Svojstva silicijuma i njegovih spojeva. Silicijum (hemijski element): svojstva, karakteristike, formula. Istorija otkrića silicijuma

Čovječanstvo poznaje silicijum dugo vremena. Šta je kremen? Ovo je mineral koji je, zapravo, postavio početak ljudske civilizacije. Postoje reference na ljekovita svojstva silicijuma u raspravama drevnih naučnika i filozofa.

Silicijum je tada našao primenu za dekoraciju zidova u zgradama u kojima se čuvalo meso i mesne prerađevine, za izrezivanje bradavica, za pudranje rana u obliku praha, što je omogućilo prevenciju gangrene; mlinovi od kremena davali su brašno odličnog ukusa i pekarskih kvaliteta.

Od davnina ljudi su unutrašnju površinu i dno bunara oblagali silicijumom, jer je uočeno da se upotrebom vode iz takvih bunara sprečavaju somatske i zarazne bolesti, a voda se pokazala neobično ukusnom, bistrom i iscjeljivanje. Činjenica je da kremen u kontaktu s vodom mijenja svoja svojstva.

Ljekovita svojstva silicijuma i uzroci nedostatka u organizmu

Klinička zapažanja savremenih naučnika dokazala su da silicijum u vodi proizvodi silicijumsku kiselinu. Doze ovog jedinjenja vrlo mala, ali sasvim dovoljna da silicijumska kiselina otopi naslage soli i šljake, te ih također ukloni iz tijela.

Voda pod uticajem silicijuma postaje "živa" i ažurirana. Biološki aktivne supstance silicijuma u našem organizmu, zajedno sa proteinskim frakcijama, doprinose stvaranju hormona, aminokiselina, enzima; imajte na umu da se oko 70 vrsta vitamina i minerala ne apsorbuje kada tijelu nedostaje silicijum.

_________________________________________________________________________

Uzroci nedostatka silicijuma

» Nedovoljna potrošnja mineralne vode i vlakana.

» Previše aluminijuma (obično se viđa kod ljudi koji su kuvali u aluminijumskom posuđu).

»Intenzivan tjelesni rast u djetinjstvu.

» Povećan fizički i psihički stres svaki dan.

Šta se dešava kada nedostaje silicijum

» Napredak za .

» U bubrezima, jetri i žučnoj kesi postoji sklonost ka.

» Pacijent počinje, i zubi, lomljivi nokti.

» Očne bolesti se javljaju: kod starijih osoba - dalekovidost, glaukom i katarakta, kod djece -.

» Svi krvni sudovi su zahvaćeni ranim razvojem, povećanjem.

» Zbog narušavanja stanja vezivnog tkiva nastaje parodontopatija, deformacija i.

Silicijum je izvor dobrog zdravlja

Danas je poznato da silicijumska voda povećava obrambenu snagu organizma, normalizira metabolizam, sprječava nastanak mnogih bolesti i pomaže u njihovom liječenju, te usporava starenje organizma.

Vanjskom upotrebom silikonske vode koža se podmlađuje, poboljšava se stanje i rast kose, nestaju bore, poboljšava se boja ruku i lica.

Kako piti silikonsku vodu. Može se koristiti bez ograničenja. Obično se pije silikonska voda od jedne do tri čaše na sobnoj temperaturi, ali je potrebno piti u malim gutljajima. Kao što je gore navedeno, silicijum menja svojstva vode kada je u kontaktu sa njom.

Aktivirana silika voda štetno djeluje na patogene mikroorganizme, smanjuje rast bakterija koje doprinose fermentaciji i propadanju. U isto vrijeme, voda postaje ugodna na okus i savršeno čista, dugo vremena se ne kvari, stječući mnoga druga ljekovita svojstva. Silicijum istiskuje soli teških i štetnih metala, one se talože na dno, a čista voda ostaje na vrhu.

Svi znaju koliko je vode potrebno ljudskom tijelu. Sadrži oko 70% vode i nemoguće je zamisliti život bez nje. S obzirom na to da se svi metabolički procesi odvijaju u prisutnosti vodenog medija, sa sigurnošću se može reći da je voda ta koja ima ulogu provodnika velikog broja fizioloških procesa, bez kojih je vitalna aktivnost stanica i tkiva nemoguća. .

Kako pripremiti silicijumsku vodu

Preporučuje se ulivanje silicija u emajlirano ili stakleno posuđe. Lično pripremam silikonsku vodu kod kuće u staklenoj tegli od tri litre. Stavljam silikonske kamenčiće u teglu, sipam čistu bunarsku vodu (ako živite u gradu, bolje je prije toga procijediti kroz običan kućni filter).

Stavim teglu u prostoriju u koju ne pada direktna sunčeva svetlost i prekrijem je običnom gazom (komad gaze) da obezbedim slobodnu izmenu gasa. Silicijumska voda, koja se koristi za pripremu čaja, hrane ili infuzija lekovitog bilja, insistira se dva-tri dana. U tom slučaju se moraju poštovati sljedeći zahtjevi:

1. Nakon svakog ispuštanja vode, silicijum i posuda se temeljno ispiru tekućom vodom.
2. Talog koji ostane na dnu mora se sipati u sudoper.
3. Dozvoljeno je kuhati vodu natopljenu kremenom, ali ne i sam kremen, jer je u tom slučaju voda prezasićena biološki aktivnim tvarima. Takva voda se može koristiti samo spolja.
4. Ne preporučuje se čuvanje vode u frižideru zajedno sa silicijumom.
5. Utvrđeno je da silicijumska voda zadržava lekovita svojstva nekoliko meseci.
6. Nakon višestruke upotrebe (3-5 puta), silicijum treba isprati pod tekućom vodom i izložiti svežem vazduhu 2 sata radi provetravanja.
7. Nakon određenog vremena na površini minerala mogu se pojaviti naslage ili slojevi. U tom slučaju, šljunak treba staviti dva sata u slanu vodu ili 2% rastvor sirćetne kiseline, a zatim isprati tekućom vodom. Zatim ponovo spustite kamenje na dva sata u rastvor sode bikarbone i ponovo isperite pod vodom.
8. Nakon 8-12 mjeseci poželjno je kamenje cijepati kako bi se ojačala (obnovila) njihova svojstva, ali je bolje nabaviti novi mineral.
9. Infuzija silicijuma se izvodi na sobnoj temperaturi.

Budite zdravi, dragi moji čitaoci. Bog te blagoslovio!

Silicijum

SILICON-I; m.[iz grčkog. krēmnos - litica, stijena] Hemijski element (Si), tamno sivi kristali s metalnim sjajem, koji su dio većine stijena.

◁ Silicijum, th, th. K soli. Silicijum (vidi 2.K .; 1 znak).

