Silicon (elfen gemegol) priodweddau fformiwla nodweddiadol. stori agoriadol Silicon

Mae llawer o ddyfeisiau a apparatuses technolegol modern wedi cael eu creu o ganlyniad i nodweddion unigryw o sylweddau a geir mewn natur. Ddynoliaeth trwy arbrofi ac astudiaeth ofalus o'r elfennau sydd o'n cwmpas yn gyson yn uwchraddio ei ddyfais ei hun - gelwir y broses hon cynnydd technolegol. Mae'n seiliedig ar syml, yn hygyrch i bawb bethau sydd o'n cwmpas mewn bywyd bob dydd. Er enghraifft, mae'r tywod, yr hyn y mae'n gallu bod yn syndod ac anarferol? Mae gwyddonwyr yn gallu ynysu oddi wrth y silicon - yn elfen gemegol, heb y fyddai unrhyw offer cyfrifiadurol. Ei faes cais yn amrywiol ac yn gyson yn ehangu. Caiff hyn ei gyflawni drwy briodweddau unigryw yr atom silicon, ei strwythur a'r posibilrwydd o cyfansoddion syml gyda sylweddau eraill.

nodwedd

Yn y system cyfnodol, a ddatblygwyd D. I. Mendeleevym, silicon (elfen gemegol) a nodir gan y symbol Si. Mae'n cyfeirio at y anfetelau, wedi ei leoli yn y prif y pedwerydd grŵp y trydydd cyfnod, mae gan rhif atomig 14. Nid Mae ei agosrwydd at carbon yn ddamweiniol: mewn llawer o'u heiddo yn debyg. Heb ei gweld yn natur ar ffurf pur, fel elfen gweithgar ac mae ganddo bond digon cryf ag ocsigen. deunydd Sylfaen - silica, sy'n ocsid, ac silicadau (tywod). Pan silicon hwn (ei cyfansoddyn naturiol) yn un o'r elfennau cemegol mwyaf cyffredin yn y byd. Cynnwys ffracsiwn Màs y mae'n ail yn unig i ocsigen (mwy na 28%). Mae'r haen uchaf crwst yn cynnwys silicon deuocsid yn y ffurf (cwarts hon), gwahanol fathau o glai a thywod. Yr ail grŵp mwyaf cyffredin yn cynnwys ei silicadau. Ar ddyfnder o tua 35 km o'r haenau arwyneb yn cael eu trefnu adneuon gwenithfaen a basalt, sy'n cynnwys cyfansoddion silicon. Nid yw cynnwys canran y craidd y ddaear yn cael ei cyfrifedig allan eto, ond agosaf at yr haenau arwyneb y fantell (hyd at 900 km) yn cynnwys silicadau. Mae cyfansoddiad y crynodiad silicon dŵr y môr yn 3 mg / l, pridd lleuad 40% yn cynnwys cyfansoddion. Cosmos, a oedd yn ddynoliaeth hyd yma wedi eu harchwilio yn cynnwys yr elfen hon cemegol mewn symiau mawr. Er enghraifft, dadansoddiad spectral o feteorynnau, pa ddulliau y ddaear o bell sydd ar gael i ymchwilwyr, wedi dangos eu bod yn cynnwys 20% o silicon. Mae posibilrwydd o ffurfio o fywyd ar sail yr elfen hon yn ein galaeth.

