi (og'irlik bo'yicha). Tabiiy ko'rinishda chaqmoq toshlari keskinlashmaydi.
Otrimannya
Sanoat ishlab chiqarishida silikon SiO 2 ni koks bilan taxminan 1800 ° S haroratda yoy pechlarida eritish orqali mavjud. Shu tarzda olingan kremniyning tozaligi 99,9% ga yaqin. Shunday qilib, amaliy vikorizatsiya yuqori toza kremniyni talab qilganligi sababli, xlorli kremniyni olib tashlash kerak. Ular SiCl 4 va SiCl 3 H bilan aralashtiriladi. Bu xloridlar butun uyda turli yo'llar bilan tozalanadi va oxirgi bosqichda toza suv bilan yangilanadi. Magniy silisidi Mg 2 Si yordamida birinchi marta kremniy bilan tozalash ham mumkin. Keyinchalik, uchuvchi monosilan SiH 4 qo'shimcha xlorid yoki oktik kislotalar bilan magniy silisididan chiqariladi. Monosilan rektifikatsiya, sorbsiya va boshqa usullar bilan tozalanadi, so'ngra taxminan 1000 ° S haroratda kremniy va suvga joylashtiriladi. Buning o'rniga, bu usullar bilan ishlab chiqarilgan kremniy miqdori og'irlik bo'yicha 10 -8 -10 -6% gacha kamayadi.
Jismoniy va kimyoviy kuchlar
Kremniyning kristalli burmalari, kubik, yuz markazli, olmos turi, parametr a = 0,54307 nm (kremniyning boshqa polimorfik modifikatsiyalarini olib tashlash uchun yuqori bosim bilan), lekin Si-Si atomlari o'rtasidagi katta bog'lanish orqali kremniyning qattiqligi sezilarli darajada kamroq, n Izh olmos.
Silikon qattiqligi 2,33 kg/dm3 ni tashkil qiladi. Erish nuqtasi 1410 ° C qaynash nuqtasi 2355 ° S. U chaqmoqtoshga o'xshaydi va faqat idish 800 ° S ga qadar qizdirilganda sharob plastik bo'ladi. Tsikavo, kremniy ko'rish infraqizil (ICH) -viprominyuvanya qadar ekanligini.
Elementar kremniy odatiy o'tkazgichdir (div. PIVPROVIDNIKI). Xona haroratida o'ralgan zonaning kengligi 1,09 eV ni tashkil qiladi. Xona haroratida namlik o'tkazuvchanligi bilan kremniydagi burun oqimlarining konsentratsiyasi 1,5 10 16 m -3 ni tashkil qiladi. Kristalli kremniyning elektrofizik kuchiga ko'ra, yangi joylarda joylashgan mikro-uylarning katta oqimi mavjud. Dielektrik o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan kremniyning monokristallarini olib tashlash uchun kremniyga III guruh elementlari - bor qo'shimchalarini qo'shing. (div. BIR (kimyoviy element)), alyuminiy (div. ALyuminiy), Galiya (div. GALIY) va Hindiston (div. HINDiston), elektron o'tkazuvchanlik bilan - V guruh elementlarining qo'shimchalari - fosfor (div. FOSFOR), mish'yaku (div. MISH'YAK) yoki surmi (div. SURMA). Kremniyning elektr quvvati kremniy yuzasini turli xil kimyoviy moddalar bilan sepish orqali monokristallarni qayta ishlashni o'zgartirish orqali o'zgartirilishi mumkin.
Kimyoviy jihatdan past faol kremniy. Xona haroratida faqat gazga o'xshash ftor reaksiyaga kirishadi, bu esa uchuvchi kremniy tetraflorid SiF 4 ni hosil qiladi. 400-500 ° S haroratgacha qizdirilganda kremniy kislota, dioksid SiO 2, xlor, brom va yod bilan reaksiyaga kirishadi - shunga o'xshash oson uchuvchi tetrahalidlar SiHal 4 hosil bo'ladi.
Kremniy suv bilan darhol reaksiyaga kirishmaydi, kremniy suv bilan birlashganda u silandir. (div. SILANI) Literal formuladan Si n H 2n+2 - bilvosita yo'l bilan boshqarish. Monosilan SiH 4 (ko'pincha oddiy silan deb ataladi) metall silisidlarning kislotali kislotalar bilan reaktsiyasida ko'rinadi, masalan:
Ca 2 Si + 4HCl = 2CaCl 2 + SiH 4
Ushbu reaktsiyada hosil bo'lgan silan SiH 4 boshqa silanlar uyi, zokrem, disilan Si 2 H 6 va trisilan Si 3 H 8 bilan aralashtiriladi, ularda silikon atomlarining bitta rishtalari (-Si -) bilan bog'langan iplari mavjud. Si-Si-).
Azot bilan, taxminan 1000 ° S haroratda kremniy Si 3 N 4 nitridi bilan bor - termal va kimyoviy jihatdan chidamli boridlar SiB 3, SiB 6 va SiB 12 bilan reaksiyaga kirishadi. Kremniy va uning davriy jadvalidagi eng yaqin analogi - uglerod - kremniy karbid SiC (karborundum) bilan bog'langan. (div. Karborund)) yuqori qattiqlik va past kimyoviy faollik bilan ajralib turadi. Karborundum abraziv material sifatida keng qo'llaniladi.
Kremniyni metallar bilan qizdirganda, silisidlar hosil bo'ladi (div. SILICIDI). Silitsidlarni ikki guruhga bo'lish mumkin: ion-kovalent (o'tloq, o'tloq-yer metallari va magniy tipidagi Ca 2 Si, Mg 2 Si va boshqalar silisidlari) va metallga o'xshash (o'tish metallarining silisidlari). Aktiv metallarning silisidlari kislotalar taʼsirida parchalanadi, oʻtish metallarining silisidlari kimyoviy jihatdan barqaror va kislotalar taʼsirida parchalanmaydi. Metallga o'xshash silisidlar yuqori erish nuqtasiga ega (2000 ° S gacha). Ko'pincha saqlanadigan metallga o'xshash silisidlar MSi, M 3 Si 2, M 2 Si 3, M 5 Si 3 va MSi 2 dir. Metallga o'xshash silisidlar kimyoviy jihatdan inert va yuqori haroratlarda kislotaga chidamli.
Silikon dioksid SiO 2 kislotali oksid bo'lib, suv bilan reaksiyaga kirishmaydi. U polimorf modifikatsiyalar to'plami sifatida namoyon bo'ladi (kvars (div. KVARS), tridimit, kristobalit, qiya SiO 2). Ushbu modifikatsiyalar bilan kvarts eng katta amaliy ahamiyatga ega. Kvars p'ezoelektrik kuchga ega (div. P'ZOELEKTRIK MATERIALLAR) ultrabinafsha (UV) tebranish uchun vin vision. Bu termal kengayishning juda past koeffitsienti bilan tavsiflanadi, ya'ni kvartsdan tayyorlangan idishlar 1000 darajagacha bo'lgan harorat o'zgarishida yorilib ketmaydi.
Kvarts kimyoviy jihatdan kislotalarga chidamli, ammo gidroflorik kislota bilan reaksiyaga kirishadi:
SiO 2 + 6HF = H 2 + 2H 2 O
va gazga o'xshash ftorid HF:
SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O
Bu ikki reaksiya shishani o'ymak uchun keng qo'llaniladi.
SiO 2 asosiy oksidlar, shuningdek faol metallarning karbonatlari bilan eritilganda silikatlar hosil bo'ladi. (div. SILICATI)- barqaror tarkibga ega bo'lmagan tuzlar, hatto suvda erimaydigan kuchsiz kremniy kislotalari. (div. kremniy kislotasi) halol formulasi xH 2 O·ySiO 2 (ko'pincha adabiyotda kremniy kislotalari haqida emas, balki kremniy kislotasi haqida yozishning aniq imkoni yo'q, garchi biz aslida xuddi shular haqida gapirishni xohlaymiz). Masalan, natriy ortosilikatni olib tashlashingiz mumkin:
SiO 2 + 4NaOH = (2Na 2 O) SiO 2 + 2H 2 O,
kaltsiy metasilikat:
SiO 2 + CaO = CaO SiO 2
yoki kaltsiy silikat va natriyni aralashtiring:
Na 2 CO 3 + CaCO 3 + 6SiO 2 = Na 2 O CaO 6SiO 2 + 2CO 2
Na 2 O · CaO · 6SiO 2 silikat yordamida qo'ziqorin tayyorlanadi.
Shuni ta'kidlash kerakki, ko'pchilik silikatlar doimiy ravishda saqlanmaydi. Barcha silikatlardan faqat natriy va kaliy silikatlari suvda eriydi. Ushbu silikatlarning suv yaqinida parchalanishi parchalanuvchi jinslar deb ataladi. Gidroliz orqali bu o'simliklar juda nozik o'rta qismi bilan ajralib turadi. Gidrolizlangan silikatlar haqiqiy birikmalar emas, balki qattiq hosil bo'lishi bilan tavsiflanadi. Silikatlar natriy yoki kaliy bilan kislotalanganda, gidratlangan kremniy kislotalarning keskin oq cho'kmasi cho'kadi.
Qattiq kremniy dioksidi va barcha silikatlarning asosiy strukturaviy elementi kremniy atomi Si to'rt atomli O tetraedr bo'lgan guruh bo'lib, unda atom ikki kremniy atomi tomonidan hosil bo'ladi. Fragmanlar bir-biriga turli yo'llar bilan ulanishi mumkin. Silikatlar orasida, ulardagi bo'laklarning bog'lanish xususiyatiga ko'ra, orol, lantsyujkov, strichkov, sharuvate, ramka va boshqalarni ko'rish mumkin.
SiO 2 yuqori haroratlarda kremniy bilan yangilanganda, SiO omborida silikon monoksit hosil bo'ladi.
Kremniy organosilikon birikmalarining hosil bo'lishi bilan tavsiflanmaydi (div. KREMNIY ORGANIK SPOLUKLAR, Yakik atomi Komban z'dnani da Rachunok, Mistkovikh Kisnyu -O- uchun dovgi Lancuzhuzhki va teri atomi Klovichi, KRIM KOUKHEV, ikki uyushgan radikallar Radikal R 1 I R 2 = CH 3, C 2 H 5, C. , C, C, C, C 2 H 5, C 6 H 5 CH 2 CH 2 CF 3 ta in.
Zastosuvannya
Supero'tkazuvchilar material sifatida silikon vikorist ishlatiladi. Kvars piezoelektrik material sifatida, issiqlikka chidamli kimyoviy (kvars) idishlar, UV-viprominlash lampalar ishlab chiqarish uchun material sifatida muzlatilganligi ma'lum. Silikatlar kundalik materiallar sifatida keng qo'llaniladi. Derazalar amorf silikatlardan tashkil topgan. Organosilikon materiallar yuqori aşınma qarshiligi bilan ajralib turadi va amalda silikon moylari, yopishtiruvchi moddalar, kauchuklar va laklar sifatida keng qo'llaniladi.
Biologik rol
Turli organizmlar uchun kremniy muhim biogen element hisoblanadi (div. BIOGENIK ELEMENTLAR). Biz qo'llab-quvvatlovchi tuzilmalar omboriga roslinlar va jonzotlarning skeletlari bilan kirishimiz kerak. Ko'p miqdorda kremniy dengiz organizmlari - diatom yosunlari tomonidan to'plangan. (div. Diatomlar), radiolariyaliklar (div. RADIOLARYALAR), gubkalar (div. SPONGS). Odamlarning go'sht to'qimalarida (1-2) 10 -2% kremniy, kist to'qimalarida - 17 10 -4%, qonda - 3,9 mg/l. Har kuni inson tanasiga 1 g gacha kremniy kiradi.
Chaqmoqtagini yirtib tashlamang. Silikatlar va kremniy dioksidi kabi yuqori dispersli zarralarni nafas olish juda xavflidir, ular, masalan, tebranish robotlari, shaxtalarda qo'shimcha vannalar, portlatish mashinalarining ishlashi va boshqalar tomonidan parchalanadigan kristallar , lehenga buzadi. mato va og'ir kasallik uchun faryod - silikoz (div. Silikoz). Ushbu xavfli arra tarixida adashib qolmaslik uchun a'zolaringizni himoya qilish uchun respiratordan foydalaning.