(lat. Silicijum), hemijski element IV grupe periodnog sistema. Tamno sivi kristali s metalnim sjajem; gustina 2,33 g/cm 3, t pl 1415ºC. Otporan na hemijske napade. Čini 27,6% mase zemljine kore (2. mjesto među elementima), glavni minerali su silicijum i silikati. Jedan od najvažnijih poluvodičkih materijala (tranzistori, termistori, fotoćelije). Sastavni dio mnogih čelika i drugih legura (povećava mehaničku čvrstoću i otpornost na koroziju, poboljšava svojstva livenja).

SILICION (lat. Silicium od silex - kremen), Si (čita se "silicijum", ali sada prilično često kao "si"), hemijski element sa atomskim brojem 14, atomska masa 28,0855. Rusko ime dolazi od grčkog kremnos - litica, planina.
Prirodni silicijum se sastoji od mešavine tri stabilna nuklida (cm. NUKLID) sa masenim brojevima 28 (prevladava u smjesi, u njoj je 92,27% mase), 29 (4,68%) i 30 (3,05%). Konfiguracija vanjskog elektronskog sloja neutralnog nepobuđenog atoma silicija 3 s 2 R 2 . U jedinjenjima obično pokazuje oksidaciono stanje od +4 (valentnost IV), a vrlo retko +3, +2 i +1 (valencije III, II i I, respektivno). U periodičnom sistemu Mendeljejeva, silicijum se nalazi u grupi IVA (u grupi ugljenika), u trećem periodu.
Radijus neutralnog atoma silicijuma je 0,133 nm. Sekvencijalne energije jonizacije atoma silicijuma su 8,1517, 16,342, 33,46 i 45,13 eV, afinitet prema elektronu je 1,22 eV. Radijus Si 4+ jona sa koordinacionim brojem 4 (najčešći u slučaju silicijuma) je 0,040 nm, sa koordinacionim brojem 6 - 0,054 nm. Na Paulingovoj skali, elektronegativnost silicijuma je 1,9. Iako se silicijum obično klasifikuje kao nemetal, on po brojnim svojstvima zauzima srednju poziciju između metala i nemetala.
U slobodnom obliku - smeđi prah ili svijetlosivi kompaktni materijal s metalnim sjajem.
Istorija otkrića
Jedinjenja silicijuma poznata su čovjeku od pamtivijeka. Ali sa jednostavnom supstancom silicijum čovek se susreo tek pre oko 200 godina. Zapravo, prvi istraživači koji su primili silicijum bili su Francuzi J. L. Gay-Lussac (cm. GAY LUSSAC Joseph Louis) i L. J. Tenard (cm. TENAR Louis Jacques). Oni su 1811. otkrili da zagrijavanje silicijum fluorida sa metalnim kalijumom dovodi do stvaranja smeđe-smeđe supstance:
SiF 4 + 4K = Si + 4KF, međutim, sami istraživači nisu doneli ispravan zaključak o dobijanju nove jednostavne supstance. Čast da otkrije novi element pripada švedskom hemičaru J. Berzeliusu (cm. BERZELIUS Jens Jacob), koji je takođe zagrevao jedinjenje sastava K 2 SiF 6 sa metalnim kalijumom da bi se dobio silicijum. Dobio je isti amorfni prah kao i francuski hemičari, a 1824. objavio je novu elementarnu supstancu, koju je nazvao "silicijum". Kristalni silicijum je tek 1854. godine dobio francuski hemičar A. E. St. Clair Deville (cm. SAINT CLAIR DEVILLE Henri Etienne) .
Biti u prirodi
U pogledu rasprostranjenosti u zemljinoj kori, silicijum je na drugom mestu među svim elementima (posle kiseonika). Silicijum čini 27,7% mase zemljine kore. Silicijum je deo nekoliko stotina različitih prirodnih silikata (cm. SILIKATI) i aluminosilikati (cm. ALUMOSILIKATI). Silicijum, ili silicijum dioksid, takođe je široko rasprostranjen (cm. silicijum dioksid) SiO 2 (rečni pesak (cm. pijesak), kvarc (cm. KVARC), kremen (cm. kremen) i drugi), koji čini oko 12% zemljine kore (po masi). Silicijum se u prirodi ne nalazi u slobodnom obliku.
Potvrda
U industriji se silicijum dobija redukcijom taline SiO 2 koksom na temperaturi od oko 1800°C u lučnim pećima. Čistoća tako dobijenog silicijuma je oko 99,9%. Pošto je za praktičnu upotrebu potreban silicijum veće čistoće, nastali silicijum se hloriše. Nastaju jedinjenja sastava SiCl 4 i SiCl 3 H. Ovi hloridi se dalje prečišćavaju različitim metodama od nečistoća i u završnoj fazi redukuju čistim vodonikom. Takođe je moguće prečišćavanje silicijuma preliminarnim dobijanjem magnezijum silicida Mg 2 Si. Nadalje, hlapljivi monosilan SiH 4 se dobija iz magnezijevog silicida upotrebom hlorovodonične ili sirćetne kiseline. Monosilan se dalje pročišćava destilacijom, sorpcijom i drugim metodama, a zatim razlaže na silicijum i vodonik na temperaturi od oko 1000°C. Sadržaj nečistoća u silicijumu dobijenom ovim metodama smanjen je na 10 -8 -10 -6% težinski.
Fizička i hemijska svojstva
Kristalna rešetka silicijuma je kubni tip dijamanta sa licem, parametar a = 0,54307 nm (druge polimorfne modifikacije silicijuma su također dobivene pri visokim pritiscima), ali zbog veće dužine veze između Si-Si atoma u poređenju sa dužinom C-C veze, tvrdoća silicijuma je mnogo manja od tvrdoće dijamanta.
Gustina silicijuma je 2,33 kg/dm 3 . Tačka topljenja 1410°C, tačka ključanja 2355°C. Silicijum je krhak, samo kada se zagreje iznad 800°C postaje plastičan. Zanimljivo je da je silicijum transparentan za infracrveno (IR) zračenje.
Elementarni silicijum je tipičan poluprovodnik (cm. POLUPROVODNICI). Razmak u pojasu na sobnoj temperaturi je 1,09 eV. Koncentracija nosilaca struje u silicijumu sa intrinzičnom provodljivošću na sobnoj temperaturi je 1,5·10 16 m -3. Na električna svojstva kristalnog silicijuma uvelike utiču mikro-nečistoće koje se nalaze u njemu. Za dobijanje monokristala silicijuma sa provodljivošću rupa, u silicijum se uvode aditivi elemenata III grupe - bora (cm. BOR (hemijski element)), aluminijum (cm. ALUMINIJ), galijum (cm. GALIJA) i Indija (cm. INDIJ), sa elektronskom provodljivošću - aditivi elemenata V-grupe - fosfor (cm. FOSFOR), arsenik (cm. ARSEN) ili antimona (cm. ANTIMON). Električna svojstva silicijuma mogu se mijenjati promjenom uvjeta obrade monokristala, posebno tretiranjem površine silicijuma različitim kemijskim agensima.
Hemijski je silicijum neaktivan. Na sobnoj temperaturi reaguje samo sa gasovitim fluorom i formira isparljivi silicijum tetrafluorid SiF 4 . Kada se zagrije na temperaturu od 400-500°C, silicijum reaguje sa kiseonikom da bi se formirao dioksid SiO 2 , sa hlorom, bromom i jodom - da bi se formirali odgovarajući isparljivi tetrahalid SiHal 4 .