broses ymchwil

Mae sawl cam Hanes darganfod yr elfen gemegol silicon. Llawer o sylweddau, systematized Mendeleev, a ddefnyddir gan ddynoliaeth am ganrifoedd. Ar ben hynny, yr elfennau yn y ffurf naturiol, h .y. mewn cyfansoddion sydd heb gael eu trin yn gemegol, ac nid yw eu holl eiddo oedd yn hysbys i'r bobl. Yn y broses o astudio holl nodweddion sylwedd ymddangosodd defnydd newydd. Nid yw priodweddau silicon hyd yma wedi cael eu hastudio tan y diwedd - yr elfen hon yn ddigon ystod eang ac amrywiol o geisiadau gadael lle i ddarganfyddiadau newydd i genedlaethau o wyddonwyr yn y dyfodol. Bydd technoleg fodern gyflymu'r broses hon yn sylweddol. Yn yr unfed ganrif XIX, mae llawer o fferyllwyr enwog wedi bod yn ceisio cael silicon pur. Am y tro cyntaf roedd yn bosibl gwneud Tenaru L. a J. Gay-Lussac yn 1811, ond darganfod yr elfen yn perthyn i J. Berzelius, a oedd yn gallu nid yn unig yn adnabod y sylweddau, ond hefyd i ddisgrifio. Fferyllydd o Sweden got silicon yn 1823, ar gyfer hyn defnyddiodd potasiwm metelaidd a halen potasiwm. Cynhaliwyd y adwaith lle yn y catalydd ar ffurf gwres. Mae sylwedd syml liw llwyd-frown deillio yn silicon amorffaidd. Crystal elfen pur gafwyd yn 1855 Sainte-Kler Devilem. Mae'r cymhlethdod yn uniongyrchol gysylltiedig â dyrannu cryfder uchel bondiau atomig. Yn y ddau achos, mae'r adwaith cemegol yn cael ei gyfeirio at broses o puro o amhureddau, y modelau amorffaidd a crisialog briodweddau gwahanol.

Silicon: Elfen gemegol ynganiad

Yr enw cyntaf y powdwr sy'n deillio - Kizel - cynigiwyd gan Berzelius. Yn y Deyrnas Unedig a'r Unol Daleithiau silicon a heddiw ei gyfeirio ato fel silicon (Silicium) neu silicon (Silicon). Mae'r term yn tarddu o'r gair Lladin "fflint" (neu "carreg"), ac yn y rhan fwyaf o achosion mae'n cael ei glymu i'r cysyniad "ddaear" oherwydd amrediad eang o ran eu natur. ynganiad Rwsia y cemegol yn wahanol, mae'r cyfan yn dibynnu ar y ffynhonnell. Fe'i galwyd silica (Zakharov cymhwyso y term yn 1810), Sicily (1824 Dvigubsky, Solovyov), silica (1825 ofn), a dim ond yn 1834, mae'r fferyllydd Rwsia Almaeneg Ivanovich Gess yn cyflwyno enw sy'n hyd yn hyn a ddefnyddiwyd y rhan fwyaf o ffynonellau - silicon. Mae'r Cyfnodol System Mendeleyev ef symbol dynodedig Si. Sut i ddarllen yr elfen silicon gemegol? Mae llawer o ysgolheigion o wledydd Saesneg eu hiaith ynganu ei enw fel "B" neu defnyddiwch y gair "silicon". Felly yr enw fyd-enwog y cwm, sydd yn ymchwil a gweithgynhyrchu o llwyfan caledwedd cyfrifiadurol. boblogaeth sy'n siarad Rwsieg yn cyfeirio at yr elfen silicon (o'r gair Groeg "clogwyn Mountain").