Ensiklopedik lug'at. 2009 .

Sinonimlar:

Boshqa lug'atlarda "kremniy" nima ekanligiga hayron bo'ling:

- (Symbol Si), davriy sistemaning IV guruhining keng tarqalgan kimyoviy elementi, metall bo'lmagan. Birinchi marta Ensom Berzeliusning vahiysi 1824 yilda paydo bo'lgan. Kremniy faqat yarim o'tkazgichlarda, masalan, SILICA (kremniy dioksidi) yoki ... Ilmiy-texnik entsiklopedik lug'at

Kremniy- shu jumladan karbotermik kremniy dioksidi va elektr yoy pechlaridan foydalanish. Bu issiqlik va elektr o'tkazuvchanligi, sirtda qattiqroq va kukunga yoki ko'pincha shaklsiz qoldiqlarga o'xshaydi. Rasmiy terminologiya

KREMNIY- Kimyo. element, metall bo'lmagan, belgisi Si (lat. Silicium), at. n. 14, da. m 28.08; Bunga amorf va kristalli kremniy (olmos bilan bir xil turdagi kristallardan tayyorlangan) kiradi. Kubik tuzilishga ega boʻlgan amorf K. jigarrang kukuni yuqori dispersli ... Katta politexnika entsiklopediyasi

- (Silisium), Si, davriy sistemaning IV guruhi kimyoviy elementi, atom raqami 14, atom og'irligi 28,0855; metall bo'lmagan, erish nuqtasi 1415 ° S. Kremniy er qobig'idagi og'irlik bo'yicha 27,6% o'rniga, nordondan keyin yana bir elementdir. Suchasna ensiklopediyasi

Si (lot. Silicium * a. kremniy, kremniy; n. Silizium; f. silicium; i. siliseo), kimyo. davriy IV guruh elementi. Mendelev tizimi, at. n. 14, da. m. 28,086. Tabiatda 3 ta barqaror izotoplar mavjud: 28Si (92,27), 29Si (4,68%), 30Si (3 ... Geologik ensiklopediya

- (Si), sintetik monokristal, o'tkazgich. Simmetriyaning nuqta guruhi m3m, qalinligi 2,33 g/sm3, Tmelt=1417°C. Mohs shkalasi bo'yicha qattiqlik 7, tendinous, yuqori plastik. deformatsiya T>800°S da boshlanadi. Issiqlik o'tkazuvchanligi, harorat koeffitsienti. chiziqli ...... Jismoniy ensiklopediya

Rus sinonimlarining Silisian lug'ati. kremniy nomi, sinonimlari: 6 leykon (1) mineral ... Sinonimlar lug'ati

Kremniy- (Silisium), Si, davriy sistemaning IV guruhi kimyoviy elementi, atom raqami 14, atom og'irligi 28,0855; metall bo'lmagan, erish nuqtasi 1415 ° S. Kremniy er qobig'idagi og'irlik bo'yicha 27,6% o'rniga, nordondan keyin yana bir elementdir. Tasvirlangan ensiklopedik lug'at

- (lot. Silicium) Si, davriy sistemaning IV guruhining kimyoviy elementi, atom raqami 14, atom og'irligi 28,0855. Metall uchqunli quyuq kulrang kristallar; Qalinligi 2,33 g/sm³, erish temperaturasi 1415.C. Kimyoviy moddalarga chidamli. Do'konlar ...... Buyuk ensiklopedik lug'at

KREMNIY, kremniy, pl. Yo'q, odam. (Kimyo.). Ko'pgina gruzin turlarining omboriga kiritilgan kimyoviy element. Ushakovning Tlumachny lug'ati. D.M. Ushakov. 1935-1940 ... Ushakovning Tlumachny lug'ati

Rossiya Ta'lim va fan vazirligi

Oliy kasbiy ta'limni tashkil etish uchun federal davlat byudjeti ta'limi

"MATI - K.E. Tsiolkovskiy nomidagi Rossiya davlat texnika universiteti" (MATI)

“O‘limga olib keluvchi qurilmalarni sinovdan o‘tkazish” kafedrasi

Insho

"Kimyo" kursi uchun

Mavzu: "Kremniy"

Talaba: Akbaev Dauit Rinatovich

Guruh: 2ILA-1DS-298

Vikladach: Evdokimov Sergey Vasilovich

Moskva 2014 yil

Tirik organizmlardagi kremniy

Kashfiyot tarixi va tarixi

Tabiatda kengayish

Budova atomi va asosiy kimyoviy va fizik kuchlar

Otrimannya

Zastosuvannya

Z'ednannya

qo'shimcha

1. Tirik organizmlardagi kremniy

Kremniy (lot. Silicium), Si, Mendelev davriy tizimining IV guruhining kimyoviy elementi; atom raqami 14, atom og'irligi 28086. Tabiatda element uchta barqaror izotopga ega: 28 Si (92,27%), 29 Si (4,68%) va 30 Si (3,05%).

Tanadagi kremniy turli qismlarda joylashgan bo'lib, u qattiq skelet qismlari va to'qimalarining shakllanishida katta rol o'ynaydi. Ayniqsa, kremniyga boy dengiz oʻtlari (masalan, diatomli suv oʻtlari) va jonzotlarda (masalan, kremniyli gubkalar, radiolaryanlar) toʻplanishi mumkin, ular okean tubida kremniy dioksidini bosib oʻlayotganda hosil boʻladi.Yu.

Sovuq dengiz va ko'llarda kremniyga boy biogen xachirlar, tropik dengizlarda kremniy miqdori past bo'lgan biogen xachirlar afzallik beriladi. Tuproq o'simtalarining o'rtasida, donli o'simliklar, o'tlar, palma daraxtlari va otlar juda ko'p kremniy to'playdi. Tog'li hayvonlarda kulda kremniy dioksidi o'rniga 0,1-0,5% bo'ladi. Kremniy ko'rinishlarining eng ko'p miqdori qalin paxta matolari, neylonlar va to'quv matolarida uchraydi. Insonning kundalik ratsionida 1 g gacha kremniy bo'lishi kerak.

Havoda kremniy dioksidining yuqori konsentratsiyasi bo'lsa, u odamlarning o'pkasiga singib ketadi va kasallik - silikoz (lotincha silexdan - kremniy), odamlarning kasalligi, bu esa arra bilan ozgina nafas olishiga olib keladi, shuning uchun silikadan qochish, kasbiy kasalliklar bilan kurashish. Bu konchilik, chinni buyumlar, metallurgiya va mashinasozlik sanoati ishchilarida uchraydi. Silikoz - pnevmokonyozlar guruhidan kelib chiqadigan eng yoqimsiz kasallik; Ko'pincha boshqa kasalliklar sil kasalligi (silikotuberkulyoz deb ataladigan) va boshqa asoratlar bilan bog'liq.

2. Kashfiyot tarixi va tarixi

Tarixiy fon. Yarim chaqmoqtosh, keng tarqalgan erni tosh davridagi odamlar ko'rgan. Vikoristannaya tosh chig'anoqlari taxminan ming yil davomida ishlagan va suvni sug'organ. Yarim kremniyning qattiqlashishi, ularni qayta ishlash bilan bog'liq - shisha tayyorlash - miloddan avvalgi 3000 yillarda boshlangan. e. (Qadimgi Misr). Ilgari ma'lum bo'lgan kremniy - dioksid SiO 2(kremniy oksidi). 18-asrda silika oddiy shaklda hurmatga sazovor bo'ldi va "asos" ga keltirildi (bu uning nomidan ko'rinib turibdi). I.Ya.ni o'rnatish orqali silika omborining katlanuvchanligi. Berzelius.