Silicijum ne reaguje direktno sa vodonikom, jedinjenja silicijuma sa vodonikom su silani (cm. SILANES) sa opštom formulom Si n H 2n+2 - dobijeno indirektno. Monosilan SiH 4 (često se naziva jednostavno silan) oslobađa se tokom interakcije metalnih silicida sa kiselim rastvorima, na primer:
Ca 2 Si + 4HCl \u003d 2CaCl 2 + SiH 4
Silan SiH 4 koji nastaje u ovoj reakciji sadrži mješavinu drugih silana, posebno disilana Si 2 H 6 i trisilana Si 3 H 8, u kojima se nalazi lanac atoma silicija međusobno povezanih jednostrukim vezama (-Si-Si-Si -) .
Sa azotom, silicijum na temperaturi od oko 1000°C formira nitrid Si 3 N 4 , sa bor termički i hemijski stabilnim boridom SiB 3 , SiB 6 i SiB 12 . Jedinjenje silicijuma i njegov najbliži analog prema periodnom sistemu - ugljik - silicijum karbid SiC (karbound (cm. CARBORUNDUM)) karakteriše visoka tvrdoća i niska hemijska aktivnost. Karborund se široko koristi kao abrazivni materijal.
Kada se silicijum zagreva sa metalima, nastaju silicidi (cm. SILICIDI). Silicidi se mogu podijeliti u dvije grupe: ionsko-kovalentni (silicidi alkalnih, zemnoalkalnih metala i magnezijuma kao što su Ca 2 Si, Mg 2 Si itd.) i metalni slični (silicidi prelaznih metala). Silicidi aktivnih metala se razlažu pod dejstvom kiselina, silicidi prelaznih metala su hemijski stabilni i ne raspadaju se pod dejstvom kiselina. Silicidi slični metalima imaju visoke tačke topljenja (do 2000°C). Najčešće nastaju silicidi slični metalima sastava MSi, M 3 Si 2 , M 2 Si 3 , M 5 Si 3 i MSi 2. Silicidi slični metalima su hemijski inertni, otporni na kiseonik čak i na visokim temperaturama.
Silicijum dioksid SiO 2 je kiseli oksid koji ne reaguje sa vodom. Postoji u obliku nekoliko polimorfnih modifikacija (kvarc (cm. KVARC), tridimit, kristobalit, staklast SiO 2). Od ovih modifikacija, kvarc ima najveću praktičnu vrijednost. Kvarc ima piezoelektrična svojstva (cm. PIEZOELEKTRIČNI MATERIJALI), proziran je za ultraljubičasto (UV) zračenje. Odlikuje ga vrlo nizak koeficijent toplinske ekspanzije, tako da posuđe od kvarca ne puca pri padovima temperature do 1000 stepeni.
Kvarc je hemijski otporan na kiseline, ali reaguje sa fluorovodoničnom kiselinom:
SiO 2 + 6HF \u003d H 2 + 2H 2 O
i gasoviti fluorovodonik HF:
SiO 2 + 4HF \u003d SiF 4 + 2H 2 O
Ove dvije reakcije se široko koriste za jetkanje stakla.
Kada se SiO 2 stapa sa alkalijama i bazičnim oksidima, kao i sa karbonatima aktivnih metala, nastaju silikati (cm. SILIKATI)- soli vrlo slabih, u vodi netopivih silicijskih kiselina koje nemaju stalan sastav (cm. SILIKONSKE KISELINE) opća formula xH 2 O ySiO 2 (prilično često u literaturi ne pišu baš precizno ne o silicijumskim kiselinama, već o silicijumskoj kiselini, iako u stvari govorimo o istoj stvari). Na primjer, natrijev ortosilikat se može dobiti:
SiO 2 + 4NaOH \u003d (2Na 2 O) SiO 2 + 2H 2 O,
kalcijum metasilikat:
SiO 2 + CaO \u003d CaO SiO 2
ili miješani kalcijum i natrijev silikat:
Na 2 CO 3 + CaCO 3 + 6SiO 2 = Na 2 O CaO 6SiO 2 + 2CO 2
Prozorsko staklo je napravljeno od Na 2 O CaO 6SiO 2 silikata.
Treba napomenuti da većina silikata nema konstantan sastav. Od svih silikata, samo natrijum i kalijev silikat su rastvorljivi u vodi. Otopine ovih silikata u vodi nazivaju se rastvorljivo staklo. Zbog hidrolize ove otopine karakterizira jako alkalno okruženje. Hidrolizirane silikate karakterizira stvaranje ne pravih, već koloidnih otopina. Prilikom zakiseljavanja otopina natrijevih ili kalijevih silikata, taloži se želatinasti bijeli talog hidratizirane silicijumske kiseline.
Glavni strukturni element i čvrstog silicijum dioksida i svih silikata je grupa u kojoj je atom silicijuma Si okružen tetraedrom od četiri atoma kiseonika O. U ovom slučaju, svaki atom kiseonika je povezan sa dva atoma silicija. Fragmenti se mogu međusobno povezati na različite načine. Među silikatima, prema prirodi veza u njima, fragmenti se dijele na otočne, lančane, trakaste, slojevite, okvirne i druge.
Kada se SiO 2 redukuje sa silicijumom na visokim temperaturama, nastaje silicijum monoksid sastava SiO.
Silicijum se odlikuje stvaranjem organosilicijumskih jedinjenja (cm. SILICIJOVA JEDINJENJA), u kojem su atomi silicija povezani u duge lance zbog premošćivanja atoma kisika -O-, a na svaki atom silicija, osim dva O atoma, još dva organska radikala R 1 i R 2 = CH 3, C 2 H 5, C 6 su pričvršćeni H 5 , CH 2 CH 2 CF 3 i drugi.
Aplikacija
Silicijum se koristi kao poluprovodnički materijal. Kvarc se koristi kao piezoelektrični materijal, kao materijal za proizvodnju toplotno otpornog hemijskog (kvarcnog) posuđa i lampe za UV zračenje. Silikati se široko koriste kao građevinski materijali. Prozorska stakla su amorfni silikati. Silikonski materijali se odlikuju visokom otpornošću na habanje i široko se koriste u praksi kao silikonska ulja, ljepila, gume i lakovi.
Biološka uloga
Za neke organizme silicijum je važan biogeni element. (cm. BIOGENI ELEMENTI). Dio je potpornih struktura u biljkama i skeletnih struktura kod životinja. U velikim količinama, silicij koncentrišu morski organizmi - dijatomeje. (cm. DIJATOMSKE ALGE), radiolarije (cm. RADIOLARIJA), sunđeri (cm. spužva). Ljudsko mišićno tkivo sadrži (1-2) 10 -2% silicijuma, koštano tkivo - 17 10 -4%, krv - 3,9 mg/l. Sa hranom do 1 g silicijuma dnevno uđe u ljudski organizam.
Jedinjenja silicijuma nisu otrovna. Ali vrlo je opasno udisati visoko raspršene čestice i silikata i silicijum dioksida, koje nastaju, na primjer, prilikom miniranja, prilikom cijepanja kamenja u rudnicima, tokom rada mašina za pjeskarenje itd. Mikročestice SiO 2 koje uđu u pluća kristaliziraju se u njima, a nastali kristali uništavaju plućno tkivo i izazivaju tešku bolest - silikozu (cm. SILIKOZA). Da bi se spriječilo da ova opasna prašina uđe u pluća, za zaštitu disajnih organa treba koristiti respirator.

enciklopedijski rječnik. 2009 .