Mae bod mewn natur: meysydd

Systemau mynydd Cyfan cynnwys cyfansoddion silicon, nad yw'n cael ei ganfod mewn ffurf pur, gan fod yr holl fwynau hysbys yn dioxides neu silicadau (Alwminosilicadau). Mae harddwch anhygoel y cerrig a ddefnyddiwyd gan bobl fel deunydd addurniadol - mae'n opals, amethysts, math cwarts, iasbis, chalcedony, agat, crisial roc, carnelian a llawer o rai eraill. Maent yn cael eu ffurfio o ganlyniad i achosion o amrywiol cyfansoddion silicon a oedd yn pennu dwysedd, strwythur, lliw a chyfeiriad defnyddio. Adolygu byd anorganig gellir gysylltiedig â'r un elfen gemegol, lle mae'r amgylchedd yn ffurfio bondiau cryf gyda metelau neu fetelau (sinc, magnesiwm, calsiwm, manganîs, titaniwm ac yn y blaen. D.). Drwy gymharu â sylweddau eraill, silicon yn weddol hawdd ei gyrraedd ar gyfer echdynnu ar raddfa ddiwydiannol: mae'n cael ei gweld yn y rhan fwyaf o fathau o mwynau a mwynau. Felly, blaendaliadau cloddio yn weithredol yn gysylltiedig â'r ffynonellau mwyaf fforddiadwy o ynni nag i glystyrau tiriogaethol o fater. Cwartsit a thywod cwarts ar gael ym mhob gwlad. Rhan fwyaf o gynhyrchwyr mawr a chyflenwyr silicon yw: Tsieina, Ffrainc, Norwy, Unol Daleithiau (Gorllewin Virginia, Ohio, Alabama, Efrog Newydd), Awstralia, De Affrica, Canada, Brasil. Yr holl weithgynhyrchwyr yn defnyddio amrywiaeth o ffyrdd, sydd yn dibynnu ar y math o gynnyrch (technegol, lled-ddargludyddion, uchel-silicon). Mae gan yr elfen gemegol cyfoethogi ychwanegol neu fel arall, puro o bob math o amhureddau eiddo unigol ohonynt yn dibynnu ar ei ddefnydd pellach. Mae hyn hefyd yn berthnasol i'r sylwedd. Strwythur Silicon diffinio cwmpas ei gais.

Hanes defnydd

Yn aml iawn, oherwydd y tebygrwydd o enwau pobl yn drysu silicon a fflint, ond nid yw cysyniadau hyn yn union yr un fath. Rydym yn glir. Fel y soniwyd eisoes, yn natur, silicon yn heb ei ganfod yn ei ffurf pur, ni ellir ei ddweud am ei gysylltiadau (yr un silica). Y prif fwynau a chreigiau a ffurfiwyd deuocsid rydym yn ystyried y sylwedd - yn y tywod (dŵr a silica), cwarts a cwartsit, ffelsbar a fflint. Roedd yr olaf wedi clywed mae'n rhaid i gael yr holl, gan ei fod yn cael ei roi bwys mawr yn hanes y ddynoliaeth. Gyda hyn glymu'r offer cerrig gan bobl yn ystod Oes y Cerrig. Mae ei ymylon miniog yn deillio o sglodio y creigwely, hwyluso fawr ar waith y gwragedd tŷ hynafol, a'r posibilrwydd o hogi - helwyr a physgotwyr. Nid oedd gan y Fflint cryfder cynhyrchion metel, ond gallai'r offerynnau wedi methu yn hawdd cael ei ddisodli. Ei ddefnydd fel fflint para sawl canrif - nes bod y ddyfais o ffynonellau eraill.

O ran realiti heddiw, mae'r priodweddau silicon yn ei gwneud yn bosibl i fanteisio ar y deunydd ar gyfer addurno neu o llestri ceramig, ac iddi, yn ogystal â golwg esthetig neis, mae ganddo nifer o nodweddion swyddogaethol rhagorol. Mae cyfarwyddyd ar wahân ar ei gais oherwydd y ddyfais o wydr tua 3000 o flynyddoedd yn ôl. Mae'r digwyddiad hwn yn gyfle i greu drychau, llestri, mosaig gwydr lliw o gyfansoddion sy'n cynnwys silicon. Fformiwla sylweddau cychwynnol ategu elfennau angenrheidiol, gan ganiatáu i'r cynnyrch i roi lliw a ddymunir ac effaith ar gryfder y gwydr. harddwch ac amrywiaeth syfrdanol o weithiau celf eu gwneud gan ddyn o mwynau a cherrig sy'n cynnwys silicon. Mae'r eiddo iachau yr elfen hon wedi cael eu disgrifio gan wyddonwyr o hynafiaeth a'u defnyddio drwy gydol hanes y ddynoliaeth. Maent yn gosod allan y ffynhonnau ar gyfer storio dŵr yfed ar gyfer cynhyrchion a ddefnyddir mewn bywyd bob dydd ac mewn meddygaeth. Mae'r powdr drwy malu ei chymhwyso i'r clwyfau. Rhoddwyd sylw arbennig i ddŵr sy'n mynnu mewn pot a wneir o gyfansoddion sy'n cynnwys silicon. cyfansoddiad elfen gemegol rhyngweithio ag ef, gan ganiatáu i'r rhif ddinistrio bacteria pathogenig a micro-organebau. Ac nid dyna'r cyfan y sectorau lle rydym yn ystyried y sylwedd yn iawn, iawn yn y galw. Strwythur silicon yn achosi ei multifunctionality.