Vilnyusda chaqmoqtosh birinchi marta 1811 yilda frantsuz olimi J. Gey-Lyusak va O. Tenard tomonidan qayta tiklangan.

1825 yilda shved mineralogi va kimyogari Yakob Berzelius amorf kremniyni ajratib oldi. Amorf kremniyning jigarrang kukuni yangilangan kaliy metall gazsimon kremniy tetraflorid bilan chiqariladi:

4 + 4K = Si + 4KF

Keyinchalik, kristall shakli kremniy bilan kesilgan. Eritilgan metallardan kremniyning qayta kristallanishi qattiq moddaning kulrang rangini, shuningdek, metall yaltiroq kristallarni olib tashlashga olib keldi. Kremniy elementining ruscha nomlari Uzvichev G.I. Hess 1834 yilda tug'ilgan.

. Tabiatda kengayish

Kremniy smoladan keyin erning eng koʻp tarqalgan elementidir (27,6%). Er qobig'ining qattiq qobig'ini hosil qilish uchun eng ko'p minerallar va jinslarni o'z ichiga olgan element. Yer qobig'ida kremniy o'simliklar va o'simliklar dunyosida ko'mir kabi muhim rol o'ynaydi. Oldin geokimyo uchun. Muhim, inklyuziv ravishda nordon bilan mytsnyy ulanish yogo. Silikonning eng keng doirasi silikon oksidi SiO dir 2va shunga o'xshash kremniy kislotalar, ular silikatlar deb ataladi. Silikon (IV) oksidi mineral kvartsga (kremniy, kremniy) o'xshaydi. Tabiatda hamma narsa bir-biriga aralashib ketganligi sababli. Ular juda katta, og'irligi 40 tonnagacha, kvarts kristallari. Asl qum turli uylar bilan qoplangan donador kvartsdan iborat. Dunyoda qum ishlab chiqarish 300 million tonnani tashkil qiladi.

Tabiatda eng keng tarqalgan silikatlar aluminosilikatlardir (kaolin Al 2O 3*2SiO 2*2H 2O, asbest CaO*3MgO*4SiO 2, ortoklaz K 2O*Al 2O 3*6SiO 2ta in.). Agar mineral tarkibida kremniy va alyuminiy oksidlari bo'lsa va natriy, kaliy va kaltsiy oksidlari bo'lsa, mineral dala shpati (oq slyuda va boshqalar) deb ataladi. Dala shpatlaridan oldin tabiatda silikatlarning taxminan yarmi mavjud. Girskiy granit va gneys jinslariga kvarts, slyuda, dala shpati kiradi.

Zavodning omboriga va chaqmoqtosh dunyosiga yetib borish uchun ozgina kuch sarflanadi. Siz sabzavot va donning barcha turlarining poyalarini olib tashlashingiz mumkin. Bu bu o'simliklarning poyalarining ortib borayotgan qiymatini tushuntiradi. Kipriksimonlarning qobig'i, gubkalarning tanasi, qushlarning tuxumlari va patlari, hayvonlarning junlari, sochlari, ko'zlarning egiluvchan tanasi ham kremniyni o'z ichiga oladi.

Kemalar tomonidan etkazib beriladigan oylik tuproq namunalari tahlili 40 yuzdan ortiq qism miqdorida kremniy oksidi mavjudligini ko'rsatdi. Tosh meteoritlar omborida kremniy o‘rniga 20 yuz gektar kremniy bor.

. Budova atomi va asosiy kimyoviy va fizik kuchlar

Kremniy metall yaltiroq quyuq kulrang kristall hosil qiladi, u a = 5,431 davriga ega olmos kabi kubik yuz markazli zarrachalarni hosil qiladi. Å, qalinligi 2,33 g/sm ³ . Juda yuqori vitse yordamida 2,55 g / sm qalinlikdagi yangi (ehtimol olti burchakli) modifikatsiya kesildi. ³ . 1417 ° S da eritiladi, 2600 ° S da qaynatiladi. Chuqurning issiqlik quvvati (20-100 ° S da) 800 J / (kg × K) yoki 0,191 kal/(g × do'l); Toza ranglar uchun ipning issiqlik o'tkazuvchanligi doimiy emas va (25 ° C) 84-126 Vt / (m) oralig'ida. × K), yoki 0,20-0,30 kal/(sm × s_k × do'l). Chiziqli kengayishning harorat koeffitsienti 2.33 ×10-6 K-1; 120K dan pastda u salbiy bo'ladi. dovgokhvilovyh ICh-promenív uchun kremniy ko'rish; egilish indikatori (l = 6 mkm uchun) 3,42; dielektrikning kirib borishi 11.7. Silikon diamagnetik, atom magnit sezgirligi 0,13×10 -6. Silikon qattiqligi Mohs 7,0, Brinell bo'yicha 2,4 Gn/m ² (240 kgf/mm ² ), bahorning moduli 109 Gn/m ² (10890 kgf/mm) ² ), mustahkamlik koeffitsienti 0,325 ×10 -6sm ² / kg. Silikon tendon materiali; 800 ° C dan yuqori haroratlarda sezilarli plastik deformatsiya boshlanadi.

Silikon o'tkazgich bo'lib, u tobora to'xtab qoladi. Oldin elektr quvvati. uydan tashqarida yolg'on gapiring. Xona haroratida kremniyning hajmli elektr quvvatining namligi 2,3 ga teng deb qabul qilinadi. ×10 3ohm × m (2.3 ×10 5 ohm × sm).

P-tipli o'tkazuvchanlikka ega (qo'shimchalar, Al, In yoki Ga) va n-tipli (P, Bi, As yoki Sb qo'shimchalari) Supero'tkazuvchilar kremniy sezilarli darajada past o'tkazuvchanlikka ega bo'lishi mumkin. Elektr tebranishlari orqasidagi ekranlangan zonaning kengligi 0 K da 1,21 ev ga, 300 K da 1,119 ev ga kamayadi.

Mendelev davriy sistemasidagi kremniyning oʻrniga koʻra kremniy atomining 14 ta elektroni uchta qobiq orqasida tarqalgan: birinchisida (yadroda) 2 ta elektron, ikkinchisida 8 ta, uchinchisida (valentlik) 4 ta; elektron qobiqning konfiguratsiyasi 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2. Keyingi ionlanish potentsiallari (EB): 8,149; 16,34; 33.46 va 45.13. Atom radiusi 1,33 Å, kovalent radius 1.17Å, Ion radiusi Si 4+0,39Å, Si4- 1,98Å.

Spoluklarda kremniy (uglerodga o'xshash) 4 valentli. Biroq, uglerodga qo'shimcha ravishda, koordinatsion raqami 4 bo'lgan kremniy tartibi 6-raqamli koordinatsiyani ochib beradi, bu atomning katta yaqinligi bilan izohlanadi (bunday birikmalarga misol sifatida guruh o'rnini bosadigan silikon floriddir. 2-).

Kremniy atomining boshqa atomlar bilan kimyoviy bog'lanishi gibrid sp3 orbitallarining hizalanishi uchun javobgardir, shuningdek, ikkita beshinchi (bo'sh) 3D orbitallarni olish mumkin, ayniqsa kremniy uni oltita muvofiqlashtirilgan bo'lsa. Elektromanfiylikning kichik qiymati 1,8 dan ortiq bo'lishiga qaramay (uglerod uchun 2,5 ga nisbatan; azot uchun 3,0 va boshqalar), kremniy metall bo'lmaganlar bilan birgalikda elektropozitivdir va shuning uchun qutbli xususiyatga ega. Si-O kislotasi bilan bog'lanishning yuqori energiyasi 464 kJ/mol (111 kkal/mol) ga etadi, uning nordon birikmalarining (SiO2 va silikatlar) qarshiligini aniqlaydi. Si-Si aloqasining energiyasi past, 176 kJ/mol (42 kkal/mol); ko'mir shaklida, Oldin uchun. Uzoq muddatli lansinatlarning shakllanishi va Si atomlari orasidagi pastki bog'lanish uchun xos emas. Oksid va quruq eritmadan tayyorlangan kremniy qoplamasi yuzasida u yuqori haroratlarda barqarordir. Kislota 400 ° C da oksidlanishni boshlaydi, bu silikon dioksid SiO ni tinchlantiradi. 2. Shuningdek, u gaz shaklida yuqori haroratlarda barqaror bo'lgan SiO monoksitni o'z ichiga oladi; To'satdan sovutish natijasida qattiq mahsulotni olib tashlash mumkin, uni Si va SiO ning nozik aralashmasiga osongina ajratish mumkin. 2. Kremniy kislotalarga chidamli va nitrat va ftorhidrat kislotalar ishtirokida kamroq parchalanadi; ko'rgan suvdan issiq suv o'tloqlarida osongina parchalanadi. Silikon xona haroratida ftor bilan, galogenlar eritmasi bilan - yarim qattiq formula SiX bilan qizdirilganda reaksiyaga kirishadi. 4(Div. Silikon galogenidlar). Suv to'g'ridan-to'g'ri kremniy bilan reaksiyaga kirishmaydi va kremniy suvi (silani) silisidlarning parchalanishiga qarshilik ko'rsatadi. SiH dan kremniy oksidi turlari 4Si uchun 8H 18(Omborning orqasida uglevodlardagi chegaralarga o'xshaydi). Silikon kislorodli silanlarning 2 guruhi - siloksanlar va siloksenlar bilan reaksiyaga kirishadi. Kremniy 1000°C dan yuqori haroratlarda azot bilan reaksiyaga kirishadi. Amaliy ahamiyatga ega Si nitridi. 3N 4, 1200 ° C da havoda oksidlanmaydi, kislotalarga (azot kislotasi) va o'tloqlarga, shuningdek, erigan metallar va shlaklarga chidamli bo'lib, uni kimyo sanoati uchun qimmatli materialga aylantiradi, ateşleyici va yuqori qattiqlik va uglerodli (kremniy karbid SiC) va bor (SiB) bilan silikon ham termal va kimyoviy qarshilikka ega. 3, SiB 6, SiB 12). Qizdirilganda kremniy (metall katalizatorlar ishtirokida, masalan, mis) xlororganik birikmalar bilan (masalan, CH2 bilan) reaksiyaga kirishadi. 3Cl) organohalosilan eritmalari bilan [masalan, Si(CH 3)3CI], sonli organosilikon birikmalarini sintez qilish uchun xizmat qiladi.