Pogledajte šta je "silicijum" u drugim rječnicima:

- (simbol Si), rasprostranjeni sivi hemijski element IV grupe periodnog sistema, nemetal. Prvi ga je izolovao Jens BERZELIUS 1824. Silicijum se nalazi samo u jedinjenjima kao što je SILICA (silicijum dioksid) ili u ... ... Naučno-tehnički enciklopedijski rečnik

Silicijum- dobiva se gotovo isključivo karbotermalnom redukcijom silicijum dioksida pomoću električnih lučnih peći. Loš je provodnik toplote i elektriciteta, tvrđi je od stakla, obično u obliku praha ili češće bezobličnih komada ... ... Zvanična terminologija

SILICON- chem. element, nemetal, simbol Si (lat. Silicium), at. n. 14, at. m. 28.08; poznati su amorfni i kristalni silicijum (koji se gradi od kristala istog tipa kao i dijamant). Amorfni K. smeđi prah kubične strukture u visoko raspršenom ... ... Velika politehnička enciklopedija

- (Silicijum), Si, hemijski element IV grupe periodnog sistema, atomski broj 14, atomska masa 28,0855; nemetalni, mp 1415shC. Silicijum je drugi najzastupljeniji element na Zemlji nakon kiseonika, sadržaj u zemljinoj kori je 27,6% mase. Moderna enciklopedija

Si (lat. Silicium * a. silicijum, silicijum; n. Silizium; f. silicijum; i. siliseo), kem. element IV grupa periodično. Mendeljejev sistem, at. n. 14, at. m. 28.086. U prirodi postoje 3 stabilna izotopa 28Si (92,27), 29Si (4,68%), 30Si (3 ... Geološka enciklopedija

Karakteristika elementa

14 Si 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2

Izotopi: 28 Si (92,27%); 29Si (4,68%); 30 Si (3,05%)

Silicijum je drugi najzastupljeniji element u zemljinoj kori posle kiseonika (27,6% mase). U prirodi se ne pojavljuje u slobodnom stanju, nalazi se uglavnom u obliku SiO 2 ili silikata.

Si jedinjenja su toksična; udisanje najsitnijih čestica SiO 2 i drugih silicijumskih spojeva (na primjer, azbesta) uzrokuje opasnu bolest - silikozu

U osnovnom stanju, atom silicijuma ima valenciju = II, au pobuđenom stanju = IV.

Najstabilnije oksidaciono stanje Si je +4. U spojevima s metalima (silicidi), S.O. -četiri.

Metode za dobijanje silicijuma

Najčešći prirodni spoj silicijuma je silicijum dioksid (silicijum dioksid) SiO 2 . To je glavna sirovina za proizvodnju silicijuma.

1) Obnova SiO 2 s ugljikom u lučnim pećima na 1800 "C: SiO 2 + 2C = Si + 2CO

2) Si visoke čistoće iz tehničkog proizvoda se dobija prema šemi:

a) Si → SiCl 2 → Si

b) Si → Mg 2 Si → SiH 4 → Si

Fizička svojstva silicijuma. Alotropske modifikacije silicijuma

1) Kristalni silicijum - supstanca srebrno-sive boje sa metalnim sjajem, kristalna rešetka tipa dijamanta; m.p. 1415 "C, b.p. 3249" C, gustina 2,33 g/cm3; je poluprovodnik.

2) Amorfni silicijum - smeđi prah.

Hemijska svojstva silicijuma

U većini reakcija, Si djeluje kao redukcijski agens:

Na niskim temperaturama, silicijum je hemijski inertan; kada se zagreje, njegova reaktivnost naglo raste.

1. Interagira s kisikom na T iznad 400°C:

Si + O 2 \u003d SiO 2 silicijum oksid

2. Reaguje sa fluorom već na sobnoj temperaturi:

Si + 2F 2 = SiF 4 silicijum tetrafluorid

3. Reakcije sa drugim halogenima se odvijaju na temperaturi = 300 - 500 °C

Si + 2Hal 2 = SiHal 4

4. Sa parama sumpora na 600 °C formira disulfid:

5. Reakcija sa dušikom se odvija iznad 1000°C:

3Si + 2N 2 = Si 3 N 4 silicijum nitrid

6. Na temperaturi = 1150°S reaguje sa ugljenikom:

SiO 2 + 3C \u003d SiC + 2CO

Karborund je po tvrdoći blizak dijamantu.

7. Silicijum ne reaguje direktno sa vodonikom.

8. Silicijum je otporan na kiseline. Interagira samo sa mješavinom dušične i fluorovodične (fluorovodonične) kiseline:

3Si + 12HF + 4HNO 3 = 3SiF 4 + 4NO + 8H 2 O

9. reaguje sa alkalnim rastvorima da formira silikate i oslobađa vodonik:

Si + 2NaOH + H 2 O \u003d Na 2 SiO 3 + 2H 2

10. Redukciona svojstva silicijuma se koriste za izolaciju metala od njihovih oksida:

2MgO = Si = 2Mg + SiO 2

U reakcijama s metalima, Si je oksidant:

Silicijum formira silicide sa s-metalima i većinom d-metala.

Sastav silicida ovog metala može biti različit. (Na primjer, FeSi i FeSi 2; Ni 2 Si i NiSi 2.) Jedan od najpoznatijih silicida je magnezijev silicid, koji se može dobiti direktnom interakcijom jednostavnih supstanci:

2Mg + Si = Mg 2 Si

Silan (monosilan) SiH 4

Silani (silicijum vodici) Si n H 2n + 2, (uporedite sa alkanima), gde je n = 1-8. Silani - analozi alkana, razlikuju se od njih po nestabilnosti -Si-Si- lanaca.

Monosilan SiH 4 je bezbojni plin neugodnog mirisa; rastvorljiv u etanolu, benzinu.

Načini da dobijete:

1. Razgradnja magnezijevog silicida sa hlorovodoničnom kiselinom: Mg 2 Si + 4HCI = 2MgCI 2 + SiH 4

2. Redukcija Si halogenida sa litij-aluminijum hidridom: SiCl 4 + LiAlH 4 = SiH 4 + LiCl + AlCl 3

Hemijska svojstva.