eiddo

Am fwy o fanylion ar nodweddion y deunydd, mae angen ystyried, gan ystyried yr holl eiddo posibl. Nodweddion cemegol elfen silicon cynllun yn cynnwys priodweddau ffisegol, paramedrau trydanol, mae'r cyfansoddion astudio ac amodau adwaith, ac felly mae eu hynt. G. Silicon yn y ffurf crisialog mae liw llwyd tywyll gyda llewyrch metelaidd. Wyneb-ganolog dellt ciwbig o garbon yn debyg (diemwnt), ond oherwydd hyd fwyaf o'r cysylltiadau nid yw mor gryf. Plastig mae'n ei wneud gwres hyd at 800 ^{° C,} mewn achosion eraill, mae'n parhau i fod yn fregus. Priodweddau ffisegol o silicon yn gwneud sylweddau wirioneddol unigryw ei: mae'n dryloyw i ymbelydredd is-goch. pwynt toddi - 1410 ⁰ C a'r berwi - 2600 ⁰ C, dwysedd o dan amodau arferol - 2330 kg / m ^3. Nid yw dargludedd thermol yn gyson ar gyfer y gwahanol samplau mae'n cael ei dderbyn yn bras werth o 25 ⁰ C. Mae'r eiddo yr atom silicon yn caniatáu ei ddefnydd fel lled-ddargludyddion. ceisiadau o'r fath yn fwyaf yn y galw yn y byd heddiw. Mae maint y dargludedd yn dylanwadu ar gyfansoddiad o silicon ac elfennau, yn y cyd â hwy. Felly, ar gyfer dargludedd electronig gwell yn cael eu defnyddio antimoni, arsenig, ffosfforws, am tyllog - alwminiwm, gallium, boron, Indiwm. Wrth greu dyfeisiau gyda silicon yn cael ei ddefnyddio fel triniaeth wyneb canllaw gyda'r asiant, sy'n effeithio ar weithrediad y cyfarpar.

Mae'r eiddo o silicon fel arweinydd ardderchog a ddefnyddir yn eithaf helaeth yn yr offeryn modern. Arbennig o bwysig ei ddefnydd wrth weithgynhyrchu cyfarpar soffistigedig (ee, dyfeisiau cyfrifiadura modern, cyfrifiaduron).

Silicon: Elfen gemegol nodweddiadol

Yn y rhan fwyaf o achosion, mae'r silicon yn tetravalent, mae cyfathrebu lle y gellir ei osod i ddau hefyd. O dan amgylchiadau arferol, mae'n weithgar yn wael, mae cyfansawdd cryf ar dymheredd ystafell dim ond adweithio gyda fflworin yn y cyflwr nwyol cyfanswm. Mae hyn oherwydd y ffilm wyneb effaith Deuocsid blocio, sy'n cael ei arsylwi yn y rhyngweithio gyda'r ocsigen amgylchynol neu ddŵr. Er mwyn ysgogi adweithiau angenrheidiol i ddefnyddio catalydd: cynnydd yn y tymheredd yn ddelfrydol ar gyfer sylwedd megis silicon. Elfen gemegol adweithio gydag ocsigen yn 400-500 ⁰ C, cynnydd ffilm Deuocsid, y broses o ocsideiddio o ganlyniad. Pan fydd y tymheredd yn codi i 50 ⁰ C yr adwaith gyda bromin, clorin, ïodin, lle tetrahalides anweddol ei ffurfio. Gyda asidau Nid yw silicon yn ymateb, ac eithrio cymysgedd o asid hydrofflẅorig a nitrig, tra bod unrhyw alcali mewn cyflwr wedi'i wresogi yn ddiddyled. Nid Silanes a gynhyrchwyd yn unig gan dadelfeniad silicides yn yr adwaith gyda hydrogen yn mynd i mewn iddo. Mae'r cyfansoddion cryfder a chemegol uchaf yn wahanol goddefedd gyda boron a charbon. ymwrthedd uchel i alcalïau ac asidau, gyda cyfansawdd o nitrogen, sy'n digwydd ar dymheredd dros 1000 ⁰ C. Mae'r silicides yn cael eu drwy adwaith gyda metelau, ac yn yr achos hwn yn dibynnu ar y falens yr elfen ategol, sy'n dangos silicon. sylweddau Fformiwla ei ffurfio gyda chyfranogiad metel trosiannol yn gallu gwrthsefyll asidau. Mae strwythur yr atom silicon yn effeithio'n uniongyrchol ei eiddo a'r gallu i ryngweithio ag elfennau eraill. Mae'r broses o ffurfio bondiau mewn natur a pan fydd yn agored i'r sylweddau (yn y labordy, amgylchedd diwydiannol) yn wahanol iawn. Strwythur Silicon tybio ei weithgarwch cemegol.

strwythur

Mae gan y strwythur gylched yr atom silicon ei nodweddion ei hun. Mae craidd tâl 14, sy'n cyfateb i'r rhif dilyniant yn y system cyfnodol. Mae nifer y ronynnau wedi'u gwefru: protonau - 14; electron - 14; niwtronau - 14. Mae strwythur cylched o atomau silicon yw'r canlynol: Si 14) 2) 8) 4. Ar y lefel allanol electron diwethaf () 4 sy'n penderfynu i ba raddau y ocsideiddio gyda'r arwydd "+" neu "-". Mae gan Silicon ocsid fformiwla SiO ₂ (falens 4+), cyfansoddyn hydrogen anweddol - SiH ₄ (falens o -4). llawer iawn o atomau silicon gall mewn rhai cyfansoddion Rhif cyd-drefnol o 6, fel cyfansoddyn gyda fflworin. màs molar - 28 atomig radiws - 132 ps, mae'r electron plisgyn cyfluniad: 1S 2S ^{2 2} 3S ^{2 6} 2P 3P ^2.

cais

Gwlychwyr neu silicon doped llawn yn cael ei ddefnyddio fel y lled-ddargludyddion ar greu lawer, gan gynnwys cywirdeb, dyfeisiau (ee, celloedd solar, transistorau, Rectifier a t. D.). Ultrapure silicon yn cael ei ddefnyddio i greu celloedd solar (egni). Math grisial sengl yn cael ei ddefnyddio ar gyfer gweithgynhyrchu drychau a nwy laser. cyfansoddion Silicon gwydr a gafwyd, teils ceramig, crochenwaith, porslen a llestri pridd. Mae amrywiaeth o fathau o nwyddau a gynhyrchir yn anodd i ddisgrifio, yn digwydd ar eu hecsbloetio mewn bywyd bob dydd, mewn celf a gwyddoniaeth, yn y gweithle. Mae'r sment deillio o hyn yn y deunydd crai i greu cymysgeddau a deunyddiau gorffen brics. Dosbarthiad o olewau, ireidiau gall seiliedig ar cyfansoddion silicon lleihau ffrithiant sylweddol yn y rhannau symudol o lawer o fecanweithiau. Silicides oherwydd eiddo unigryw yn ymosodol cyfryngau cownter (asidau, tymheredd) yn cael eu defnyddio'n eang mewn diwydiant. Eu dangosyddion trydanol, niwclear a chemegol yn cymryd i ystyriaeth yr arbenigwyr ar gynyrchiadau cymhleth, yn chwarae unrhyw rôl bach a strwythur yr atom silicon.

Rydym wedi rhestru y mwyaf uwch-dechnoleg ac uwch i'r cais yma. Y mwyaf cyffredin, sy'n cael ei gynhyrchu mewn symiau mawr silicon technegol yn cael ei ddefnyddio mewn sawl ffordd:

1. Fel deunydd crai ar gyfer cynhyrchu sylwedd pur.
2. Ar gyfer alloying diwydiant metelegol: presenoldeb silicon yn cynyddu'r refractoriness, yn gwella ymwrthedd cyrydu a chryfder mecanyddol (gyda gormodedd o elfen hon, gall y aloi yn mynd yn rhy frau).
3. Fel deoxidizer gyfer cael gwared ocsigen gormodol o'r metel.
4. deunyddiau crai ar gyfer cynhyrchu silanes (Si cyfansoddion â sylweddau organig).
5. Ar gyfer cynhyrchu hydrogen o aloi silicon-haearn.
6. Gynhyrchu paneli solar.

Gwerth mawr o'r sylweddau ac ar gyfer gweithrediad arferol yr organeb dynol. Strwythur Silicon, ei eiddo yn yr achos pendant. Yn yr achos hwn, mae gwarged neu ddiffyg yn arwain at glefydau difrifol.

Mae'r corff dynol

Meddygaeth am amser hir gan ddefnyddio silicon fel bactericidal a antiseptig. Ond gyda holl fanteision defnydd yr awyr agored, rhaid elfen hon ei adnewyddu yn gyson yn y corff dynol. Bydd lefel arferol ei gynnwys yn gwella bywyd yn gyffredinol. Mewn achos o ddiffyg o fwy na 70 o elfennau hybrin a fitaminau maent yn cael eu metabolized gan y corff, sydd yn sylweddol is ymwrthedd i amrywiaeth o afiechydon. Y ganran uchaf o silicon yn arsylwi yn asgwrn, croen, tendonau. Mae'n chwarae rôl elfen strwythurol sy'n cefnogi cryfder ac yn rhoi elastigedd. Mae pob meinwe caled ysgerbydol a ffurfiwyd ar draul o'i gyfansoddion. O ganlyniad i astudiaethau diweddar o hyd i gynnwys silicon yn yr aren, y pancreas a meinweoedd cyswllt. Mae rôl cyrff hyn yng ngweithrediad y corff yn eithaf mawr, felly lleihau ei gynnwys yn effaith andwyol ar nifer o ddangosyddion allweddol bywoliaeth. Dylai'r dydd gyda bwyd a corff dŵr yn cael 1 gram o silicon - bydd hyn yn helpu i osgoi clefydau posibl megis llid y croen, feddalu o esgyrn, ffurfio cerrig yn yr afu, yr arennau, golwg aneglur, gwallt ac amodau ewinedd, atherosglerosis. Pan fydd lefel ddigonol o gynnwys y yr elfen hon yn cynyddu imiwnedd, normalizes metaboledd, yn gwella amsugno llawer o elfennau angenrheidiol ar gyfer iechyd pobl. Y swm mwyaf o silica - mewn cnydau grawnfwyd, radis, gwenith yr hydd. A fydd yn dod â manteision sylweddol i ddŵr silicon. I bennu nifer ac amlder ei ddefnydd sydd orau i ymgynghori ag arbenigwr.