5. Ottrimannya

Eng oson yo'li - silikonni olib tashlash va uni qo'lda laboratoriya usuli yordamida silikon oksidi SiO bilan yangilash. 2asosiy metallar bilan yuqori haroratlar uchun. Turg'unlikni yangilash uchun silikon oksidning qarshiligiga qo'shimcha ravishda magniy va alyuminiy kabi faol qo'shimchalar qo'llaniladi:

SiO 2+ 4Al = 3Si + 2Al2 O 3

Metall alyuminiy bilan yangilanganda, u kristalli kremniyni o'z ichiga oladi. Metalllarni oksidlaridan metall alyuminiy bilan yangilash usuli rossiyalik fizik-kimyogari N.M. Beketiv 1865 yilda tug‘ilgan. Alyuminiyga kremniy oksidi qo'shilsa, reaktsiya mahsulotlarini - 205 ° C da eriydigan kremniy va alyuminiy oksidini eritish uchun issiqlik kerak bo'lmagan ko'rinadi. Reaksiya mahsulotlarining erish nuqtasini pasaytirish uchun reaktsiyaga spirt va ortiqcha alyuminiy qo'shing. Reaktsiya natijasida past eriydigan alyuminiy sulfid hosil bo'ladi:

2Al + 3S = Al2 S 3

Eritilgan kremniyning tomchilari tigel tubiga tushadi.

Texnik tozalikdagi kremniy (95-98%) yangilangan kremniy dioksidi SiO bilan elektr reaktivida olinadi. 2grafit elektrodlari o'rtasida

2+2C=Si+2CO

Supero'tkazuvchilar texnologiyasining rivojlanishi bilan bog'liq holda sof va ayniqsa sof kremniy olish usullari ishlab chiqildi. Bu sof chiqish kremniyning oldinga sintezini talab qiladi, undan kremniy yangilangan yoki termal parchalanish bilan olinadi.

Sof supero'tkazgichli kremniy ikki xil bo'ladi: polikristal (yangilangan SiCl 4yoki SiHCl 3sink yoki suv, termal kengayish SiCl 4ta SiH 4) va monokristalli (tigelsiz zona erishi va eritilgan kremniydan bitta kristallning "burilishi" - Czochralski usuli).

Texnik kremniyni xlorlashning asosiy usuli kremniy tetraxloriddir. Kremniy tetrakloridni eritishning eng qadimgi usuli taniqli rus kimyogari, akademik N.N. Beketova. Ushbu usul tengdoshlarga ko'rsatilishi mumkin:

4+Zn=Si+2ZnCl 2.

Bu erda 57,6 ° S haroratda qaynaydigan kremniy tetraklorid rux bug'i bilan reaksiyaga kirishadi.

Hozirgi vaqtda kremniy tetraklorid suv bilan aralashtiriladi. Reaktsiya quyidagi yo'nalishlarda davom etadi:

SiCl 4+2H 2=Si+4HCl.

Silikon kukunga o'xshash ko'rinish bilan chiqadi. Kremniyni tozalashning yodid usuli avval tasvirlangan sof titanni yodiddan tozalash usuliga o'xshaydi.

Sof kremniyni olish uchun u sof titan bilan bir xil tarzda zonali eritish yordamida uydan tozalanadi.

Bir qator o'tkazgich qurilmalari uchun eng chiroyli o'tkazgich materiallari monokristallar shaklida topiladi, shuningdek, polikristalli materiallar elektr quvvatida nazoratsiz o'zgarishlarga duchor bo'ladi.

Yagona kristallarni o'rashda ular Czochralski usuli yordamida tozalanadi, bu quyidagilarga asoslanadi: eritilgan material qirqish bilan tushiriladi, uning oxirida bu materialning kristalli joylashtiriladi; Bu kelajakdagi monokristalning urug'idir. Soch kesish 1-2 mm / x gacha bo'lgan past suyuqlik bilan eritmadan tortiladi. Natijada, kerakli o'lchamdagi monokristal asta-sekin o'sib boradi. Bu erda o'tkazgich qurilmalarida ishlatiladigan plitalar muhrlanadi.

. Zastosuvannya

Maxsus qotishma kremniy o'tkazgich qurilmalarini (tranzistorlar, termistorlar, quvvat rektifikatorlari, keramik diodlar - tiristorlar; kosmik kemalarda ishlatiladigan quyosh fotoelementlari) ishlab chiqarish uchun material sifatida keng qo'llaniladi. Infraqizil optikada muzlatilgan uzun qalinligi 1 dan 9 mikrongacha bo'lgan almashish uchun kremniy teshiklarining bo'laklari.

Silikon turli xil turg'unlik joylariga ega, ularning barchasi kengayib bormoqda. Metallurgiyada kremniy vikorist eritilgan metallarda oksidlanish (rozoksidlanish) hosil qiladi. Silikon va katta miqdordagi ombor qotishmalari va rangli metallar. Shuning uchun kremniy qotishmalarga korroziyaga chidamliligini oshiradi, ularning suyuqlik kuchini oshiradi va mexanik kuchini oshiradi; Agar kremniy miqdori juda yuqori bo'lsa, u mo'rtlashishi mumkin. Eng muhimi, kremniyni o'z ichiga olgan metallar, mis va alyuminiy qotishmalari. Kremniy organosilikon birikmalari va silisidlarni sintez qilish uchun tobora ko'proq kremniy ishlatiladi. Kremniy oksidi va turli xil silikatlar (gil, dala shpati, slyuda, talk va boshqalar) shisha, tsement, keramika, elektr va boshqalarga qayta ishlanadi. sanoat galuzi.

Silikonizatsiya, materialning silikon bilan sirt yoki hajm to'yinganligi. U yuqori haroratda kremniy plomba ustida hosil bo'lgan kremniy bug'ida yoki suv bilan reaksiyaga kirishadigan xlorosilanni o'z ichiga olgan gazsimon muhitda, masalan, reaksiya orqali materialni qayta ishlash natijasida hosil bo'ladi.

l 4+ 2H2 = Si + 4HC1.

O'tga chidamli metallarni (W, Mo, Ta, Ti va boshqalar) oksidlanishdan himoya qilish muhimdir. Oksidlanishga qarshilik kuchli diffuziyali silitsid qoplamalari bilan "o'z-o'zidan yopiladigan" (WSi) bilan ishlov berish orqali aniqlanadi. 2,MoSi 2ta in.). Silikatlangan grafit keng tarqalgan.

. Z'ednannya

Silitsidi

Silisidlar (lot. Silicium - kremniydan), kremniyning metallar va ba'zi metall bo'lmaganlar bilan kimyoviy birikmalari. Kimyoviy bog'lovchi turiga qarab silitsidlarni uchta asosiy guruhga bo'lish mumkin: ion-kovalent, kovalent va metallga o'xshash. Ion-kovalent silisidlar o'tloq (shu jumladan natriy va kaliy) va o'tloq-yer metallari, shuningdek mis va sink kichik guruhlari metallari tomonidan yaratilgan; kovalent - bor, uglerod, azot, kislota, fosfor, oltingugurt, ular boridlar, karbidlar, kremniy nitridlari deb ham ataladi) va boshqalar; metallga o'xshash - o'tish metallari.

Si va shunga o'xshash metallarning eritilgan yoki sinterlangan kukunga o'xshash aralashmalaridan silisidlarni olib tashlang: Si, SiC, SiO dan qizdirilgan metall oksidlari 2í tabiiy silikatlar yoki sintetik (ba'zan uglerod bilan aralashmada); metall va SiCl o'rtasidagi o'zaro ta'sir 4ta H 2; K.dan hosil boʻlgan eritmalarni elektroliz qilish 2SiF 6va metall oksidi. Kovalent va metallga o'xshash silisidlar o'tga chidamli, oksidlanishga chidamli, mineral kislotalar va turli agressiv gazlar bilan reaksiyaga kirishadi. Silitsidlar samolyotlar va raketa texnologiyalari uchun issiqlikka bardoshli metall-keramika kompozit materiallar omborida ishlab chiqariladi. MoSi 21600 ° Vt gacha bo'lgan haroratda ishlaydigan isitish pechlarini tayyorlash uchun yordam sifatida xizmat qiladi. FeSi 2, Fe 3Si 2, Fe 2Si po'latlarni deoksidlanish va qotishma uchun saqlanadigan ferrosilitium bilan omborga kiradi. Silikon karbid asosiy o'tkazgich materiallaridan biridir.