Silan je jak redukcioni agens.

1.SiH 4 se oksidira kisikom čak i na vrlo niskim temperaturama:

SiH 4 + 2O 2 \u003d SiO 2 + 2H 2 O

2. SiH 4 se lako hidrolizira, posebno u alkalnoj sredini:

SiH 4 + 2H 2 O \u003d SiO 2 + 4H 2

SiH 4 + 2NaOH + H 2 O \u003d Na 2 SiO 3 + 4H 2

Silicijum (IV) oksid (silicijum dioksid) SiO 2

Silicijum postoji u različitim oblicima: kristalnom, amorfnom i staklastom. Najčešći kristalni oblik je kvarc. Kada se kvarcne stijene unište, nastaje kvarcni pijesak. Monokristali kvarca su providni, bezbojni (gorski kristal) ili obojeni primesama u raznim bojama (ametist, ahat, jaspis itd.).

Amorfni SiO 2 se javlja u obliku mineralnog opala: veštački se dobija silika gel, koji se sastoji od koloidnih čestica SiO 2 i veoma je dobar adsorbent. Staklasti SiO 2 je poznat kao kvarcno staklo.

Fizička svojstva

U vodi se SiO 2 vrlo malo otapa, u organskim rastvaračima se također praktično ne otapa. Silicijum je dielektrik.

Hemijska svojstva

1. SiO 2 je kiseli oksid, stoga se amorfni silicijum dioksid polako otapa u vodenim rastvorima alkalija:

SiO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 SiO 3 + H 2 O

2. SiO 2 također stupa u interakciju kada se zagrije sa osnovnim oksidima:

SiO 2 + K 2 O \u003d K 2 SiO 3;

SiO 2 + CaO \u003d CaSiO 3

3. Budući da je neisparljiv oksid, SiO 2 istiskuje ugljični dioksid iz Na 2 CO 3 (tokom fuzije):

SiO 2 + Na 2 CO 3 \u003d Na 2 SiO 3 + CO 2

4. Silicijum dioksid reaguje sa fluorovodoničnom kiselinom, formirajući fluorosilicijumsku kiselinu H 2 SiF 6:

SiO 2 + 6HF \u003d H 2 SiF 6 + 2H 2 O

5. Na 250 - 400 ° C, SiO 2 stupa u interakciju s plinovitim HF i F 2, formirajući tetrafluorosilan (silicijum tetrafluorid):

SiO 2 + 4HF (gas.) \u003d SiF 4 + 2H 2 O

SiO 2 + 2F 2 \u003d SiF 4 + O 2

Silicijumske kiseline

Poznato:

Ortosilicijumska kiselina H 4 SiO 4 ;

Metasilicijum (silicijumska) kiselina H 2 SiO 3 ;

Di- i polisilicijske kiseline.

Sve silicijumske kiseline su slabo rastvorljive u vodi i lako formiraju koloidne rastvore.

Načini primanja

1. Taloženje kiselinama iz rastvora silikata alkalnih metala:

Na 2 SiO 3 + 2HCl \u003d H 2 SiO 3 ↓ + 2NaCl

2. Hidroliza hlorosilana: SiCl 4 + 4H 2 O \u003d H 4 SiO 4 + 4HCl

Hemijska svojstva

Silicijumske kiseline su veoma slabe kiseline (slabije od ugljene kiseline).

Kada se zagriju, dehidriraju i formiraju silicijum kao krajnji proizvod.

H 4 SiO 4 → H 2 SiO 3 → SiO 2

Silikati - soli silicijumske kiseline

Pošto su silicijumske kiseline izuzetno slabe, njihove soli u vodenim rastvorima su visoko hidrolizovane:

Na 2 SiO 3 + H 2 O \u003d NaHSiO 3 + NaOH

SiO 3 2- + H 2 O \u003d HSiO 3 - + OH - (alkalni medij)

Iz istog razloga, kada se ugljični dioksid propušta kroz silikatne otopine, iz njih se istiskuje silicijska kiselina:

K 2 SiO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d H 2 SiO 3 ↓ + K 2 CO 3

SiO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d H 2 SiO 3 ↓ + CO 3

Ova reakcija se može smatrati kvalitativnom reakcijom za silikatne ione.

Među silikatima su samo Na 2 SiO 3 i K 2 SiO 3 visoko rastvorljivi, koji se nazivaju rastvorljivo staklo, a njihovi vodeni rastvori se nazivaju tečno staklo.

Staklo

Obično prozorsko staklo ima sastav Na 2 O CaO 6SiO 2, odnosno mješavina je natrijum i kalcijum silikata. Dobija se spajanjem sode Na 2 CO 3 , CaCO 3 krečnjaka i SiO 2 pijeska;

Na 2 CO 3 + CaCO 3 + 6SiO 2 \u003d Na 2 O CaO 6SiO 2 + 2CO 2

Cement

Vezivni materijal u prahu koji u interakciji s vodom formira plastičnu masu, koja se na kraju pretvara u čvrsto tijelo nalik kamenu; glavni građevinski materijal.

Hemijski sastav najčešćeg portland cementa (u mas.%) - 20 - 23% SiO 2; 62 - 76% CaO; 4 - 7% Al 2 O 3; 2-5% Fe 2 O 3 ; 1-5% MgO.

Silicijum- vrlo rijetka mineralna vrsta iz klase autohtonih elemenata. Zapravo, iznenađujuće je koliko se rijetko hemijski element silicijum, koji u vezanom obliku čini najmanje 27,6% mase zemljine kore, u prirodi pojavljuje u svom čistom obliku. Ali silicijum se snažno veže sa kiseonikom i skoro uvek je u obliku silicijum dioksida, SiO 2 (familija kvarca) ili kao deo silikata (SiO 4 4-). Prirodni silicijum kao mineral pronađen je u produktima vulkanskih isparenja i kao najmanje inkluzije u prirodnom zlatu.

Vidi također:

STRUKTURA

NEKRETNINE

Silicijum je krhak, samo kada se zagreje iznad 800 °C postaje plastičan. Proziran je za infracrveno zračenje sa talasne dužine od 1,1 µm. Sopstvena koncentracija nosača naboja - 5,81 10 15 m −3 (za temperaturu od 300 K) Tačka topljenja 1415 ° C, tačka ključanja 2680 ° C, gustina 2,33 g / cm 3. Ima poluvodička svojstva, otpornost mu se smanjuje s povećanjem temperature.

Amorfni silicijum je smeđi prah zasnovan na visoko neuređenoj strukturi nalik dijamantu. Reaktivniji je od kristalnog silicijuma.

MORFOLOGIJA

Zabilježene su izolirane činjenice pronalaska čistog silicija u prirodnom obliku.

