Räni ja selle ühendite omadused. Räni (keemiline element): omadused, omadused, valem. Räni avastamise ajalugu

Inimkond on räni tundnud juba ammu. Mis on tulekivi? See on mineraal, mis pani tegelikult alguse inimtsivilisatsioonile. Räni raviomadustele on viiteid antiikteadlaste ja filosoofide traktaatides.

Seejärel leidis räni rakendust seinte kaunistamiseks hoonetes, kus hoiti liha ja lihatooteid, tüügaste väljalõikamiseks, haavade pulbriks pulbristamiseks, mis võimaldas vältida gangreeni; tulekividest veskikividest saadi suurepärase maitse ja küpsetusomadustega jahu.

Iidsetest aegadest vooderdasid inimesed kaevude sisepinda ja põhja räniga, kuna märgati, et sellistest kaevudest vee kasutamine tagas somaatiliste ja nakkushaiguste ennetamise ning vesi osutus ebatavaliselt maitsvaks, selgeks ja maitseks. paranemine. Fakt on see, et tulekivi muudab veega kokkupuutel oma omadusi.

Räni raviomadused ja defitsiidi põhjused organismis

Kaasaegsete teadlaste kliinilised vaatlused on tõestanud, et vees sisalduv räni toodab ränihapet. Selle ühendi annused väga väike, kuid täiesti piisav, et ränihape lahustaks soolaladestusi ja räbu ning eemaldaks need ka organismist.

Räni mõju all olev vesi muutub "elusaks" ja uueneb. Meie kehas olevad räni bioloogiliselt aktiivsed ained koos valgufraktsioonidega aitavad kaasa hormoonide, aminohapete, ensüümide moodustumisele; Pange tähele, et umbes 70 tüüpi vitamiine ja mineraalaineid ei imendu, kui kehal puudub räni.

_________________________________________________________________________

Ränipuuduse põhjused

» Mineraalvee ja kiudainete ebapiisav tarbimine.

» Liiga palju alumiiniumi (tavaliselt täheldatakse inimestel, kes on küpsetanud alumiiniumist kööginõudes).

»Intensiivne kehakasv lapsepõlves.

» Suurenenud füüsiline ja vaimne stress iga päev.

Mis juhtub, kui räni napib

» Edusammud .

» Neerudes, maksas ja sapipõies on kalduvus.

» Patsient hakkab ja hambad, haprad küüned.

» Silmahaigused esinevad: eakatel - kaugnägelikkus, glaukoom ja katarakt, lastel -.

» Kõik veresooned on mõjutatud varajase arenguga, suurenevad.

» Sidekoe seisundi rikkumise tõttu tekib parodondi haigus, deformeeruvad ja.

Räni on hea tervise allikas

Nüüdseks on teada, et ränivesi tõstab organismi kaitsevõimet, normaliseerib ainevahetust, hoiab ära paljude haiguste esinemise ja aitab neid ravida ning aeglustab organismi vananemist.

Ränivee välispidisel kasutamisel nahk nooreneb, juuste seisund ja kasv paraneb, kortsud kaovad, käte ja näo värvus paraneb.

Kuidas juua ränivett. Seda saab kasutada ilma piiranguteta. Tavaliselt juuakse ränivett toatemperatuuril üks kuni kolm klaasi, kuid juua tuleb väikeste lonksudena. Nagu eespool märgitud, muudab räni sellega kokkupuutel vee omadusi.

Aktiveeritud ränidioksiidi vesi avaldab kahjulikku mõju patogeensetele mikroorganismidele, vähendab käärimist ja lagunemist soodustavate bakterite kasvu. Samal ajal muutub vesi meeldiva maitsega ja täiesti puhtaks, pikka aega see ei halvene, omandades palju muid raviomadusi. Räni tõrjub välja raskete ja kahjulike metallide soolad, need settivad põhja ja peale jääb puhas vesi.

Kõik teavad, kui palju vett on inimkeha jaoks vaja. See sisaldab umbes 70% vett ja ilma selleta on võimatu elu ette kujutada. Arvestades, et kõik ainevahetusprotsessid toimuvad vesikeskkonna juuresolekul, võib kindlalt väita, et just vesi mängib paljude füsioloogiliste protsesside juhi rolli, ilma milleta on rakkude ja kudede elutähtis aktiivsus võimatu. .

Kuidas valmistada ränivett

Räni on soovitatav infundeerida emailitud või klaasnõudesse. Mina isiklikult valmistan kodus ränivett kolmeliitrises klaaspurgis. Panen ränikivid purki, valan puhta kaevuvee (kui elate linnas, on parem enne seda läbi tavalise kodufiltri filtreerida).

Panen purgi ruumi, kuhu otsene päikesevalgus ei lange ja katan tavalise marli salvrätikuga (marlitükiga), et tagada vaba gaasivahetus. Ränivett, mida kasutatakse tee, toidu või ravimtaimede infusioonide valmistamiseks, tuleb nõuda kaks või kolm päeva. Sel juhul tuleb järgida järgmisi nõudeid:

1. Pärast iga vee tühjendamist loputatakse räni ja anum põhjalikult jooksva veega.
2. Põhja jäänud sete tuleb valada kraanikaussi.
3. Keeda on lubatud tulekiviga immutatud vett, kuid mitte tulekivi ennast, sest sel juhul on vesi bioloogiliselt aktiivsete ainetega üleküllastunud. Sellist vett saab kasutada ainult väliselt.
4. Vett ei ole soovitatav hoida külmkapis koos räniga.
5. On kindlaks tehtud, et ränivesi säilitab oma raviomadused mitu kuud.
6. Pärast korduvat kasutamist (3-5 korda) tuleb räni pesta voolava vee all ja lasta ventilatsiooniks 2 tundi värske õhu kätte.
7. Teatud aja möödudes võivad mineraalide pinnale tekkida ladestused või kihid. Sel juhul tuleks kivikesed panna kaheks tunniks soolaga maitsestatud vette või 2% äädikhappe lahusesse ja seejärel loputada jooksva veega. Seejärel laske kivid uuesti kaheks tunniks sooda lahusesse alla ja loputage uuesti kraani all.
8. 8-12 kuu pärast on soovitav kivid lõhestada, et tugevdada (uuendada) nende omadusi, kuid parem on hankida uus mineraal.
9. Räni infusioon viiakse läbi toatemperatuuril.

Olge terved, mu kallid lugejad. Jumal õnnistagu sind!

Räni

RÄNI- mina; m.[kreeka keelest. krēmnos - kalju, kivi] Keemiline element (Si), tumehallid metallilise läikega kristallid, mis on osa enamikest kivimitest.

◁ Räni, th, th. K soolad. Ränirikas (vt 2.K .; 1 märk).