Silikon grafit

Silikonlangan grafit, grafit, kremniy quyiladi. U 1800-2200 ° S haroratda kremniy plombada g'ovak grafit hosil bo'lishidan hosil bo'ladi (bunda kremniy bug'lari g'ovaklarga joylashadi). Grafit asos, kremniy karbid va yuqori sifatli kremniydan tayyorlangan. Quvvatli grafit o'zining qattiqligi, gaz o'tkazmasligi, 1750 ° S gacha bo'lgan haroratlarda oksidlanishga yuqori qarshilik va eroziyaga chidamliligi tufayli yuqori haroratlarda yuqori issiqlik barqarorligi va chidamliligini beradi. U yuqori haroratli pechlarni qoplashda, metall quyish moslamalarida, isitish elementlarida, yuqori haroratli va eroziyaga qarshi chig'anoqlarda qayta ishlanadigan samolyot va kosmik texnika qismlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Silal

Silal (lot. Silicium - kremniy va ingliz qotishmasidan - qotishma), o'rniga kremniy qo'shilgan issiq chavun (5-6%). Silal yuqori haroratli lavabolarda (800-900 ° S) qayta ishlanadigan juda arzon quyma qismlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, masalan, ochiq o'choqli pechlar eshiklari, panjara panjaralari va bug 'qozonlarining qismlari.

Silumin

Silumin (lotin tilidan: Silicium - kremniy va Aluminium - alyuminiy), tarkibida kremniy (4-13%, ba'zi markalarda 23% gacha) bo'lgan alyuminiy asosidagi qotishmalar guruhining rasmiy nomi. Texnologik va operatsion quvvatni zaruriy tushunish tufayli siluminlar Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be va boshqa metallarni o'z ichiga oladi. Siluminlar yuqori kuchga ega va yuqori mexanik kuchga ega, ammo ular Al - Cu tizimiga asoslangan qotishmalarning mexanik kuchlarini qurbon qiladi. Siluminlarning ustunligidan oldin ularning nam va dengiz atmosferasida korroziyaga chidamliligi kuchayadi. Silumina avto va samolyotlarning asosiy vazifasi bo'lgan buklanadigan konfiguratsiyadagi qismlarni ishlab chiqarish jarayonida muzlatiladi.

Silikomarganets

Asosiy komponentlari kremniy va marganets bo'lgan silikon-marganets ferroqotishmasi; ko'mir eritish jarayoni yordamida ruda-termik pechlarda eritiladi. Marganets rudasi, marganets shlaki va kvartsitdan olinadigan 10-26% Si (Mn, Fe va aroma) bo'lgan kremniy-marganets po'lat eritishda oksidlovchi va qotishtiruvchi qo'shimcha sifatida vikorizatsiya qilinadi, shuningdek, uning o'rniga pastki qismdan ferromarganetsni eritish uchun. uglerod kremniyidan. 28-30% Si bo'lgan kremniy-marganets (yuqori marganetsli, kam fosforli shlaklar maxsus manba bo'lib, ular uchun yuqori marganetsli, kam fosforli shlaklar ishlatiladi) metall marganets ishlab chiqarishda turg'unlashadi.

Silikoxrom

Silikoxrom, ferrosilikoxrom, ferroqotishma, asosiy komponentlari kremniy va xrom; kvarsit va granullangan ferroxrom yoki xrom rudasidan ko'mir eritish jarayoni yordamida ruda-termik pechda eritiladi. 10-46% Si (Cr, Fe va asosiy asos) bo'lgan kremniy xrom past qotishma po'latni eritishda, shuningdek, ferroxromni silikotermik jarayon o'rniga qaytarilgan uglerod bilan tozalash uchun vikorizatsiya qilinadi. 43-55% Si bo'lgan kremniy xrom uglerodsiz ferroxrom ishlab chiqarishda va zanglamaydigan po'latni eritishda turg'unlashadi.

Silxrom (lotin tilidan: Silicium - kremniy va Chromium - xrom), Cr (5-14%) va Si (1-3%) bilan qotishma issiqqa chidamli va issiqqa chidamli po'latlar guruhining umumiy nomi. Operatsion organlarning zarur darajasiga qo'shimcha miqdorda Mo (0,9% gacha) yoki Al (1,8% gacha) qo'shish muhimdir. Suyuqlikni olib tashlash uchun 850-950 ° S gacha bo'lgan ahmoq xrom sirt va o'rtada oksidlanishga chidamli; ichki yonuv dvigatellari uchun klapanlar, shuningdek, qozon qurilmalari qismlari, panjaralar va boshqalarni ishlab chiqarish uchun bosh sifatida yig'iladi.

Silikon galogenidlar

Silikon galogenidlar, galogenli yarim kremniy. Erta turdagi kremniy asosidagi galogenidlar (X-galogen): SiX 4, SiH n X 4-n (Halosilan), Si n X 2n+2 va aralash galogenidlar, masalan, SiClBr 3. Eng yaxshi aqllar uchun SiF 4- gaz, SiCl 4ta SiBr 4- radini (eritmasi - 68,8 va 5 ° S), SiI 4- qattiq tana (tnl 124 ° C). Ulanish SiX 4gidrolizga oson sezgir:

OltiX 4+2H 2O=SiO 2+4HX;

sirtida SiO ning undan ham kichikroq zarralari hosil bo'lgandan keyin qorong'i bo'ladi 2; Silikon tetraflorid turlicha reaksiyaga kirishadi:

SiF 4+2H 2O=SiO 2+2H 2SiF 6

Xlorsilani (SiH n X 4-n ), masalan, SiHCl 3(Si ga gazsimon HCl taʼsiridan kelib chiqadi), suv taʼsirida mahalliy siloksan lanset Si-O-Si bilan polimerik birikmalar hosil boʻladi. Yuqori reaksiya xususiyatlari tufayli xlorosilan organosilikon birikmalarini olib tashlash uchun samarali yechim hisoblanadi. Si turiga ulanish n X2 n+2 , X - xlor bilan Si atomlarining lantslarini olib tashlash uchun Si ni o'z ichiga olgan qatorni bering 6Cl 14(tnl 320 ° C); Boshqa halogenlar faqat Si bilan reaksiyaga kirishadi 2X 6. Turlarning ulanishi olib tashlandi (SiX 2)n ta (Olti) n . SiX molekulalari 2SiX esa yuqori haroratda gaz holida va tez sovutishda (nodir azot) asosiy organik birikmalarda ajralmas bo'lgan polimer qattiq moddalarni eritish uchun hosil bo'ladi.

Silikon tetraklorid SiCl4 yog'lar, elektr izolyatsiyasi, issiqlik tashuvchisi, hidrofobik moddalar va boshqalarni ishlab chiqarishda qo'llaniladi. silikon silikat kvarts kristalli

Silikon karbid

Silikon karbid, karborundum, SiC, kremniy va uglerod bilan birlashtirilgan; texnologiyada topiladigan eng muhim karbidlardan biri. Sof ko'rinishdagi kremniy karbid - olmos porlashi bilan omborsiz kristall; yashil chi ning texnik mahsuloti, ko'k-qora rang. Kremniy karbid ikkita asosiy kristalli modifikatsiyada mavjud - olti burchakli (a-SiC) va kubik (b-SiC) va olti burchakli oddiy molekulalarning o'ziga xos strukturaviy tekis maydon merizatsiyasi printsipidan ilhomlangan "gigant molekula". a-SiC dagi uglerod va kremniy atomlarining sharlari turli xil tarzda joylashtirilgan bo'lib, ular turli xil strukturaviy turlarni ifodalaydi. b-SiC a-SiC o'tishi 2100-2300 ° S haroratda kuzatiladi (teskari o'tishdan qochish kerak emas). Silikon karbid o'tga chidamli (2830 ° C da eriydi), yuqori qattiqlikka ega (mikroqattiqlik 33400 MN/m) ² yoki 3,34 tf/mm ² ), faqat olmos va bor karbid B4 C ni qurbon qilish; baland ovozda; qalinligi 3,2 g/sm ³ . Silikon karbid turli xil kimyoviy vositalarga, shu jumladan yuqori haroratga chidamli.

Kremniy karbid elektr pechlarida 2000-2200° da kvars qumi (51-55%), koks (35-40%), NaCI (I-5%) va tirsiy (5-10%) qo'shilgan holda olinadi. Silikon karbid o'zining yuqori qattiqligi, kimyoviy chidamliligi va aşınmaya bardoshliligi tufayli abraziv material sifatida (silliqlashda), qattiq materiallarni kesishda, asbob punktlarida, shuningdek, kimyo va metallurgiya uskunalarining o'yilgan qismlarini ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi. yuqori haroratlarda aqllarni katlama. Silikon karbid, o'yilgan uylar bilan qotishma, supero'tkazgichlarni ishlab chiqarishda, ayniqsa yuqori haroratlarda qo'llaniladi. Silikon karbiddan elektrotexnikada foydalanish foydalidir - yuqori haroratli elektr pechlari (elektr tasmalari) uchun isitish tayanchlarini, elektr uzatish liniyalari uchun chaqmoq to'xtatuvchilarni, chiziqli bo'lmagan tayanchlarni, omborlarda elektr izolyatsiyalash moslamalarini va boshqalarni ishlab chiqarish uchun.

Silikon dioksid

Kremniy dioksidi (kremniy oksidi), SiO 2kristallar. Eng yirik mineral - kvarts; An'anaviy qum ham kremniy dioksididir. Shisha, chinni, sopol buyumlar, beton, maqsadli, keramika, saqich qatroni sifatida, xromatografiyada adsorbent, elektronikada, akusto-optikada va boshqalarda qo'llaniladi. Bosim ostida ma'lum harorat oralig'iga chidamli.

Kremniyning kristalli tuzilishining asosini tetraedralardan hosil bo'lgan arzimas ramka hosil qiladi, ular olovlangan kislotalar (5104) orqali birlashadi. Shu bilan birga, ularning taqsimlanishining simmetriyasi, qadoqlash qalinligi va strukturaning o'zaro yo'nalishi, bu turli minerallar kristallarining simmetriyasi va ularning fizik xususiyatlari bilan belgilanadi. Vinyatok uning tuzilishining asosini oktaedrlardan tashkil etishini tasdiqlaydi (SiO 6), bu rutilga o'xshash tuzilmani yaratadi. Barcha silikalar (har xil turdagi kvartslardan tashqari) barsiz hisoblanadi. Mineralogik shkala bo'yicha qattiqlik 5,5 (a-tridimit) dan 8-8,5 (stishovit) gacha o'zgarib turadi.