PORIJEKLO

Sadržaj silicijuma u zemljinoj kori iznosi, prema različitim izvorima, 27,6-29,5% težinski. Dakle, u pogledu rasprostranjenosti u zemljinoj kori, silicijum je na drugom mestu posle kiseonika. Koncentracija u morskoj vodi 3 mg/l. Zabilježene su izolirane činjenice pronalaska čistog silicija u prirodnom obliku - najmanja inkluzija (nanoindividue) u ijolitima gorjačegorskog alkalno-gabroidnog masiva (Kuznjeck Alatau, Krasnojarski kraj); u Kareliji i na poluostrvu Kola (na osnovu proučavanja superdubokog bunara Kola); mikroskopski kristali u fumarolama vulkana Tolbachik i Kudryavy (Kamčatka).

PRIMJENA

Monokristalni silicijum - pored elektronike i solarne energije, koristi se za pravljenje ogledala za gasne lasere.

Spojevi metala sa silicijumom - silicidi - naširoko se koriste u industriji (na primjer, elektronskim i atomskim) materijalima sa širokim rasponom korisnih kemijskih, električnih i nuklearnih svojstava (otpornost na oksidaciju, neutrone itd.). Silicidi brojnih elemenata su važni termoelektrični materijali.

Silikonska jedinjenja služe kao osnova za proizvodnju stakla i cementa. Industrija silikata bavi se proizvodnjom stakla i cementa. Također proizvodi silikatnu keramiku - ciglu, porculan, fajans i proizvode od njih. Silikatno ljepilo je nadaleko poznato, koristi se u građevinarstvu kao desikant, te u pirotehnici i svakodnevnom životu za lijepljenje papira. Silikonska ulja i silikoni, materijali na bazi organosilicijumskih jedinjenja, postali su široko rasprostranjeni.

Tehnički silicij nalazi sljedeće primjene:

• sirovine za metaluršku industriju: legirana komponenta (bronza, silumin);
• deoksidator (prilikom topljenja željeza i čelika);
• modifikator svojstava metala ili legirajući element (na primjer, dodavanje određene količine silicija u proizvodnji transformatorskih čelika smanjuje koercitivnu silu gotovog proizvoda) itd.;
• sirovine za proizvodnju čistijeg polikristalnog silicijuma i pročišćenog metalurškog silicijuma (u literaturi "umg-Si");
• sirovine za proizvodnju organskih silicijumskih materijala, silani;
• ponekad se silicijum tehničkog kvaliteta i njegova legura sa gvožđem (ferosilicij) koriste za proizvodnju vodonika na terenu;
• za proizvodnju solarnih panela;
• antiblokiranje (sredstvo za otpuštanje) u industriji plastike.

Silicij (eng. Silicon) - Si

KLASIFIKACIJA

Mnogi moderni tehnološki uređaji i uređaji nastali su zbog jedinstvenih svojstava tvari koje se nalaze u prirodi. Čovječanstvo, eksperimentiranjem i pažljivim proučavanjem elemenata oko nas, neprestano modernizuje vlastite izume - ovaj proces se naziva tehnički napredak. Zasnovan je na elementarnim, svima dostupnim stvarima koje nas okružuju u svakodnevnom životu. Na primjer, pijesak: šta u njemu može biti iznenađujuće i neobično? Naučnici su iz njega uspjeli izolovati silicijum - hemijski element bez kojeg kompjuterska tehnologija ne bi postojala. Opseg njegove primjene je raznolik i stalno se širi. To se postiže zahvaljujući jedinstvenim svojstvima atoma silicija, njegovoj strukturi i mogućnosti spojeva s drugim jednostavnim supstancama.

Karakteristično

U onom koji je razvio D. I. Mendeljejev, silicijum je označen simbolom Si. Spada u nemetale, nalazi se u glavnoj četvrtoj grupi trećeg perioda, ima atomski broj 14. Njegova blizina ugljiku nije slučajna: u mnogim aspektima njihova svojstva su uporediva. Ne pojavljuje se u prirodi u svom čistom obliku, jer je aktivan element i ima prilično jake veze s kisikom. Glavna supstanca je silicijum, koji je oksid, i silikati (pijesak). Istovremeno, silicijum (njegova prirodna jedinjenja) je jedan od najčešćih hemijskih elemenata na Zemlji. Po masenom udjelu sadržaja zauzima drugo mjesto nakon kisika (više od 28%). Gornji sloj zemljine kore sadrži silicijum dioksid (ovo je kvarc), razne vrste gline i pijeska. Druga najčešća grupa su njegovi silikati. Na dubini od oko 35 km od površine nalaze se slojevi naslaga granita i bazalta, koji uključuju silikatna jedinjenja. Procenat sadržaja u zemljinoj jezgri još nije izračunat, ali slojevi omotača koji su najbliži površini (do 900 km) sadrže silikate. U sastavu morske vode koncentracija silicija je 3 mg / l, 40% se sastoji od njegovih spojeva. Prostori svemira koje je čovječanstvo do sada proučavalo sadrže ovaj kemijski element u velikim količinama. Na primjer, meteoriti koji su se približili Zemlji na udaljenosti dostupnoj istraživačima pokazali su da se sastoje od 20% silicija. Postoji mogućnost formiranja života na osnovu ovog elementa u našoj galaksiji.

Istraživački proces

Istorija otkrića hemijskog elementa silicijum ima nekoliko faza. Mnoge supstance koje je sistematizirao Mendeljejev čovječanstvo je koristilo vekovima. Istovremeno, elementi su bili u svom prirodnom obliku, tj. u jedinjenja koja nisu bila podvrgnuta hemijskoj obradi, a sva njihova svojstva nisu bila poznata ljudima. U procesu proučavanja svih karakteristika tvari, pojavili su se novi pravci upotrebe. Svojstva silicijuma do danas nisu u potpunosti proučavana - ovaj element, sa prilično širokim i raznolikim spektrom primjena, ostavlja prostora za nova otkrića budućim generacijama naučnika. Moderne tehnologije značajno će ubrzati ovaj proces. U 19. veku mnogi poznati hemičari pokušavali su da dobiju čisti silicijum. L. Tenar i J. Gay-Lussac su to po prvi put uspjeli učiniti 1811. godine, ali otkriće elementa pripada J. Berzeliusu, koji je bio u stanju ne samo da izoluje supstancu, već i da je opiše. Švedski hemičar je 1823. godine dobio silicijum koristeći metalni kalijum i kalijumovu so. Reakcija se odvijala sa katalizatorom u obliku visoke temperature. Dobivena jednostavna sivo-smeđa supstanca bio je amorfni silicijum. Kristalni čisti element dobio je 1855. St. Clair Deville. Složenost izolacije direktno je povezana s visokom čvrstoćom atomskih veza. U oba slučaja, hemijska reakcija je usmerena na proces prečišćavanja od nečistoća, dok amorfni i kristalni model imaju različita svojstva.