(lat. räni), perioodilisuse süsteemi IV rühma keemiline element. Tumehallid metallilise läikega kristallid; tihedus 2,33 g / cm3, t pl 1415ºC. Vastupidav keemilisele rünnakule. See moodustab 27,6% maakoore massist (elementide hulgas 2. koht), peamised mineraalid on ränidioksiid ja silikaadid. Üks olulisemaid pooljuhtmaterjale (transistorid, termistorid, fotoelemendid). Paljude teraste ja muude sulamite lahutamatu osa (suurendab mehaanilist tugevust ja korrosioonikindlust, parandab valuomadusi).

RÄNI (lat. Silicium silexist - tulekivi), Si (loe "räni", kuid nüüd üsna sageli "si"), keemiline element aatomnumbriga 14, aatommass 28,0855. Venekeelne nimi pärineb kreeka sõnast kremnos – kalju, mägi.
Looduslik räni koosneb kolme stabiilse nukliidi segust (cm. NUKLIID) massinumbritega 28 (valitseb segus, seda on 92,27 massiprotsenti), 29 (4,68%) ja 30 (3,05%). Neutraalse ergastamata räni aatomi välise elektronkihi konfiguratsioon 3 s 2 R 2 . Ühendites on selle oksüdatsiooniaste tavaliselt +4 (valents IV) ja väga harva +3, +2 ja +1 (vastavalt III, II ja I valents). Mendelejevi perioodilises süsteemis paikneb räni IVA rühmas (süsiniku rühmas), kolmandas perioodis.
Neutraalse räni aatomi raadius on 0,133 nm. Räni aatomi järjestikused ionisatsioonienergiad on 8,1517, 16,342, 33,46 ja 45,13 eV, elektronide afiinsus on 1,22 eV. Si 4+ iooni raadius koordinatsiooninumbriga 4 (räni puhul kõige levinum) on 0,040 nm, koordinatsiooninumbriga 6 - 0,054 nm. Paulingi skaalal on räni elektronegatiivsus 1,9. Kuigi räni liigitatakse tavaliselt mittemetalliks, on see mitmete omaduste poolest metallide ja mittemetallide vahel vahepealsel positsioonil.
Vabas vormis - pruun pulber või helehall kompaktne metallilise läikega materjal.
Avastamise ajalugu
Räniühendid on inimestele teada juba ammusest ajast. Kuid lihtsa räniainega kohtus mees alles umbes 200 aastat tagasi. Tegelikult olid esimesed uurijad, kes räni said, prantslane J. L. Gay-Lussac (cm. GAY LUSSAC Joseph Louis) ja L. J. Tenard (cm. TENAR Louis Jacques). Nad avastasid 1811. aastal, et ränifluoriidi kuumutamine metallilise kaaliumiga põhjustab pruunikaspruuni aine moodustumist:
SiF 4 + 4K = Si + 4KF aga teadlased ise ei teinud õiget järeldust uue lihtsa aine saamise kohta. Uue elemendi avastamise au kuulub Rootsi keemikule J. Berzeliusele (cm. BERZELIUS Jens Jacob), kes samuti kuumutas räni saamiseks metallilise kaaliumiga ühendit koostisega K 2 SiF 6. Ta sai sama amorfse pulbri nagu prantsuse keemikud ja kuulutas 1824. aastal välja uue elementaarse aine, mida nimetas "räniks". Kristalse räni sai alles 1854. aastal prantsuse keemik A. E. St. Clair Deville (cm. SAINT CLAIR DEVILLE Henri Etienne) .
Looduses olemine
Levimuse poolest maakoores on räni kõigi elementide seas (hapniku järel) teisel kohal. Räni moodustab 27,7% maakoore massist. Räni on osa mitmesajast erinevast looduslikust silikaadist (cm. SILIKAADID) ja alumiiniumsilikaadid (cm. ALUMOSILIKAADID). Ränidioksiid ehk ränidioksiid on samuti laialt levinud (cm. RÄNIDIOKSIID) SiO 2 (jõeliiv (cm. LIIV), kvarts (cm. KVARTS), tulekivi (cm. FLINT) ja teised), mis moodustab umbes 12% maakoorest (massi järgi). Vabal kujul räni looduses ei leidu.
Kviitung
Tööstuses saadakse räni SiO 2 sulami redutseerimisel koksiga temperatuuril umbes 1800°C kaareahjudes. Nii saadud räni puhtus on umbes 99,9%. Kuna praktiliseks kasutamiseks on vaja kõrgema puhtusastmega räni, siis saadud räni klooritakse. Tekivad ühendid koostisega SiCl 4 ja SiCl 3 H. Neid kloriide puhastatakse täiendavalt erinevate meetoditega lisanditest ja lõppfaasis redutseeritakse puhta vesinikuga. Räni on võimalik puhastada ka magneesiumsilitsiidi Mg2Si eelneva hankimisega. Lisaks saadakse lenduv monosilaan SiH 4 magneesiumsilitsiidist, kasutades vesinikkloriid- või äädikhapet. Monosilaani puhastatakse täiendavalt destilleerimise, sorptsiooni ja muude meetoditega ning seejärel laguneb see temperatuuril umbes 1000 °C räniks ja vesinikuks. Nende meetoditega saadud räni lisandite sisaldust vähendatakse 10-8-10-6 massiprotsendini.
Füüsilised ja keemilised omadused
Räni kristallvõre on kuubikujulise näokeskse teemandi tüüp, parameeter a = 0,54307 nm (kõrgetel rõhkudel saadi ka teisi räni polümorfseid modifikatsioone), kuid tänu pikemale Si-Si aatomitevahelisele sideme pikkusele võrreldes C-C sideme pikkusega on räni kõvadus palju väiksem kui teemandil.
Räni tihedus on 2,33 kg/dm 3 . Sulamistemperatuur 1410°C, keemistemperatuur 2355°C. Räni on rabe, ainult üle 800°C kuumutamisel muutub see plastiliseks. Huvitav on see, et räni on infrapunakiirgusele (IR) läbipaistev.
Elementaarne räni on tüüpiline pooljuht (cm. POOLJUHTID). Ribavahe toatemperatuuril on 1,09 eV. Voolukandjate kontsentratsioon sisemise juhtivusega ränis toatemperatuuril on 1,5·10 16 m -3. Kristallilise räni elektrilisi omadusi mõjutavad suuresti selles sisalduvad mikrolisandid. Ava juhtivusega räni monokristallide saamiseks viiakse räni III rühma elementide lisandid - boor (cm. BOR (keemiline element)), alumiinium (cm. ALUMIINIUM), gallium (cm. GALLIUM) ja India (cm. INDIUM), elektroonilise juhtivusega - V-nda rühma elementide lisandid - fosfor (cm. FOSFOR), arseen (cm. ARSENIK) või antimoni (cm. ANTIMON). Räni elektrilisi omadusi saab muuta, muutes monokristallide töötlemistingimusi, eelkõige töödeldes räni pinda erinevate keemiliste ainetega.
Keemiliselt on räni mitteaktiivne. Toatemperatuuril reageerib see ainult gaasilise fluoriga, moodustades lenduva ränitetrafluoriidi SiF 4 . Temperatuurini 400–500 °C kuumutamisel reageerib räni hapnikuga, moodustades dioksiidi SiO 2, kloori, broomi ja joodiga – moodustades vastavad lenduvad tetrahalogeniidid SiHal 4 .