Silika ko'pincha hatto fraksiyonel donalar, kristalli tolali (a-kristobalit, ya'ni lussatit) va boshqa sferoid birikmalar shaklida bo'ladi. Ko'pincha kristallar planshetsimon yoki qatlamsimon ko'rinishga ega (tridimit), oktaedr, dipiramidal (a- va b-kristobalit), mayda-gollar (koesit, stichoshit). Ko'pgina silikalar (kvarsdan tashqari) er qobig'ining sirt zonalarida juda kam va beqaror. SiO ning yuqori haroratli modifikatsiyalari 2- b-tridimit, b-kristobalit - yosh evfuziya jinslarining kichik zarrachalarida (dasit, bazalt, liparit va boshqalar) hosil bo'ladi. Past haroratli a-kristobalit, a-tridimit tartibida, agat, kalsedon, opallarning saqlash qismlaridan biridir; issiq suv eritmalaridan, shu jumladan kolloid SiO dan qo'shiladi 2. Stishovit va kosit zustrinutlar Arizona shtatidagi (AQSh) Iblis kanyonidagi meteor kraterining qidiruv tizimlarida, bu erda meteorit qulagan soatda mitten bosimi ostida va yuqori haroratlarda kvarts uchun hidlar yaratilgan. Tabiatda shuningdek: uchqunlar ta'sirida kvarts qumining erishi natijasida hosil bo'lgan kvarts jinsi (lechatelierit deb ataladi) va melanoflogit - fraksiyonel kubik kristallar va tarozilar shaklida (psevdomorfozlar). Sitsiliya (Italiya) jinsida opal shaklidagi va kalsedon shaklidagi kvartslar mavjud. Tabiatda kitlar konsentratsiyalanmagan.

Kvars (nem. Quarz), mineral; Kvars nomi ostida silikon dioksid SiO ning ikkita kristalli modifikatsiyasi mavjud 2: olti burchakli kvarts (yoki a-kvars), 1 atm (yoki 100 kn/m) bosimga chidamli ² ) 870-573 °C harorat oralig'ida va trigonal (b-kvars), 573 ° C dan past haroratlarda barqaror. b-kvars tabiatda eng keng tarqalgan. Vin trigonal sistemaning trigonal trapezoidi sinfida kristallanadi. Ramka tipidagi kristall strukturasi kremniy-tarid tetraedrlardan iborat bo'lib, kristalning bosh o'qi bo'ylab vint (vintning o'ng yoki chap zarbasi bilan) kabi aylantiriladi. Kristallarning o'ng va chap strukturaviy va morfologik shakllari qirralarning o'sishi simmetriyasiga ko'ra bo'linadi (masalan, trapezoidal va boshqalar). Kvars kristallaridagi tekisliklar va simmetriya markazining mavjudligi piroelektrik va piroelektrik kuchlarning mavjudligini aniqlaydi.

Ko'pincha kvarts kristallari olti burchakli prizma va ikkita romboid (kristal bosh) yuzlarining muhim rivojlanishi bilan bo'ysungan-prizmatik ko'rinishga ega. Keyin kristallar psevdoeksagonal dipiramida ko'rinishini oladi. Halqalar kvartsning oddiy kristallari bo'lib, ular o'ralgan holda o'ralgan bo'lib, ular ko'pincha egizak uchastkalarni yaratadilar. Braziliya va Dofin qonunlari. Qolganlari kristallarning o'sishi natijasida va siqilish bilan birga bo'lgan termal a - b o'tishlar paytida ichki strukturaviy o'zgarishlar natijasida va mexanik deformatsiyalar tufayli muvaffaqiyatsiz bo'ladi. Kvarsdagi kristallar, donalar va agregatlarning rangi juda xilma-xil: eng asosiy barsiz, sutli yoki kulrang kvarts. Prozori yoki shunga o'xshash chiroyli tikanli kristallar maxsus deyiladi: barless, prozori - Girskiy kristalli; binafsha - ametist; dimchasti - rauchtopaz; chorni - morion; oltin sariq - sitrin. Si ni almashtirishda strukturaviy nuqsonlardan kelib chiqadigan zarar 4+Fe ustida 3+yoki Al 3+Na bog'iga bir soatlik kirish bilan 1+, Li 1+abo (VIN) 1-. Uchinchi tomon minerallarining mikrokristallarini kiritish uchun murakkab tikanli kvarts ham mavjud: yashil primerlar - aktinolit yoki xloritning mikrokristallarini kiritish; oltin qumli aventurin - slyuda yoki gematitning qo'shilishi va boshqalar. Kvarsning skritokristalli navlari - agat va kalsedon - juda nozik tolali birikmalardan iborat. Kvars optik jihatdan bir vaznli, ijobiy. Bükme ko'rsatkichlari (kunduzgi yorug'lik uchun l=589,3): ne=1,553; yo'q = 1,544. Ultraviyole va qisman infraqizil o'zgarishlar haqida tushuncha. Yorug'lik tekisligi polarizatsiyalangan almashinuv to'g'ridan-to'g'ri chap kristallning optik o'qiga o'tkazilganda, kvarts kristalli polarizatsiya tekisligini chapga, o'ng esa - o'ngga buradi. Spektrning ko'rinadigan qismida o'rashning kesilishining qiymati (1 mm bo'lgan kvarts plitasining qalinligi uchun) 32,7 (l 486 nm) dan 13,9 ° (728 nm) gacha o'zgaradi. Dielektrik kirish (eij), pyezoelektrik modul (djj) va bahor koeffitsientlari (Sij) qiymatlari (xona haroratida): e11 = 4,58; e33 = 4,70; d11 = -6,76 * 10-8; d14 = 2,56 * 10-8; S11 = 1,279; S12 = - 0,159; S13 = -0,110; S14 = -0,446; S33 = 0,956; S44 = 1,978. Chiziqli kengayish koeffitsientlari o'rnatilishi kerak: 3-tartibli o'qga perpendikulyar 13,4 * 10 -6va 8*10 o'qiga parallel -6. b - a K o'zgarishi issiqligi 2,5 kkal/mol (10,45 kJ/mol) bo'lib qoladi. Mineralogik shkala bo'yicha qattiqlik 7; qalinligi 2650 kg/m ³ . 1710 ° S haroratda eriydi va muzlatgichda muzlaydi. kvarts qiyaligi Eriydigan kvarts yaxshi izolyator hisoblanadi; 18 ° C da 1 sm qirrali kubning tayanchi 5 * 10 ga teng 18ohm / sm, chiziqli kengayish koeffitsienti 0,57 * 10 -6sm/°C. Yuqori bosim va haroratda (gidrotermik sintez) SiO2 suv manbalaridan olinadigan sintetik uglerod monokristallarini o'stirishning iqtisodiy samarali texnologiyasi ishlab chiqilgan. Sintetik Do kristallari. barqaror elektr xususiyatlarini, radiatsiya qarshiligini, yuqori optik bir xillikni va boshqa qimmatli texnik xususiyatlarni ta'minlash.

Tabiiy kvarts juda keng ko'lamli mineral bo'lib, unda ko'plab tog'li jinslar, shuningdek, yuqori navli po'stlog'li kopalinalar jinsi mavjud. Sanoat uchun eng muhim kvarts materiallari kvarts qumlari, kvartsit va kristalli monokristalli kvartsdir. Qolganlari kamdan-kam uchraydi va juda qadrlanadi. Kvarts kristallarining asosiy tug'ilgan joylari Uralda, Pomirda, daryo havzasida. Aldan; kordondan tashqarida Braziliya va Malagasi respublikasi klanlari joylashgan. Kvarts qumlari keramika va shisha sanoati uchun muhim xom ashyo hisoblanadi. Kvarts monokristallari radiotexnologiyada qo'llaniladi (zarracha-elektr chastota stabilizatorlari, filtrlar, rezonatorlar, ultratovushli qurilmalarda piesoplatalar va boshqalar); optik qurilmalarda (spektrograflar uchun prizmalar, monoxromatorlar, ultrabinafsha optikasi uchun linzalar va boshqalar). Eritilgan kvarts maxsus kimyoviy idishlarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Bundan tashqari, kimyoviy toza kremniyni olib tashlash uchun ishlatiladi. Zargarlik buyumlarida prosori, kvartsning chiroyli ishlangan navlari va qimmatbaho toshlar keng qo'llaniladi.

Kvars jinsi, bir komponentli silikat jinsi, kremniyning tabiiy navlari - Girskiy kristalli, tomir kvarts va kvarts qumi, shuningdek sintetik kremniy dioksidining erishi natijasida hosil bo'ladi. Sanoat kvarts shishasining ikki turi mavjud: prozor (optik va texnik) va prozor bo'lmagan. Kvars oynasining shaffofligi kichik gaz lampalarining (diametri 0,03 dan 0,3 mikrongacha) ko'p sonli bo'linishlarini keltirib chiqaradi, ular engil porlaydi. Optik jihatdan, kvarts shishasi eritilgan Girskiy kristalidan, bir xilda va ko'rinadigan gaz lampalarini olib tashlamaydi; Silikat shishasining eng past kuchiga ega (nD = 1,4584) va eng yuqori yorug'lik o'tkazuvchanligi, ayniqsa, ultrabinafsha o'tkazuvchanligi uchun. Kvarts shishasi yuqori termal va kimyoviy qarshilik bilan tavsiflanadi; haroratni yumshatish K. s. 1400 °C. Kvarts shishasi yaxshi dielektrik bo'lib, elektr o'tkazuvchanligi 20 ° C-10 da -14 - 10-16ohm -1m -1, 20 ° C haroratda va 106 Hz chastotada dielektrik yo'qotishlar tangensi - 0,0025-0,0006 Kvars shishasi laboratoriya shisha idishlari, tigellar, optik asboblar, izolyatorlar (ayniqsa, yuqori haroratlar uchun), viroblar, yuqori materiallarni tayyorlash uchun ishlatiladi. haroratga kolivan.