Silicijumski izgovor hemijskog elementa

Prvo ime dobivenog praha - kisel - predložio je Berzelius. U Velikoj Britaniji i SAD-u silicij se još uvijek naziva ništa drugo do silicij (Silicium) ili silikon (Silicon). Termin dolazi od latinskog "kremen" (ili "kamen"), a u većini slučajeva vezan je za koncept "zemlje" zbog svoje široke rasprostranjenosti u prirodi. Ruski izgovor ove hemikalije je drugačiji, sve zavisi od izvora. Zvao se silicijum (Zaharov je koristio ovaj izraz 1810.), Sicilija (1824., Dvigubski, Solovjov), silicijum (1825., Strahov), a tek 1834. ruski hemičar German Ivanovič Hes uvodi naziv koji se i danas koristi. većina izvora - silicijum. U njemu je označen simbolom Si. Kako se čita hemijski element silicijum? Mnogi naučnici u zemljama engleskog govornog područja njegovo ime izgovaraju kao "si" ili koriste riječ "silicone". Odavde dolazi i svjetski poznato ime doline, koja je istraživačko i proizvodno mjesto za kompjutersku tehnologiju. Stanovništvo ruskog govornog područja element naziva silicijumom (od starogrčke reči za "stina, planina").

Nalaz u prirodi: naslage

Čitavi planinski sistemi su sastavljeni od silicijumskih jedinjenja, koja se ne nalaze u čistom obliku, jer su svi poznati minerali dioksidi ili silikati (aluminosilikati). Kamenje neverovatne ljepote ljudi koriste kao ukrasni materijal - to su opali, ametisti, razne vrste kvarca, jaspis, kalcedon, ahat, gorski kristal, karneol i mnogi drugi. Nastali su zbog uključivanja različitih supstanci u sastav silicija, što je odredilo njihovu gustoću, strukturu, boju i smjer upotrebe. Čitav anorganski svijet se može povezati sa ovim hemijskim elementom koji u prirodnom okruženju stvara jake veze sa metalima i nemetalima (cink, magnezij, kalcijum, mangan, titan, itd.). U poređenju sa drugim supstancama, silicijum je lako dostupan za rudarstvo u industrijskim razmerama: nalazi se u većini vrsta ruda i minerala. Stoga su aktivno razvijena ležišta vezana za raspoložive izvore energije, a ne za teritorijalne akumulacije materije. Kvarciti i kvarcni pijesci nalaze se u svim zemljama svijeta. Najveći proizvođači i dobavljači silicijuma su: Kina, Norveška, Francuska, SAD (Zapadna Virdžinija, Ohajo, Alabama, Njujork), Australija, Južna Afrika, Kanada, Brazil. Svi proizvođači koriste različite metode, koje zavise od vrste proizvoda koji se proizvodi (tehnički, poluprovodnički, visokofrekventni silicijum). Hemijski element, dodatno obogaćen ili, obrnuto, pročišćen od svih vrsta nečistoća, ima pojedinačna svojstva od kojih ovisi njegova daljnja upotreba. Ovo se odnosi i na ovu supstancu. Struktura silicijuma određuje opseg njegove primjene.

Istorija upotrebe

Vrlo često, zbog sličnosti imena, ljudi brkaju silicij i kremen, ali ti pojmovi nisu identični. Hajde da razjasnimo. Kao što je već spomenuto, silicij u svom čistom obliku ne postoji u prirodi, što se ne može reći za njegove spojeve (isti silicijum). Glavni minerali i stijene koje nastaje dioksidom tvari koju razmatramo su pijesak (riječni i kvarcni), kvarc i kvarciti i kremen. Svi su sigurno čuli za ovo drugo, jer mu se pridaje veliki značaj u istoriji razvoja čovečanstva. Prvi alati koje su ljudi stvorili u kamenom dobu su povezani sa ovim kamenom. Njegove oštre ivice nastale prilikom odvajanja od glavne stijene uvelike su olakšale rad drevnim domaćicama, a mogućnost oštrenja - lovcima i ribarima. Kremen nije imao snagu metalnih proizvoda, ali je neuspjele alate bilo lako zamijeniti novim. Njegova upotreba kao kremen i čelik nastavljena je stoljećima - sve do pronalaska alternativnih izvora.

Što se tiče moderne stvarnosti, svojstva silicija omogućavaju korištenje tvari za uređenje interijera ili izradu keramičkih posuđa, a osim lijepog estetskog izgleda, ima mnoge izvrsne funkcionalne kvalitete. Poseban pravac njegove primjene vezan je za pronalazak stakla prije oko 3000 godina. Ovaj događaj omogućio je stvaranje ogledala, posuđa, mozaičkih vitraža od spojeva koji sadrže silicijum. Formula početne tvari dopunjena je potrebnim komponentama, što je omogućilo da se proizvodu da potrebna boja i utjecalo na čvrstoću stakla. Umjetnička djela zadivljujuće ljepote i raznolikosti načinio je čovjek od minerala i kamenja koji sadrži silicijum. Ljekovita svojstva ovog elementa opisali su drevni naučnici i korišćena su kroz istoriju čovečanstva. Postavili su bunare za vodu za piće, ostave za čuvanje hrane, koja se koristila kako u svakodnevnom životu tako i u medicini. Prašak dobiven mljevenjem nanosio se na rane. Posebna pažnja bila je posvećena vodi, koja se ulijevala u posuđe napravljeno od spojeva koji sadrže silicijum. Hemijski element stupio je u interakciju s njegovim sastavom, što je omogućilo uništavanje brojnih patogenih bakterija i mikroorganizama. A ovo je daleko od svih industrija u kojima je supstanca koju razmatramo veoma, veoma tražena. Struktura silicijuma određuje njegovu svestranost.

Svojstva

Za detaljnije upoznavanje sa karakteristikama supstance, mora se uzeti u obzir uzimajući u obzir sva moguća svojstva. Plan za karakterizaciju hemijskog elementa silicijuma obuhvata fizička svojstva, elektrofizičke pokazatelje, proučavanje jedinjenja, reakcija i uslova za njihovo prolazak itd. Silicijum u kristalnom obliku ima tamno sivu boju sa metalnim sjajem. Kubična rešetka centrirana na lice je slična karbonskoj (dijamantu), ali zbog dužih veza nije tako jaka. Zagrijavanje do 800 ° C čini ga plastičnim, u drugim slučajevima ostaje krhka. Fizička svojstva silicijuma čine ovu supstancu zaista jedinstvenom: prozirna je za infracrveno zračenje. Tačka topljenja - 1410 0 C, tačka ključanja - 2600 0 C, gustina u normalnim uslovima - 2330 kg / m 3. Toplotna provodljivost nije konstantna, za različite uzorke je uzeta na približnoj vrijednosti od 25 0 C. Svojstva atoma silicija omogućavaju da se koristi kao poluvodič. Ovaj smjer primjene je najtraženiji u modernom svijetu. Na veličinu električne provodljivosti utiče sastav silicijuma i elementi koji su u kombinaciji sa njim. Dakle, za povećanu elektronsku provodljivost koriste se antimon, arsen, fosfor, za perforirane - aluminijum, galijum, bor, indijum. Prilikom izrade uređaja sa silicijumom kao vodičem koristi se površinska obrada određenim sredstvom, što utiče na rad uređaja.

Svojstva silicijuma kao odličnog provodnika se široko koriste u modernoj instrumentaciji. Posebno je relevantna njegova upotreba u proizvodnji složene opreme (na primjer, savremenih računarskih uređaja, računara).

Silicijum: karakteristike hemijskog elementa

U većini slučajeva silicijum je četvorovalentan, postoje i veze u kojima može imati vrednost +2. U normalnim uslovima je neaktivan, ima jaka jedinjenja, a na sobnoj temperaturi može da reaguje samo sa fluorom koji je u gasovitom agregacionom stanju. To je zbog efekta blokiranja površine filmom dioksida, koji se uočava pri interakciji s okolišnim kisikom ili vodom. Da bi se stimulirale reakcije, mora se koristiti katalizator: podizanje temperature idealno je za supstancu kao što je silicijum. Hemijski element stupa u interakciju s kisikom na 400-500 0 C, kao rezultat toga, film dioksida se povećava i odvija se proces oksidacije. Kada temperatura poraste na 50 0 C, uočava se reakcija sa bromom, hlorom, jodom, što rezultira stvaranjem isparljivih tetrahalida. Silicijum ne stupa u interakciju s kiselinama, osim mješavine fluorovodične i dušične kiseline, dok je svaka alkalija u zagrijanom stanju rastvarač. Silicijum vodonik nastaje samo razgradnjom silicida, ne reaguje sa vodonikom. Spojevi s borom i ugljikom odlikuju se najvećom čvrstoćom i kemijskom pasivnošću. Visoku otpornost na alkalije i kiseline ima veza sa azotom, što se javlja na temperaturama iznad 1000 0 C. Silicidi se dobijaju reakcijom sa metalima, a u ovom slučaju valencija koju pokazuje silicijum zavisi od dodatnog elementa. Formula tvari formirane uz sudjelovanje prijelaznog metala otporna je na kiseline. Struktura atoma silicija direktno utiče na njegova svojstva i sposobnost interakcije sa drugim elementima. Proces stvaranja veza u prirodi i pod uticajem na supstancu (u laboratorijskim, industrijskim uslovima) značajno se razlikuje. Struktura silicijuma ukazuje na njegovu hemijsku aktivnost.

Struktura

Silicijum ima svoje karakteristike. Naelektrisanje jezgra je +14, što odgovara serijskom broju u periodičnom sistemu. Broj naelektrisanih čestica: protoni - 14; elektrona - 14; neutroni - 14. Šema strukture atoma silicijuma ima sljedeći oblik: Si +14) 2) 8) 4. Na posljednjem (vanjskom) nivou nalaze se 4 elektrona, koji određuje stepen oksidacije sa “+ ” ili “-” znak. Silicijum oksid ima formulu SiO 2 (valencija 4+), isparljivo jedinjenje vodonika je SiH 4 (valencija -4). Velika zapremina atoma silicijuma omogućava u nekim jedinjenjima koordinacioni broj od 6, na primer, u kombinaciji sa fluorom. Molarna masa - 28, atomski radijus - 132 pm, konfiguracija elektronske ljuske: 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 2.

Aplikacija

Površinski ili potpuno dopirani silicij koristi se kao poluvodič u stvaranju mnogih, uključujući i visokoprecizne uređaje (na primjer, solarne fotoćelije, tranzistori, strujni ispravljači, itd.). Ultra čisti silicijum se koristi za stvaranje solarnih ćelija (energije). Monokristalni tip se koristi za izradu ogledala i gasnog lasera. Od silicijumskih jedinjenja dobijaju se staklo, keramičke pločice, posuđe, porculan, fajansa. Teško je opisati raznolikost vrsta primljenih dobara, njihovo djelovanje se odvija na nivou domaćinstva, u umjetnosti i nauci, te u proizvodnji. Dobiveni cement služi kao sirovina za izradu građevinskih mješavina i cigle, završnih materijala. Distribucija ulja na bazi maziva može značajno smanjiti silu trenja u pokretnim dijelovima mnogih mehanizama. Silicidi se široko koriste u industriji zbog svojih jedinstvenih svojstava u području otpornosti na agresivne medije (kiseline, temperature). Njihove električne, nuklearne i kemijske karakteristike uzimaju u obzir stručnjaci u složenim industrijama, a struktura atoma silicija igra važnu ulogu.

Naveli smo najintenzivnija i najnaprednija područja primjene do sada. Najčešći, komercijalni silicij proizveden u velikim količinama koristi se u brojnim područjima:

1. Kao sirovina za proizvodnju čistije supstance.
2. Za legiranje legura u metalurškoj industriji: prisutnost silicija povećava vatrostalnost, povećava otpornost na koroziju i mehaničku čvrstoću (sa viškom ovog elementa, legura može biti previše lomljiva).
3. Kao deoksidant za uklanjanje viška kiseonika iz metala.
4. Sirovine za proizvodnju silana (jedinjenja silikona sa organskim materijama).
5. Za proizvodnju vodonika iz legure silicijuma sa željezom.
6. Proizvodnja solarnih panela.

Vrijednost ove supstance velika je i za normalno funkcioniranje ljudskog tijela. Struktura silicijuma, njegova svojstva su odlučujući u ovom slučaju. Istovremeno, njegov višak ili nedostatak dovodi do ozbiljnih bolesti.

U ljudskom tijelu

Medicina dugo koristi silicijum kao baktericidno i antiseptično sredstvo. Ali uz sve prednosti vanjske upotrebe, ovaj element se mora stalno obnavljati u ljudskom tijelu. Normalan nivo njegovog sadržaja će poboljšati život uopšte. U slučaju njegovog nedostatka, tijelo neće apsorbirati više od 70 elemenata u tragovima i vitamina, što će značajno smanjiti otpornost na niz bolesti. Najveći procenat silicijuma je uočen u kostima, koži, tetivama. Igra ulogu strukturnog elementa koji održava snagu i daje elastičnost. Sva tvrda tkiva skeleta su formirana od njegovih spojeva. Kao rezultat nedavnih studija, sadržaj silicija je pronađen u bubrezima, gušterači i vezivnom tkivu. Uloga ovih organa u funkcioniranju tijela je prilično velika, pa će smanjenje njegovog sadržaja imati štetan učinak na mnoge osnovne pokazatelje održavanja života. Organizam bi trebalo da dobije 1 gram silicijuma dnevno sa hranom i vodom – to će pomoći da se izbegnu moguće bolesti, kao što su upala kože, omekšavanje kostiju, stvaranje kamenca u jetri, bubrezima, oštećenje vida, kose i nokti, ateroskleroza. Uz dovoljnu razinu ovog elementa, imunitet se povećava, metabolički procesi se normaliziraju, a asimilacija mnogih elemenata potrebnih za ljudsko zdravlje poboljšava se. Najveća količina silicijuma je u žitaricama, rotkvi, heljdi. Silicijumska voda će doneti značajne koristi. Da biste odredili količinu i učestalost njegove upotrebe, bolje je konzultirati stručnjaka.