Räni ei reageeri otseselt vesinikuga, räniühendid vesinikuga on silaanid (cm. SILANES)üldvalemiga Si n H 2n+2 - saadud kaudselt. Monosilaan SiH 4 (seda nimetatakse sageli lihtsalt silaaniks) vabaneb metallisilitsiidide koostoimel happelahustega, näiteks:
Ca 2 Si + 4HCl \u003d 2CaCl 2 + SiH 4
Selles reaktsioonis moodustunud silaan SiH 4 sisaldab segu teistest silaanidest, eelkõige disilaan Si 2 H 6 ja trisilaan Si 3 H 8, milles on räni aatomite ahel, mis on omavahel ühendatud üksiksidemetega (-Si-Si-Si -) .
Lämmastikuga moodustab räni temperatuuril umbes 1000 °C nitriidi Si 3 N 4, booriga termiliselt ja keemiliselt stabiilsed boriidid SiB 3, SiB 6 ja SiB 12. Räni ühend ja selle lähim analoog perioodilisuse tabeli järgi - süsinik - ränikarbiid SiC (karborund (cm. CARBORUNDUM)) iseloomustab kõrge kõvadus ja madal keemiline aktiivsus. Karborundi kasutatakse laialdaselt abrasiivse materjalina.
Räni kuumutamisel metallidega tekivad silitsiidid (cm. SILITSIDID). Silitsiidid võib jagada kahte rühma: ioon-kovalentsed (leelis-, leelismuldmetallide ja magneesiumi silitsiidid nagu Ca 2 Si, Mg 2 Si jne) ja metallilaadsed (siirdemetallide silitsiidid). Aktiivsete metallide silitsiidid lagunevad hapete toimel, siirdemetallide silitsiidid on keemiliselt stabiilsed ega lagune hapete toimel. Metallilaadsetel silitsiididel on kõrge sulamistemperatuur (kuni 2000 °C). Kõige sagedamini moodustuvad kompositsioonide MSi, M3Si2, M2Si3, M5Si3 ja MSi2 metallitaolised silitsiidid. Metallilaadsed silitsiidid on keemiliselt inertsed, vastupidavad hapnikule ka kõrgetel temperatuuridel.
Ränidioksiid SiO 2 on happeline oksiid, mis ei reageeri veega. Esineb mitme polümorfse modifikatsiooni kujul (kvarts (cm. KVARTS), tridüümiit, kristobaliit, klaasjas SiO 2). Nendest modifikatsioonidest on kvartsil suurim praktiline väärtus. Kvartsil on piesoelektrilised omadused (cm. PIEZOELEKTRILISED MATERJALID), on see ultraviolettkiirgusele (UV) läbipaistev. Seda iseloomustab väga madal soojuspaisumistegur, mistõttu kvartsist valmistatud nõud ei pragune kuni 1000 kraadise temperatuuri languse korral.
Kvarts on keemiliselt hapetele vastupidav, kuid reageerib vesinikfluoriidhappega:
SiO2 + 6HF \u003d H2 + 2H2O
ja gaasiline vesinikfluoriid HF:
SiO 2 + 4HF \u003d SiF 4 + 2H 2 O
Neid kahte reaktsiooni kasutatakse laialdaselt klaasi söövitamiseks.
Kui SiO 2 sulatatakse leeliste ja aluseliste oksiididega, samuti aktiivsete metallide karbonaatidega, tekivad silikaadid (cm. SILIKAADID)- väga nõrkade, vees mittelahustuvate ränihapete soolad, millel puudub konstantne koostis (cm. Ränihapped)üldvalem xH 2 O ySiO 2 (üsna sageli ei kirjutata kirjanduses väga täpselt mitte ränihapetest, vaid ränihappest, kuigi tegelikult räägime samast asjast). Näiteks naatriumortosilikaati võib saada:
SiO 2 + 4NaOH \u003d (2Na 2 O) SiO 2 + 2H 2 O,
kaltsiummetasilikaat:
SiO 2 + CaO \u003d CaO SiO 2
või kaltsiumi- ja naatriumsilikaadi segu:
Na 2 CO 3 + CaCO 3 + 6SiO 2 = Na 2 O CaO 6SiO 2 + 2CO 2
Aknaklaas on valmistatud Na 2 O CaO 6SiO 2 silikaadist.
Tuleb märkida, et enamikul silikaatidest ei ole püsivat koostist. Kõigist silikaatidest lahustuvad vees ainult naatrium- ja kaaliumsilikaadid. Nende silikaatide lahuseid vees nimetatakse lahustuvaks klaasiks. Hüdrolüüsi tõttu iseloomustab neid lahuseid tugevalt aluseline keskkond. Hüdrolüüsitud silikaate iseloomustab mitte tõeliste, vaid kolloidsete lahuste moodustumine. Naatrium- või kaaliumsilikaatide lahuste hapestamisel sadestub hüdraatunud ränihapete želatiinvalge sade.
Nii tahke ränidioksiidi kui ka kõigi silikaatide põhiliseks struktuurielemendiks on rühm, milles räni aatomit Si ümbritseb neljast hapnikuaatomist koosnev tetraeeder O. Sel juhul on iga hapnikuaatom seotud kahe räni aatomiga. Fragmente saab omavahel siduda erineval viisil. Silikaatide hulgas jagunevad fragmendid nendes olevate sidemete olemuse järgi saare-, kett-, lint-, kihilisteks, karkassiks jt.
Kui SiO 2 redutseeritakse räniga kõrgel temperatuuril, moodustub SiO koostisega ränimonooksiid.
Räni iseloomustab räniorgaaniliste ühendite moodustumine (cm. RÄNIÜHENDID), milles räni aatomid on pikkade ahelatena ühendatud hapnikuaatomite -O- silla tõttu, ja iga räni aatomiga, välja arvatud kaks O-aatomit, veel kaks orgaanilist radikaali R 1 ja R 2 \u003d CH 3, C 2 H 5, C6 on seotud H5, CH2CH2CF3 ja teistega.
Rakendus
Räni kasutatakse pooljuhtmaterjalina. Kvartsi kasutatakse piesoelektrilise materjalina, materjalina kuumuskindlate keemiliste (kvarts)nõude ja UV-kiirguslampide valmistamiseks. Silikaate kasutatakse laialdaselt ehitusmaterjalina. Aknapaneelid on amorfsed silikaadid. Silikoonmaterjale iseloomustab kõrge kulumiskindlus ja neid kasutatakse praktikas laialdaselt silikoonõlide, liimainete, kummide ja lakkidena.
Bioloogiline roll
Mõne organismi jaoks on räni oluline biogeenne element. (cm. BIOGEENSED ELEMENDID). See on osa taimede tugistruktuuridest ja loomade skeletistruktuuridest. Suurtes kogustes kontsentreerivad räni mereorganismid - ränivetikad. (cm. DIATOMVETIKAS), radiolarians (cm. RADIOLARIA), käsnad (cm. KÄSNS). Inimese lihaskoes on (1-2) 10 -2% räni, luukoes - 17 10 -4%, veres - 3,9 mg / l. Toiduga satub inimkehasse päevas kuni 1 g räni.
Räniühendid ei ole mürgised. Kuid väga ohtlik on sisse hingata nii silikaatide kui ka ränidioksiidi tugevalt hajutatud osakesi, mis tekivad näiteks lõhkamisel, kaevandustes kivimite meiseldamisel, liivapritsimasinate töötamisel jne. Kopsu sattunud SiO 2 mikroosakesed kristalliseeruvad. neis ning tekkivad kristallid hävitavad kopsukoe ja põhjustavad raske haiguse – silikoosi (cm. SILIKOOS). Selle ohtliku tolmu kopsudesse sattumise vältimiseks tuleks hingamisteede kaitseks kasutada respiraatorit.

entsüklopeediline sõnaraamat. 2009 .

Vaadake, mis on "räni" teistes sõnaraamatutes:

- (sümbol Si), perioodilisuse tabeli IV rühma laialt levinud hall keemiline element, mittemetall. Esmakordselt eraldas selle Jens BERZELIUS aastal 1824. Räni leidub ainult sellistes ühendites nagu Ränidioksiid (Ränidioksiid) või ... ... Teaduslik ja tehniline entsüklopeediline sõnastik

Räni- saadakse peaaegu eranditult ränidioksiidi karbotermilisel redutseerimisel elektrikaarahjude abil. See on halb soojus- ja elektrijuht, klaasist kõvem, tavaliselt pulbri või sagedamini vormitute tükkidena ... ... Ametlik terminoloogia

RÄNI- keemia. element, mittemetall, sümbol Si (lat. Silicium), at. n. 14, kl. m 28,08; Tuntud on amorfne ja kristalne räni (mis on ehitatud teemandiga sama tüüpi kristallidest). Amorfne K. pruun kuupstruktuuriga pulber tugevalt hajutatud ... ... Suur polütehniline entsüklopeedia

- (Räni), Si, perioodilise süsteemi IV rühma keemiline element, aatomnumber 14, aatommass 28,0855; mittemetall, sulamistemperatuur 1415 °C. Räni on hapniku järel Maal levikult teine ​​element, selle sisaldus maakoores on 27,6 massiprotsenti. ... ... Kaasaegne entsüklopeedia

Si (lat. Silicium * a. silicium, räni; n. Silizium; f. silicium; ja. siliseo), chem. element IV rühm perioodiline. Mendelejevi süsteemid, kl. n. 14, kl. m 28,086. Looduses on 3 stabiilset isotoopi: 28Si (92,27), 29Si (4,68%), 30Si (3 ... Geoloogiline entsüklopeedia

Elemendi omadus

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

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

Räni on maakoores hapniku järel (27,6 massiprotsenti) suuruselt teine ​​element. Looduses seda vabas olekus ei esine, seda leidub peamiselt SiO 2 või silikaatide kujul.

Si-ühendid on mürgised; SiO 2 ja teiste räniühendite (näiteks asbesti) väikseimate osakeste sissehingamine põhjustab ohtliku haiguse - silikoosi

Põhiolekus on räni aatomi valents = II ja ergastatud olekus = IV.

Si kõige stabiilsem oksüdatsiooniaste on +4. Metallidega ühendites (silitsiidid) on S.O. -neli.

Räni saamise meetodid

Kõige tavalisem looduslik räniühend on ränidioksiid (ränidioksiid) SiO 2 . See on räni tootmise peamine tooraine.

1) SiO 2 regenereerimine süsinikuga kaarahjudes temperatuuril 1800 °C: SiO 2 + 2C \u003d Si + 2CO

2) Tehnilisest tootest saadakse kõrge puhtusastmega Si vastavalt skeemile:

a) Si → SiCl 2 → Si

b) Si → Mg 2 Si → SiH 4 → Si

Räni füüsikalised omadused. Räni allotroopsed modifikatsioonid

1) Kristalliline räni - hõbehalli värvi metallilise läikega aine, teemant-tüüpi kristallvõre; s.t. 1415 "C, kp 3249" C, tihedus 2,33 g/cm3; on pooljuht.

2) Amorfne räni – pruun pulber.

Räni keemilised omadused

Enamikus reaktsioonides toimib Si redutseerijana:

Madalatel temperatuuridel on räni keemiliselt inertne, kuumutamisel suureneb selle reaktsioonivõime järsult.

1. See interakteerub hapnikuga temperatuuril T üle 400 °C:

Si + O 2 \u003d SiO 2 ränioksiid

2. Reageerib fluoriga juba toatemperatuuril:

Si + 2F 2 = SiF 4 ränitetrafluoriid

3. Reaktsioonid teiste halogeenidega toimuvad temperatuuril = 300 - 500 °C

Si + 2Hal 2 = SiHal 4

4. Väävliauruga 600 °C juures moodustub disulfiid:

5. Reaktsioon lämmastikuga toimub temperatuuril üle 1000°C:

3Si + 2N 2 = Si 3 N 4 räninitriid

6. Temperatuuril = 1150°С reageerib süsinikuga:

SiO 2 + 3C \u003d SiC + 2CO

Karborund on kõvaduse poolest lähedane teemandile.

7. Räni ei reageeri otseselt vesinikuga.

8. Räni on hapetele vastupidav. Interakteerub ainult lämmastik- ja vesinikfluoriidhapete (vesinikfluoriid) seguga:

3Si + 12HF + 4HNO3 = 3SiF4 + 4NO + 8H2O

9. reageerib leeliselahustega, moodustades silikaate ja vabastades vesinikku:

Si + 2NaOH + H2O \u003d Na2SiO3 + 2H2

10. Räni redutseerivaid omadusi kasutatakse metallide isoleerimiseks nende oksiididest:

2MgO \u003d Si \u003d 2Mg + SiO 2

Reaktsioonides metallidega on Si oksüdeerija:

Räni moodustab s-metallide ja enamiku d-metallidega silitsiide.

Selle metalli silitsiidide koostis võib olla erinev. (Näiteks FeSi ja FeSi 2; Ni 2 Si ja NiSi 2.) Üks kuulsamaid silitsiide on magneesiumsilitsiid, mida saab lihtsate ainete otsesel koostoimel:

2Mg + Si = Mg2Si

Silaan (monosilaan) SiH 4

Silaanid (ränivesinikud) Si n H 2n + 2, (võrdle alkaanidega), kus n \u003d 1-8. Silaanid - alkaanide analoogid, erinevad neist -Si-Si- ahelate ebastabiilsuse poolest.

Monosilaan SiH 4 on värvitu ebameeldiva lõhnaga gaas; lahustub etanoolis, bensiinis.

Võimalused saada:

1. Magneesiumsilikiidi lagundamine vesinikkloriidhappega: Mg 2 Si + 4HCI = 2MgCI 2 + SiH 4

2. Si halogeniidide redutseerimine liitiumalumiiniumhüdriidiga: SiCl 4 + LiAlH 4 = SiH 4 + LiCl + AlCl 3

Keemilised omadused.

Silaan on tugev redutseerija.

1.SiH 4 oksüdeerub hapniku toimel isegi väga madalatel temperatuuridel:

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

2. SiH 4 hüdrolüüsub kergesti, eriti leeliselises keskkonnas:

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

SiH4 + 2NaOH + H2O \u003d Na2SiO3 + 4H2

Räni(IV)oksiid (ränidioksiid) SiO2

Räni on erinevates vormides: kristalne, amorfne ja klaasjas. Kõige tavalisem kristalne vorm on kvarts. Kvartskivimite hävitamisel tekivad kvartsliivad. Kvartsi monokristallid on läbipaistvad, värvitud (mäekristall) või värvitud erinevat värvi lisanditega (ametüst, ahhaat, jaspis jne).

Amorfne SiO 2 esineb mineraalse opaali kujul: kunstlikult saadakse silikageel, mis koosneb SiO 2 kolloidsetest osakestest ja on väga hea adsorbent. Klaasjas SiO 2 on tuntud kui kvartsklaas.

Füüsikalised omadused

Vees lahustub SiO 2 väga kergelt, orgaanilistes lahustites samuti praktiliselt ei lahustu. Ränidioksiid on dielektrik.

Keemilised omadused

1. SiO 2 on happeline oksiid, seetõttu lahustub amorfne ränidioksiid aeglaselt leeliste vesilahustes:

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

2. SiO 2 interakteerub ka kuumutamisel aluseliste oksiididega:

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

SiO 2 + CaO \u003d CaSiO 3

3. Kuna SiO 2 on mittelenduv oksiid, tõrjub see välja süsihappegaasi Na 2 CO 3 -st (sulamise käigus):

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

4. Ränidioksiid reageerib vesinikfluoriidhappega, moodustades vesinikfluoränihappe H 2 SiF 6:

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

5. Temperatuuril 250–400 °C interakteerub SiO 2 gaasilise HF ja F 2 -ga, moodustades tetrafluorosilaani (ränitetrafluoriid):

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

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

Ränihapped

Teatud:

ortosänihape H 4 SiO 4 ;

metasilikhape (ränihape) H 2 SiO 3 ;

Di- ja polüränihapped.

Kõik ränihapped lahustuvad vees halvasti ja moodustavad kergesti kolloidseid lahuseid.

Vastuvõtmise viisid

1. Sadestamine hapetega leelismetallisilikaatide lahustest:

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

2. Klorosilaanide hüdrolüüs: SiCl 4 + 4H 2 O \u003d H 4 SiO 4 + 4HCl

Keemilised omadused

Ränihapped on väga nõrgad happed (nõrgemad kui süsihape).

Kuumutamisel nad dehüdreeruvad, moodustades lõpp-produktina ränidioksiidi.

H 4 SiO 4 → H 2 SiO 3 → SiO 2

Silikaadid – ränihapete soolad

Kuna ränihapped on äärmiselt nõrgad, on nende soolad vesilahustes tugevalt hüdrolüüsitud:

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

SiO 3 2- + H 2 O \u003d HSiO 3 - + OH - (leeliseline keskkond)

Samal põhjusel, kui süsinikdioksiid juhitakse läbi silikaadilahuste, tõrjutakse ränihape neist välja:

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

Seda reaktsiooni võib pidada silikaatioonide kvalitatiivseks reaktsiooniks.

Silikaatidest on hästi lahustuvad vaid Na 2 SiO 3 ja K 2 SiO 3, mida nimetatakse lahustuvaks klaasiks ja nende vesilahuseid vedelaks klaasiks.

Klaas

Tavaline aknaklaas on koostisega Na 2 O CaO 6SiO 2 ehk tegemist on naatrium- ja kaltsiumsilikaatide seguga. See saadakse sooda Na 2 CO 3, CaCO 3 lubjakivi ja SiO 2 liiva sulatamisel;

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

Tsement

Pulbriline sideaine, mis veega suheldes moodustab plastilise massi, mis lõpuks muutub tahkeks kivitaoliseks kehaks; peamine ehitusmaterjal.

Kõige tavalisema portlandtsemendi keemiline koostis (massiprotsentides) - 20 - 23% SiO 2; 62-76% CaO; 4-7% AI203; 2-5% Fe203; 1-5% MgO.

Räni- väga haruldane mineraalne liik looduslike elementide klassist. Tegelikult on üllatav, kui harva leidub looduses puhtal kujul keemilist elementi räni, mis on seotud kujul vähemalt 27,6% maakoore massist. Kuid räni seostub tugevalt hapnikuga ja on peaaegu alati ränidioksiidi kujul - ränidioksiidi, SiO 2 (kvartsi perekond) või osana silikaatidest (SiO 4 4-). Looduslikku räni kui mineraali leiti vulkaaniliste aurude saadustes ja väikseimate osadena looduslikus kullas.

Vaata ka:

STRUKTUUR

OMADUSED

Räni on rabe, ainult üle 800 °C kuumutamisel muutub see plastiliseks. See on läbipaistev infrapunakiirgusele, mille lainepikkus on 1,1 µm. Laengukandjate omakontsentratsioon - 5,81 10 15 m −3 (temperatuuril 300 K). Sulamistemperatuur 1415 ° C, keemistemperatuur 2680 ° C, tihedus 2,33 g / cm 3. Sellel on pooljuhtomadused, selle takistus väheneb temperatuuri tõustes.

Amorfne räni on pruun pulber, mis põhineb väga korratu teemandilaadsel struktuuril. See on reaktiivsem kui kristalne räni.

MORFOLOOGIA

Märgitakse üksikuid fakte puhta räni leidmise kohta natiivsel kujul.

PÄRITOLU

Räni sisaldus maakoores on erinevatel andmetel 27,6-29,5 massiprotsenti. Seega on räni maapõues levimuse järgi hapniku järel teisel kohal. Kontsentratsioon merevees 3 mg/l. Märgitakse üksikuid fakte puhta räni leidmise kohta natiivsel kujul - Gorjatšegorski leeliselise-gabroidmassiivi (Kuznetsk Alatau, Krasnojarski territoorium) ijoliitides esinevad väikseimad kandmised (nanoindividuaalid); Karjalas ja Koola poolsaarel (Koola ülisügavkaevu uuringu põhjal); mikroskoopilised kristallid Tolbachiki ja Kudrjavõ vulkaanide (Kamtšatka) fumaroolides.

RAKENDUS

Monokristalliline räni - lisaks elektroonikale ja päikeseenergiale kasutatakse gaasilaserite peeglite valmistamiseks.

Metallide ühendeid räniga – silitsiide – kasutatakse laialdaselt tööstuses (näiteks elektroonika- ja aatomi-) materjalides, millel on lai valik kasulikke keemilisi, elektrilisi ja tuumaomadusi (oksüdatsioonikindlus, neutronite vastupidavus jne). Paljude elementide silitsiidid on olulised termoelektrilised materjalid.

Räniühendid on klaasi ja tsemendi tootmise aluseks. Silikaaditööstus tegeleb klaasi ja tsemendi tootmisega. Samuti toodab silikaatkeraamikat – tellist, portselani, fajansi ja nendest tooteid. Silikaatliim on laialt tuntud, seda kasutatakse ehituses kuivatusainena ning pürotehnikas ja igapäevaelus paberi liimimiseks. Silikoonõlid ja silikoonid, räniorgaanilistel ühenditel põhinevad materjalid, on laialt levinud.

Tehniline räni leiab järgmisi rakendusi:

• metallurgiatööstuse toorained: sulamikomponent (pronks, silumiin);
• deoksüdeerija (raua ja terase sulatamisel);
• metalli omaduste modifikaator või legeerelement (näiteks teatud koguse räni lisamine trafoteraste tootmisel vähendab valmistoote sundjõudu) jne;
• tooraine puhtama polükristallilise räni ja puhastatud metallurgilise räni tootmiseks (kirjanduses "umg-Si");
• toorained orgaaniliste ränimaterjalide tootmiseks, silaanid;
• mõnikord kasutatakse vesiniku tootmiseks põllul tehnilist räni ja selle sulamit rauaga (ferrosilicon);
• päikesepaneelide tootmiseks;
• blokeerimisvastane (eraldusaine) plastitööstuses.

Räni (eng. Silicon) – Si

KLASSIFIKATSIOON

Paljud kaasaegsed tehnoloogilised seadmed ja seadmed loodi tänu looduses leiduvate ainete ainulaadsetele omadustele. Inimkond ajakohastab eksperimenteerides ja meid ümbritsevaid elemente hoolikalt uurides pidevalt oma leiutisi – seda protsessi nimetatakse tehniliseks progressiks. See põhineb elementaarsetel, kõigile kättesaadavatel asjadel, mis meid igapäevaelus ümbritsevad. Näiteks liiv: mis saab selles üllatavat ja ebatavalist olla? Teadlased suutsid sellest isoleerida räni – keemilist elementi, ilma milleta arvutitehnoloogiat ei eksisteeriks. Selle rakendusala on mitmekesine ja laieneb pidevalt. See saavutatakse tänu räni aatomi ainulaadsetele omadustele, selle struktuurile ja ühendite võimalusele teiste lihtsate ainetega.

Iseloomulik

D. I. Mendelejevi väljatöötatud versioonis on räni tähistatud sümboliga Si. See kuulub mittemetallide hulka, asub kolmanda perioodi peamises neljandas rühmas, on aatomnumbriga 14. Selle lähedus süsinikule ei ole juhuslik: nende omadused on paljuski võrreldavad. Looduses seda puhtal kujul ei esine, kuna see on aktiivne element ja tal on küllaltki tugevad sidemed hapnikuga. Peamine aine on ränidioksiid, mis on oksiid, ja silikaadid (liiv). Samal ajal on räni (selle looduslikud ühendid) üks levinumaid keemilisi elemente Maal. Sisalduse massiosa poolest on see hapniku järel teisel kohal (üle 28%). Maakoore pealmine kiht sisaldab ränidioksiidi (see on kvarts), erinevat tüüpi savi ja liiva. Teine levinum rühm on selle silikaadid. Umbes 35 km sügavusel maapinnast on graniidi ja basaldi lademete kihid, mis sisaldavad räniühendeid. Sisalduse protsenti maa tuumas pole veel välja arvutatud, kuid maapinnale lähimad (kuni 900 km) vahevöö kihid sisaldavad silikaate. Merevee koostises on räni kontsentratsioon 3 mg / l, 40% koosneb selle ühenditest. Kosmose avarused, mida inimkond on siiani uurinud, sisaldavad seda keemilist elementi suurtes kogustes. Näiteks meteoriidid, mis lähenesid Maale teadlastele kättesaadaval kaugusel, näitasid, et need koosnevad 20% ränist. Selle elemendi põhjal on meie galaktikas võimalik elu teke.

Uurimisprotsess

Keemilise elemendi räni avastamise ajalool on mitu etappi. Paljusid Mendelejevi süstematiseeritud aineid on inimkond kasutanud sajandeid. Samas olid elemendid loomulikul kujul, s.t. ühendites, mis ei olnud keemiliselt töödeldud ja kõik nende omadused ei olnud inimestele teada. Aine kõigi omaduste uurimise käigus ilmusid selle jaoks uued kasutusjuhised. Räni omadusi ei ole siiani täielikult uuritud – see üsna laia ja mitmekülgse kasutusalaga element jätab tulevastele teadlaste põlvkondadele ruumi uuteks avastusteks. Kaasaegsed tehnoloogiad kiirendavad seda protsessi oluliselt. 19. sajandil püüdsid paljud kuulsad keemikud saada puhast räni. Esimest korda said sellega hakkama L. Tenard ja J. Gay-Lussac 1811. aastal, kuid elemendi avastus kuulub J. Berzeliusele, kes suutis ainet mitte ainult isoleerida, vaid ka kirjeldada. Rootsi keemik sai 1823. aastal räni, kasutades metalli kaalium- ja kaaliumsoola. Reaktsioon toimus katalüsaatoriga kõrgel temperatuuril. Saadud lihtne hallikaspruun aine oli amorfne räni. Kristalse puhta elemendi hankis 1855. aastal St. Clair Deville. Isolatsiooni keerukus on otseselt seotud aatomisidemete suure tugevusega. Mõlemal juhul on keemiline reaktsioon suunatud lisanditest puhastamise protsessile, samas kui amorfsel ja kristallilisel mudelil on erinevad omadused.

Keemilise elemendi räni hääldus

Saadud pulbri eesnime - kisel - pakkus välja Berzelius. Ühendkuningriigis ja USA-s ei nimetata räni endiselt muuks kui räni (Silicium) või silikoon (Silicon). Termin pärineb ladinakeelsest sõnast "tulekivi" (või "kivi") ja enamasti on see looduses laialdase leviku tõttu seotud mõistega "maa". Selle kemikaali venekeelne hääldus on erinev, kõik sõltub allikast. Seda nimetati ränidioksiidiks (Zahharov kasutas seda terminit 1810. aastal), sitsiiliaks (1824, Dvigubsky, Solovjov), ränidioksiidiks (1825, Strahhov) ja alles 1834. aastal võttis vene keemik German Ivanovitš Hess kasutusele tänaseni kasutatava nime. enamik allikaid - räni. Selles on tähistatud sümboliga Si. Kuidas loetakse keemilist elementi räni? Paljud inglise keelt kõnelevate maade teadlased hääldavad selle nime kui "si" või kasutavad sõna "silikoon". Siit pärineb ka maailmakuulus oru nimi, mis on arvutitehnoloogia uurimis- ja tootmiskoht. Venekeelne elanikkond nimetab elementi räni (vanakreeka sõnast "kivi, mägi").

Leid loodusest: maardlad

Terved mäestikusüsteemid koosnevad räniühenditest, mida puhtal kujul ei leidu, sest kõik teadaolevad mineraalid on dioksiidid või silikaadid (alumosilikaadid). Hämmastava ilu kive kasutavad inimesed dekoratiivmaterjalina - need on opaalid, ametüstid, erinevat tüüpi kvarts, jaspis, kaltsedon, ahhaat, mäekristall, karneool ja paljud teised. Need tekkisid tänu erinevate ainete lisamisele räni koostisesse, mis määras nende tiheduse, struktuuri, värvi ja kasutussuuna. Selle keemilise elemendiga võib seostada kogu anorgaanilist maailma, mis looduslikus keskkonnas moodustab tugevad sidemed metallide ja mittemetallidega (tsink, magneesium, kaltsium, mangaan, titaan jne). Võrreldes teiste ainetega on räni tööstuslikuks kaevandamiseks kergesti kättesaadav: seda leidub enamikus maakide ja mineraalide liikides. Seetõttu on aktiivselt arendatud maardlad seotud pigem olemasolevate energiaallikatega kui mateeria territoriaalsete akumulatsioonidega. Kvartsiite ja kvartsliiva leidub kõigis maailma riikides. Suurimad räni tootjad ja tarnijad on: Hiina, Norra, Prantsusmaa, USA (Lääne-Virginia, Ohio, Alabama, New York), Austraalia, Lõuna-Aafrika, Kanada, Brasiilia. Kõik tootjad kasutavad erinevaid meetodeid, mis sõltuvad valmistatava toote tüübist (tehniline, pooljuht, kõrgsagedusräni). Keemilisel elemendil, mis on täiendavalt rikastatud või, vastupidi, puhastatud igat tüüpi lisanditest, on individuaalsed omadused, millest sõltub selle edasine kasutamine. See kehtib ka selle aine kohta. Räni struktuur määrab selle kasutusala.

Kasutusajalugu

Väga sageli ajavad inimesed nimede sarnasuse tõttu segamini räni ja tulekivi, kuid need mõisted pole identsed. Toome selgust. Nagu juba mainitud, räni puhtal kujul looduses ei esine, mida ei saa öelda selle ühendite (sama ränidioksiid) kohta. Peamised meie poolt vaadeldava aine dioksiidist moodustunud mineraalid ja kivimid on liiv (jõgi ja kvarts), kvarts ja kvartsiidid ning tulekivi. Viimasest on kindlasti kõik kuulnud, sest sellele omistatakse inimkonna arenguloos suur tähtsus. Selle kiviga on seotud esimesed inimeste poolt kiviajal loodud tööriistad. Selle peamise kivi küljest lahti murdmisel tekkinud teravad servad hõlbustasid oluliselt iidsete koduperenaiste tööd ning jahimeeste ja kalurite teritamise võimalust. Flintil ei olnud metalltoodete tugevust, kuid ebaõnnestunud tööriistu oli lihtne uutega asendada. Selle kasutamine tulekivina ja terasena jätkus palju sajandeid – kuni alternatiivsete allikate leiutamiseni.

Mis puutub kaasaegsesse reaalsusesse, siis räni omadused võimaldavad ainet kasutada sisekujunduses või keraamiliste nõude loomisel, samas kui lisaks kaunile esteetilisele välimusele on sellel palju suurepäraseid funktsionaalseid omadusi. Omaette kasutussuund on seotud klaasi leiutamisega umbes 3000 aastat tagasi. See sündmus võimaldas räni sisaldavatest ühenditest luua peegleid, nõusid, mosaiikvitraaže. Algaine valemit täiendati vajalike komponentidega, mis võimaldas anda tootele vajaliku värvi ja mõjutas klaasi tugevust. Hämmastava ilu ja mitmekesisusega kunstiteoseid valmistas inimene mineraalidest ja räni sisaldavatest kividest. Selle elemendi raviomadusi kirjeldasid iidsed teadlased ja seda on kasutatud kogu inimkonna ajaloo vältel. Nad rajasid joogivee kaevud, sahvrid toidu hoidmiseks, mida kasutati nii igapäevaelus kui ka meditsiinis. Lihvimise tulemusena saadud pulber kanti haavadele. Erilist tähelepanu pöörati veele, mida infundeeriti räni sisaldavatest ühenditest valmistatud nõudesse. Keemiline element suhtles selle koostisega, mis võimaldas hävitada mitmeid patogeenseid baktereid ja mikroorganisme. Ja see pole kaugeltki kõik need tööstusharud, kus meie poolt kaalutav aine on väga-väga nõutud. Räni struktuur määrab selle mitmekülgsuse.

Omadused

Aine omadustega üksikasjalikumaks tutvumiseks tuleb seda kaaluda kõiki võimalikke omadusi arvesse võttes. Räni keemilise elemendi iseloomustamise kava sisaldab füüsikalisi omadusi, elektrofüüsikalisi näitajaid, ühendite, reaktsioonide ja nende läbimise tingimuste uurimist jne. Kristallilisel kujul on räni metallilise läikega tumehall värv. Näokeskne kuupvõre sarnaneb süsiniku omaga (teemant), kuid pikemate sidemete tõttu pole see nii tugev. Kuumutamine kuni 800 ° C muudab selle plastiliseks, muudel juhtudel jääb see rabedaks. Räni füüsikalised omadused muudavad selle aine tõeliselt ainulaadseks: see on infrapunakiirgusele läbipaistev. Sulamistemperatuur - 1410 0 C, keemistemperatuur - 2600 0 C, tihedus tavatingimustes - 2330 kg / m 3. Soojusjuhtivus ei ole konstantne, erinevate proovide puhul võetakse see ligikaudse väärtusega 25 0 C. Räni aatomi omadused võimaldavad seda kasutada pooljuhina. See rakendussuund on kaasaegses maailmas kõige nõudlikum. Elektrijuhtivuse suurust mõjutavad räni koostis ja sellega koos olevad elemendid. Niisiis, elektroonilise juhtivuse suurendamiseks kasutatakse antimoni, arseeni, fosforit, perforeeritud - alumiiniumi, galliumi, boori, indiumi. Räni juhiga seadmete loomisel kasutatakse pinnatöötlust teatud ainega, mis mõjutab seadme tööd.

Räni kui suurepärase juhi omadusi kasutatakse tänapäevastes mõõteriistades laialdaselt. Eriti oluline on selle kasutamine keerukate seadmete (näiteks kaasaegsete arvutusseadmete, arvutite) tootmisel.

Räni: keemilise elemendi omadused

Enamasti on räni neljavalentne, leidub ka sidemeid, milles selle väärtus võib olla +2. Normaalsetes tingimustes on see passiivne, sisaldab tugevaid ühendeid ja suudab toatemperatuuril reageerida ainult fluoriga, mis on gaasilises agregatsioonis. See on tingitud pinna blokeerimisest dioksiidikilega, mida täheldatakse ümbritseva hapniku või veega suhtlemisel. Reaktsioonide stimuleerimiseks tuleb kasutada katalüsaatorit: temperatuuri tõstmine sobib ideaalselt sellisele ainele nagu räni. Keemiline element interakteerub hapnikuga temperatuuril 400-500 0 C, mille tulemusena suureneb dioksiidi kile ja toimub oksüdatsiooniprotsess. Kui temperatuur tõuseb 50 0 C-ni, täheldatakse reaktsiooni broomi, kloori, joodiga, mille tulemusena tekivad lenduvad tetrahalogeniidid. Räni ei interakteeru hapetega, välja arvatud vesinikfluoriid- ja lämmastikhapete segu, samas kui mis tahes kuumutatud leelised on lahustid. Räni vesinikud tekivad ainult silitsiidide lagunemisel, see ei reageeri vesinikuga. Boori ja süsinikuga ühendid eristuvad suurima tugevuse ja keemilise passiivsuse poolest. Kõrgel leeliste ja hapete vastupidavusel on seos lämmastikuga, mis tekib temperatuuril üle 1000 0 C. Silitsiidid saadakse reaktsioonil metallidega ja sel juhul sõltub räni poolt näidatud valents lisaelemendist. Siirdemetalli osalusel moodustunud aine valem on hapete suhtes vastupidav. Räni aatomi struktuur mõjutab otseselt selle omadusi ja võimet suhelda teiste elementidega. Sidemete moodustumise protsess looduses ja ainele mõjul (labori-, tööstustingimustes) erineb oluliselt. Räni struktuur viitab selle keemilisele aktiivsusele.

Struktuur

Ränil on oma omadused. Tuuma laeng on +14, mis vastab perioodilisuse süsteemi seerianumbrile. Laetud osakeste arv: prootonid - 14; elektronid - 14; neutronid - 14. Räni aatomi struktuuri skeem on järgmisel kujul: Si +14) 2) 8) 4. Viimasel (välisel) tasemel on 4 elektroni, mis määrab oksüdatsiooniastme "+" ” või „-” märk. Ränioksiidi valem on SiO 2 (valents 4+), lenduv vesinikühend on SiH 4 (valents -4). Räni aatomi suur maht võimaldab mõnes ühendis saada koordinatsiooninumbriks 6, näiteks kombineerituna fluoriga. Molaarmass - 28, aatomiraadius - 132 pm, elektronkihi konfiguratsioon: 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 2.

Rakendus

Pind- või täielikult legeeritud räni kasutatakse pooljuhina paljude, sealhulgas ülitäpsete seadmete (näiteks päikese fotoelemendid, transistorid, voolualaldid jne) loomisel. Ülipuhast räni kasutatakse päikesepatareide (energia) loomiseks. Ühekristalltüüpi kasutatakse peeglite ja gaasilaseri valmistamiseks. Räniühenditest saadakse klaas, keraamilised plaadid, nõud, portselan, fajanss. Saadud kaubaliikide mitmekesisust on raske kirjeldada, nende toimimine toimub majapidamise tasandil, kunstis ja teaduses ning tootmises. Saadud tsement toimib toorainena ehitussegude ja telliste, viimistlusmaterjalide valmistamiseks. Määrdeainetel põhinev õlide jaotus võib oluliselt vähendada hõõrdejõudu paljude mehhanismide liikuvates osades. Silitsiide kasutatakse tööstuses laialdaselt tänu nende ainulaadsetele omadustele vastupidavuse valdkonnas agressiivsele keskkonnale (happed, temperatuurid). Nende elektrilisi, tuuma- ja keemilisi omadusi võtavad arvesse keerukate tööstusharude spetsialistid, samuti mängib olulist rolli räni aatomi struktuur.

Oleme loetlenud seni kõige teadmistemahukamad ja arenenumad rakendusvaldkonnad. Kõige tavalisemat suurtes kogustes toodetud kaubanduslikku räni kasutatakse mitmes valdkonnas:

1. Toorainena puhtama aine tootmiseks.
2. Sulamite legeerimiseks metallurgiatööstuses: räni olemasolu suurendab tulekindlust, suurendab korrosioonikindlust ja mehaanilist tugevust (selle elemendi ülejäägi korral võib sulam olla liiga rabe).
3. Deoksüdeerijana liigse hapniku eemaldamiseks metallist.
4. Tooraine silaanide (räniühendid orgaaniliste ainetega) tootmiseks.
5. Vesiniku tootmiseks räni ja raua sulamist.
6. Päikesepaneelide tootmine.

Selle aine väärtus on suurepärane ka inimkeha normaalseks toimimiseks. Räni struktuur, selle omadused on sel juhul määravad. Samal ajal põhjustab selle liig või puudumine tõsiseid haigusi.

Inimese kehas

Meditsiin on pikka aega kasutanud räni bakteritsiidse ja antiseptilise ainena. Kuid koos kõigi välise kasutamise eelistega tuleb seda elementi inimkehas pidevalt uuendada. Selle sisu normaalne tase parandab elu üldiselt. Selle defitsiidi korral jääb organismis omastamata üle 70 mikroelemendi ja vitamiini, mis vähendab oluliselt vastupanuvõimet mitmetele haigustele. Suurim räni protsent on luudes, nahas, kõõlustes. See mängib konstruktsioonielemendi rolli, mis säilitab tugevuse ja annab elastsuse. Kõik skeleti kõvad koed moodustuvad selle ühenditest. Hiljutiste uuringute tulemusena leiti ränisisaldust neerudes, kõhunäärmes ja sidekudedes. Nende elundite roll keha toimimises on üsna suur, mistõttu selle sisalduse vähenemine avaldab kahjulikku mõju paljudele elu toetamise põhinäitajatele. Keha peaks saama 1 grammi räni päevas koos toidu ja veega – see aitab vältida võimalikke haigusi, nagu nahapõletik, luude pehmenemine, kivide teke maksas, neerudes, nägemiskahjustus, juuste ja küüned, ateroskleroos. Selle elemendi piisava taseme korral suureneb immuunsus, ainevahetusprotsessid normaliseeruvad ja paljude inimeste tervisele vajalike elementide assimilatsioon paraneb. Suurim kogus räni on teraviljas, redises, tatras. Silikoonvesi toob märkimisväärset kasu. Selle kasutamise koguse ja sageduse kindlaksmääramiseks on parem konsulteerida spetsialistiga.