Silani

Silani (lot. Silicium - kremniy), Si formulali kremniy va suv aralashmasi n H2 n+2 . Trimani silani oktasilan Sigacha 8H 18. Xona haroratida kremniyning dastlabki ikki shakli monosilan SiH hisoblanadi 4ta disilane Si 2H 6- gazga o'xshash, boshqa - letki radini. Barcha chaqmoq tosh zarralari yoqimsiz hidga ega, tashlang. Silani, masalan, o'z-o'zidan qarz olish dunyosida ancha barqaror, kamroq gidroksidi

Si 2H 6+7O 2=4SiO2 +6H 2O.

Suv bilan parchalanadi:

3H 8+6H 2O=3SiO2 +10H 2

Tabiatda silanlar ushlanmaydi. Laboratoriyada magniy silisid ustidagi suyultirilgan kislotalar turli qo'shimchalar aralashmasidan chiqariladi, sovutiladi va bo'linadi (yuqori tezlikda distillash orqali).

Kremniy kislotalari

Silikat angidrid SiO ga o'xshash kremniy kislotalari 2; juda zaif kislotalar, ichimlik suvida past quvvat. Toza ko'rinish uchun metasilikon kislota H olib tashlandi 2SiO 3(aniqrog'i, polimer shakli H 8Si 4O 12) ta H 2Si 2O 5. Suvdagi amorf kremniy dioksidi (amorf kremniy oksidi) (1 l uchun taxminan 100 mg) ortosilikat kislota H ni eritadi. 4SiO 4. Kremniy kislotalar turli usullar bilan ajratilganda, ularning o'rniga qattiq zarrachalar (molyar massasi 1500 gacha) hosil bo'ladi, ularning yuzasida OH guruhlari mavjud. Shunday qilib, yoritish. Eritma suvning pH indikatoriga bog'liq va barqaror (pH 2 ga yaqin) yoki agregat bo'lib, jelga aylanadi (pH 5-6). Bardoshli, yuqori konsentrlangan kremniy kislotasi eritmasi, unda maxsus birikmalar - stabilizatorlar, qog'oz qazib olish paytida turg'unlik, to'qimachilik sanoati, suvni tozalash uchun. Ftorsilik kislota, H 2SiF 6kuchli noorganik kislota. Suv uxlash ehtimoli kamroq; Bir qarashda u silikon tetraflorid SiF ga parchalanadi 4bu ftoridli suv HF. U yuqori darajada dezinfektsiyalovchi vosita sifatida, shuningdek, kremniy kislotalari tuzlarini - silikofloridlarni olib tashlash uchun asosiy vosita sifatida ishlatiladi.

Silikat

Silikatlar, kremniy kislotalarning tuzlari. Eng katta kenglik er qobig'ida (massaning 80%); 500 dan ortiq minerallar mavjud, ular orasida zumrad, beril, akuamarin kabi qimmatbaho toshlar mavjud. Silikatlar tsement, keramika, emal, silikat shishasining asosidir; boy metallar, yopishtiruvchi moddalar, farmatsevtika va boshqalarni ishlab chiqarishdan sirop; radioelektronika materiallari va boshqalar. Silikofloridlar, ftorsilikatlar, ftorsilikat kislota tuzlari H 2SiF 6. Qizdirilganda ular, masalan, parchalanadi

6= CaF2 + SiF 4

Na, K, Rb, Cs va Ba tuzlari suvda erishi va kislota va mikrokimyoviy tahlilda aniqlanadigan xarakterli kristallar hosil qilish uchun muhimdir. Eng amaliy qiymat natriy silikofloriddir. 2SiF 6(zokrema, kislotaga chidamli tsement ishlab chiqarishda, emal va boshqalar). Men Na qismini nazarda tutyapman 2SiF 6NaF ga aylantiradi. Trim Na 2SiF 6qasos bilan SiF 4Superfosfat o'simliklarining chiqishi Mg, Zn va Al (texnik nomi fluati) ning suvda yaxshi eriydigan sillikofloridlari toshga suv o'tkazmasligini ta'minlash uchun davolanadi. Barcha silikatlar (shuningdek H 2SiF6 ) Otruyí.

qo'shimcha

Fig.1 O'ng va chap kvarts.

Shakl.2 Silika minerallari.

3-rasm Kvars (tuzilish)

Repetitorlik

Sizga bu odamlardan qo'shimcha yordam kerakmi?

Bizning o'qituvchilarimiz sizga mos keladigan mavzular bo'yicha maslahat beradilar yoki repetitorlik xizmatlarini ko'rsatadilar.
Arizangizni yuboring To'g'ridan-to'g'ri bir vaqtning o'zida o'shalarning tayinlanishidan, maslahatni bekor qilish imkoniyati haqida bilish uchun.

Mustaqil kimyoviy element sifatida kremniy insoniyatga faqat 1825 yilda ma'lum bo'ldi. Albatta, yarim kremniyni bunday ko'plab sohalarga qo'yish muhim emas edi, chunki element vikorizatsiyalanmagan joylarni ortiqcha ta'sir qilish osonroq. Ushbu maqola kremniyning fizik, mexanik va kimyoviy kuchini va uning yarimo'tkazgichlarini, qotib qolish joylarini, shuningdek, kremniyning po'lat va boshqa metallar kuchiga oqib o'tadigan joylarini yoritadi.

Yangi boshlanuvchilar uchun kremniyning magmatik xususiyatlarini ko'rib chiqaylik. Yer qobig'i massasining 27,6 dan 29,5% gacha kremniy. Dengiz suvida elementning kontsentratsiyasi tubsiz emas - 3 mg / l gacha.

Litosferada tarqalishi bilan silikon kislotalilikdan keyin boshqa joyga joylashadi. Biroq, uning eng keng tarqalgan shakli - kremniy oksidi, dioksid va uning kuchi - bunday keng tarqalgan turg'unlik uchun asos bo'ldi.

Chaqmoq tosh bo'lganlar haqida, bu video haqida:

Maxsuslikni tushuning

Silikon metall bo'lmagan va kislotali va asosiy quvvatni turli xil fikrlardan aniqlash mumkin. Bu odatiy o'tkazgich bo'lib, elektrotexnikada juda keng qo'llaniladi. Uning kuchining jismoniy va kimyoviy jihatlari ko'pincha alotropik sifatida ko'riladi. Ko'pincha o'ng tomonda ular kristalli shaklda paydo bo'ladi, ularning parchalari xalq hokimiyatidan ko'proq talab qilinadi.

• Silikon inson organizmidagi asosiy makroelementlardan biridir. Ushbu nuqson suyak to'qimalari, sochlar, terilar, tirnoqlar sohasida namoyon bo'ladi. Bundan tashqari, kremniy immunitet tizimining samaradorligiga ta'sir qiladi.
• Tibbiyotda element, aniqrog'i, bu sariqlikda birinchi o'rinni topdi. Tarkibida kremniy bo‘lgan quduqlardan olingan suv toza va yuqumli kasalliklarga ijobiy chidamli ekanligi aniqlandi. Bugungi kunda kremniy bilan aloqalar sil, ateroskleroz va artritga qarshi dorilar uchun asosdir.
• Zagalom nometall past faol, zustity yogo yig'iladigan toza ko'rinishi. Buning sababi, ochiq havoda to'p tezda dioksid tomonidan so'riladi va reaktsiyani to'xtatadi. Isitish paytida kimyoviy faollik kuchayadi. Natijada, odamlar uning o'zi bilan emas, balki yarim yurak so'zlari bilan ko'proq tanish bo'lishadi.

Shunday qilib, kremniy metallarni aslida barcha metallar - silisidlar bilan eritadi. Ularning barchasi refrakterlik va qattiqlik bilan ajralib turadi va ma'lum joylarda qattiqlashadi: gaz turbinalari, isitish pechlari.

Metall bo'lmaganlar D.I jadvalida joylashgan. Mendelev 6-guruhda uglerod, germaniy bilan birga, bu so'zlarning qo'shiqliligini ko'rsatadi. Shunday qilib, bu "rednit" ning ko'miri bilan organik elementlar yaratilgunga qadar yaratiladi. Bunday holda, kremniy, germaniy kabi, sintezda ishtirok etadigan turli xil kimyoviy reaktsiyalarda metallga kuch berishi mumkin.

Ijobiy va salbiy tomonlari

Go‘yo xalq hukmronligida turg‘unlik nuqtai nazaridan boshqa har qanday nutq qo‘ng‘ir tashlanishi mumkin yoki achchiqlikka hojat yo‘q. Muhim hid - vikoristonning eng muhim maydoni.

• Unabiyakoy perevaga nutq ê yogo foydalanish imkoniyati. Tabiatda bu aniq emas, ammo shunga qaramay, kremniyni olib tashlash texnologiyasi unchalik murakkab emas, garchi u energiya talab qilsa.
• Yana bir muhim afzallik - yolg'izlik shaxsiyatsizlik spoluk supra-jigarrang rezavorlar bilan. Bu silanlar, silisidlar, dioksid va, albatta, turli xil silikatlar. Flint va uning shishasining katlanadigan qattiq materiallarni yaratish qobiliyati amalda cheksizdir, bu tosh, tosh va keramikaning turli xil variantlarini cheksiz tanlash imkonini beradi.
• Politsiya organlari Nometall elektrotexnika va radiotexnikada asosiy material sifatida o'z o'rnini egallaydi.
• Metall bo'lmagan ê toksik bo'lmagan bu har qanday sanoatda turg'unlikka imkon beradi va texnologik jarayonni potentsial xavfli jarayonga aylantirmaydi.

Yaxshi qattiqlik uchun materialga ma'lum darajada qo'shimcha tiniqlik berilishi mumkin. Silikon yuk ko'taruvchi tuzilmalar uchun ishlatilmaydi, lekin bu kristallarning sirtini to'g'ri qoplash imkonini beradi, bu esa o'rnatish uchun muhimdir.

Keling, kremniyning asosiy kuchi haqida gapiraylik.

Quvvat va xususiyatlar

Kristalli kremniy sanoatda ko'pincha qo'llanilganligi sababli, uning kuchi ham muhimdir va texnik xususiyatlarda juda hid paydo bo'ladi. Jismoniy kuch nutqlari quyidagilardan iborat:

• erish harorati - 1417;
• qaynash harorati - 2600 S;
• qalinligi 2,33 g/m3 ni tashkil qiladi. Qisqichbaqasimonlik haqida nima deyish hayratlanarli;
• issiqlik sig'imi, shuningdek issiqlik o'tkazuvchanligi eng sof namunalarda doimiy emas: 800 J/(kg K), yoki 0,191 kal/(g deg) va 84-126 Vt/(m K), yoki 0,20-0,30 kal/( sm·sek·deg) vidpovídno;
• infraqizil optikada ishlab chiqilayotgan uzoq muddatli IR-viprominatsiya haqida tushuncha;
• dielektrikning kirib borishi - 1,17;
• Mohs shkalasi bo'yicha qattiqlik - 7.

Elektr quvvati uyda qattiq yotmaydi. Sanoatda bu xususiyat vikoristik bo'lib, kerakli oziqlantiruvchi turini modulyatsiya qiladi. Oddiy haroratda kremniy cho'ziladi, lekin 800 S ga qizdirilganda plastik deformatsiya mumkin.

Amorf kremniyning kuchi turli yo'llar bilan farqlanadi: u yuqori gigroskopik va normal haroratda faolroq reaksiyaga kirishadi.

Kremniyning tuzilishi va kimyoviy saqlanishi, shuningdek kuchi quyidagi videoda muhokama qilinadi:

Ombor va tuzilma

Kremniy ikkita alotropik shaklda mavjud, ammo normal haroratda barqaror.

• Kristal Bu quyuq kulrang kukunga o'xshaydi. Daryo tarkibida olmosga o'xshash kristalli zarralar bo'lsa-da, atomlar orasidagi uzoq aloqa orqali oqadi. Dirijyor sifatida o'z vakolatingizni o'rnatishga qiziqish.
• Yuqori vitse bilan siz olib tashlashingiz mumkin olti burchakli qalinligi 2,55 g / kub bo'lgan modifikatsiya. div. Biroq, amaliy ahamiyatga ega bo'lgan ushbu bosqich hali ham noma'lum.
• Amorf- Jigarrang-jigarrang kukun. Bundan tashqari, kristall shakli reaksiyada faolroq. Bu birinchi shaklning inertligidan emas, balki daryoning sirtida dioksid to'pi bilan qoplanganligi bilan bog'liq.

Bundan tashqari, kristall va kremniyning o'lchamlari bilan bog'liq bo'lgan, birgalikda qatronni yaratadigan yana bir tasnif turini ko'rib chiqish kerak. Ko'rinishidan, kristalli zarralar atomlarni ham, atomlar yaratadigan tuzilmalarni ham tartibga solishga imkon beradi - bu uzoq tartib deb ataladi. Kim buyukroq bo'lsa, hokimiyatdagilarga o'xshaganlar so'zsiz qoladilar.

• Monokristalli- ko'z bitta kristalldir. Uning tuzilishi maksimal darajada tartibga solingan, hokimiyat bir xil va yaxshi o'tkazilgan. Ushbu turdagi materialning o'zi elektrotexnika sohasida eng katta talabga ega. Biroq, siz o'ta oxiriga borishingiz kerak, chunki uni olib tashlash jarayoni murakkab va o'sish tezligi past.
• Ko'p kristalli- yirik kristalli donalar to'plami hosil bo'ladi. Ularning o'rtasida qo'shimcha nuqsonli qatlamlar hosil bo'ladi, bu esa filmning o'tkazgich sifatida unumdorligini pasaytiradi va katta aşınmaya olib keladi. Multikristallarni ishlab chiqarish texnologiyasi sodda, shuning uchun material arzonroq.
• Polikristal- Bu ko'p miqdordagi donalardan iborat bo'lib, tasodifiy birma-bir aralashtiriladi. Bu mikroelektronika va quyosh energiyasida mavjud bo'lgan sanoat kremniyining eng toza navidir. Dosit ko'pincha ko'p ta'mli monokristallarni ishlab chiqish uchun eritma sifatida ishlatiladi.
• Ushbu tasnifda amorf kremniy yaqin o'rinni egallaydi. Bu erda atomlarning joylashish tartibi qisqa masofalarda ham qisqaradi. Biroq, elektrotexnikada nozik iplarning ko'rinishi hali ham ta'kidlanadi.

Virobnitsvo metall bo'lmagan

Sof kremniyni olish unchalik oson emas, chunki kremniyning inertligi va ularning ko'pchiligi yuqori erish nuqtasi. Sanoat uni to'ldirish uchun ko'pincha karbonat angidriddan foydalanadi. Reaksiyani yoy pechlarida 1800 S haroratda o'tkazing. Shu tarzda metall bo'lmagan 99,9% tozalik bilan chiqariladi, bu jarayon uchun etarli emas.

Xloridlar va gidroxloridlarni olib tashlash uchun olib tashlangan material xlorlanadi. Keyin barcha mumkin bo'lgan usullardan foydalangan holda uyni tozalang va suv bilan yangilang.

Siz magniy silisidini olib tashlash orqali qatronni tozalashingiz mumkin. Silitsid xlorid va oktoik kislotaga qo'shiladi. Silanni olib tashlang va qolganlarini boshqa usul bilan tozalang - sorbsiya, rektifikatsiya va boshqalar. Keyin silan suv va kremniyga 1000 S haroratda yoyiladi. Bu aralashmada 10 -8 -10 -6% konsentratsiya olinadi.

Zastosuvannya rechoviny

Sanoat uchun metall bo'lmaganlarning elektrofizik xususiyatlarini aniqlash katta qiziqish uyg'otadi. Uning bir kristalli shakli bilvosita bo'shliqli o'tkazgichga ega. Uning vakolatlari berilgan kuchlardan kremniy kristallarini qo'lga kiritish imkonini beruvchi uylar bilan ifodalanadi. Shunday qilib, bor va indiy qo'shilishi elektr o'tkazuvchanligi bo'lgan kristallarni ko'paytirishga imkon beradi va fosfor va mishyak qo'shilishi elektron o'tkazuvchanlikka ega kristallarni beradi.

• Kremniy, so'zning so'zma-so'z ma'nosida, zamonaviy elektrotexnikaning asosidir. U tranzistorlar, fotoelementlar, integral mikrosxemalar va boshqalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Bundan tashqari, qurilmaning funksionalligi deyarli har doim kristalning sirt to'pi bilan bog'liq bo'lib, u sirtning o'ziga xos imkoniyatlarini belgilaydi.
• Metallurgiyada texnik kremniy qotishmalarning modifikatori sifatida ishlatiladi - u katta qiymat beradi, komponent sifatida - masalan, deoksidlovchi vosita sifatida - chavun ishlab chiqarish vaqtida.
• Supersof va metallurgik tozalashlar tovush energiyasining asosini tashkil qiladi.
• Metall bo'lmagan dioksid tabiatda turli shakllarda uchraydi. Uning kristall navlari - opal, agat, karnelian, ametist va gruzin billurlari zargarlik buyumlarida o'z o'rnini topdi. Metallurgiyada, kundalik hayotda va radioelektrotexnikada juda ko'p modifikatsiyalar - chaqmoq toshlari, kvartslar qo'llaniladi.
• Metall bo'lmagan uglerod - karbid bilan birikmasi metallurgiya, asbobsozlik sanoati va kimyo sanoatida qo'llaniladi. Bu keng maydonli plomba moddasi bo'lib, Mohs shkalasi bo'yicha yuqori qattiqlikka ega - 7 va moslashuvchan, bu abraziv material sifatida qotib qolish imkonini beradi.
• Silikatlar kremniy kislotasining tuzlaridir. Harorat ko'tarilganda beqaror, oson ochiladi. Ularning o'ziga xos xususiyati shundaki, ular ko'p va xilma-xil tuzlar tomonidan yaratilgan. Va eksa shisha, keramika, fayans, kristall va boshqalarni ishlab chiqarish uchun asos bo'lib qoladi. Ishonch bilan ayta olamizki, kundalik hayot turli xil silikatlarga asoslangan.
• Sklo bu erda eng katta portlashni ifodalaydi. Uning asosini aluminosilikatlar tashkil etadi, ammo boshqa moddalarning arzimas uylari - oksidlarni o'z ichiga olgan holda, materialga turli xil xususiyatlar, shu jumladan rang beradi. - , Fayans, chinni, mohiyatiga ko'ra, turli xil tarkibiy qismlarga ega bo'lsa-da, bir xil formulaga ega va uning xilma-xilligi ham har xil.
• Metall bo'lmagan boshqa xususiyatga ega: u kremniy atomlari bilan uzun nayzaga o'xshash yarim uglerod tipidagi birikmalar hosil qiladi. Bunday tovushlar organosilikon deb ataladi. Ularni ishlab chiqarish ko'lami aniq emas - silikonlar, mastiklar, moylar va boshqalar.

Kremniy yanada kengroq element bo'lib, xalq boshqaruvining ko'plab sohalarida juda katta ahamiyatga ega. Bundan tashqari, nafaqat nutqning o'zi, balki barcha xilma-xil va sonli jihatlar faol vikorizatsiya qilinadi.

Quvvat va kremniy haqida video: