A szilícium és vegyületeinek tulajdonságai. Szilícium (kémiai elem): tulajdonságok, jellemzők, képlet. A szilícium felfedezésének története

Az emberiség már régóta ismeri a szilíciumot. Mi az a kovakő? Ez egy ásvány, amely valójában az emberi civilizáció kezdetét jelentette. Az ókori tudósok és filozófusok értekezéseiben utalások találhatók a szilícium gyógyító tulajdonságaira.

A szilícium ezután faldíszítésre talált olyan épületekben, ahol húst és húskészítményeket tároltak, szemölcsök kivágására, sebek por formájában történő púderezésére, ami lehetővé tette a gangrén megelőzését; a kovakő malomkövek kiváló ízű és sütési tulajdonságokkal rendelkező lisztet készítettek.

Az ősidők óta az emberek szilíciummal bélelték ki a kutak belső felületét és alját, mivel észrevették, hogy az ilyen kutakból származó víz felhasználása biztosítja a szomatikus és fertőző betegségek megelőzését, és a víz szokatlanul ízletesnek, tisztanak és tisztanak bizonyult. gyógyulás. Az a tény, hogy a kovakő vízzel érintkezve megváltoztatja tulajdonságait.

A szilícium gyógyító tulajdonságai és a szervezet hiányának okai

A modern tudósok klinikai megfigyelései bebizonyították, hogy a vízben lévő szilícium kovasavat termel. Ennek a vegyületnek a dózisai nagyon kicsi, de elég ahhoz, hogy a kovasav feloldja a sólerakódásokat és salakokat, és eltávolítja azokat a szervezetből.

A szilícium hatására a víz "élővé" válik és megújul. A szervezetünkben lévő szilícium biológiailag aktív anyagai a fehérjefrakciókkal együtt hozzájárulnak a hormonok, aminosavak, enzimek képződéséhez; vegye figyelembe, hogy körülbelül 70 féle vitamin és ásványi anyag nem szívódik fel, ha a szervezetben nincs szilícium.

_________________________________________________________________________

A szilíciumhiány okai

» Elégtelen ásványvíz és rostfogyasztás.

» Túl sok alumínium (általában olyan embereknél tapasztalható, akik alumínium edényben főztek).

»Intenzív testnövekedés gyermekkorban.

» Minden nap fokozott fizikai és mentális stressz.

Mi történik, ha hiányzik a szilícium

» Haladás a következőhöz: .

» A vesékben, a májban és az epehólyagban hajlamos a.

» A beteg kezdi, és fogai, törékeny körmök.

» Szembetegségek fordulnak elő: időseknél - távollátás, zöldhályog és szürkehályog, gyermekeknél -.

» Minden véredényt érint a korai, növekedés.

» A kötőszövet állapotának megsértése miatt fogágybetegség lép fel, deformálódik és.

A szilícium a jó egészség forrása

Ma már köztudott, hogy a szilíciumvíz fokozza a szervezet védekezőképességét, normalizálja az anyagcserét, megelőzi számos betegség előfordulását és segít azok gyógyításában, lassítja a szervezet öregedését.

A szilikonvíz külső használatával a bőr megfiatalodik, javul a haj állapota, növekedése, eltűnnek a ráncok, javul a kéz és az arc színe.

Hogyan igyunk szilikonos vizet. Korlátozás nélkül használható. Általában a szilíciumvizet egy-három pohárból szobahőmérsékleten iszik, de kis kortyokban kell inni. Ahogy fentebb megjegyeztük, a szilícium megváltoztatja a víz tulajdonságait, amikor érintkezik vele.

Az aktivált szilícium-dioxid víz káros hatással van a kórokozó mikroorganizmusokra, csökkenti az erjedést és a bomlást elősegítő baktériumok szaporodását. Ugyanakkor a víz kellemes ízűvé és tökéletesen tisztává válik, hosszú ideig nem romlik, sok más gyógyászati ​​tulajdonságot szerezve. A szilícium kiszorítja a nehéz és káros fémek sóit, leülepednek az aljára, és a tetején tiszta víz marad.

Mindenki tudja, mennyi vízre van szüksége az emberi szervezetnek. Körülbelül 70% vizet tartalmaz, és lehetetlen elképzelni az életet nélküle. Tekintettel arra, hogy minden anyagcsere-folyamat vizes közeg jelenlétében megy végbe, bizonyosan kijelenthető, hogy a víz az, amely számos élettani folyamat vezető szerepét tölti be, amely nélkül a sejtek és szövetek létfontosságú tevékenysége lehetetlen. .

Hogyan készítsünk szilikonos vizet

Javasoljuk, hogy a szilíciumot zománcozott vagy üvegedényekbe fújja be. Személy szerint otthon készítek szilikonos vizet három literes üvegedényben. Szilikon kavicsot teszek üvegbe, felöntöm tiszta kútvízzel (ha városban laksz, jobb előtte egy rendes otthoni szűrőn átszűrni).

Az üveget olyan helyiségbe teszem, ahová nem esik közvetlen napfény, és letakarom egy közönséges gézszalvétával (egy darab gézzel), hogy biztosítsam a szabad gázcserét. A szilíciumvíz, amelyet tea, étel vagy gyógynövény infúzió készítésére használnak, két-három napig tart. Ebben az esetben a következő követelményeket kell betartani:

1. A víz minden leeresztése után a szilíciumot és a tartályt alaposan öblítse le folyó vízzel.
2. Az alján maradó üledéket a mosogatóba kell önteni.
3. A kovakővel átitatott vizet fel lehet forralni, de magát a kovakőt nem, mert ebben az esetben a víz túltelített biológiailag aktív anyagokkal. Az ilyen víz csak külsőleg használható.
4. Nem ajánlott vizet szilíciummal együtt tárolni a hűtőszekrényben.
5. Megállapítást nyert, hogy a szilíciumvíz több hónapig megőrzi gyógyító tulajdonságait.
6. Ismételt használat után (3-5 alkalommal) a szilíciumot folyó víz alatt le kell mosni, és 2 órán át friss levegőn kell kitenni a szellőzés érdekében.
7. Egy bizonyos idő elteltével lerakódások vagy rétegek jelenhetnek meg az ásványok felületén. Ebben az esetben a kavicsokat két órára sós vízbe vagy 2%-os ecetsavoldatba kell helyezni, majd folyó vízzel le kell öblíteni. Ezután ismét engedje le a köveket két órára szódabikarbóna-oldatban, és öblítse le ismét a csap alatt.
8. 8-12 hónap elteltével kívánatos a köveket felhasítani tulajdonságaik megerősítése (megújítása) érdekében, de jobb új ásványt beszerezni.
9. A szilícium infúziót szobahőmérsékleten végezzük.

Legyetek egészségesek, kedves olvasóim. Isten áldjon!

Szilícium

SZILÍCIUM-ÉN; m.[görögből. krēmnos - szikla, szikla] Kémiai elem (Si), sötétszürke fémes fényű kristályok, amelyek a legtöbb kőzet részét képezik.

◁ Szilícium, th, th. K sók. Kovszerű (lásd 2.K .; 1 jel).

(lat. Szilícium), a periódusos rendszer IV. csoportjába tartozó kémiai elem. Sötétszürke, fémes fényű kristályok; sűrűsége 2,33 g/cm3, t pl 1415 °C. Ellenáll a vegyi támadásnak. A földkéreg tömegének 27,6%-át teszi ki (2. hely az elemek között), a fő ásványok a szilícium-dioxid és a szilikátok. Az egyik legfontosabb félvezető anyag (tranzisztorok, termisztorok, fotocellák). Számos acél és más ötvözet szerves része (növeli a mechanikai szilárdságot és a korrózióállóságot, javítja az öntési tulajdonságokat).

SZILÍCIUM (lat. Szilícium a silexből - kovakő), Si (szilícium, de ma már gyakran "si" is), kémiai elem 14-es rendszámmal, atomtömege 28,0855. Az orosz név a görög kremnos szóból származik - szikla, hegy.
A természetes szilícium három stabil nuklid keverékéből áll (cm. NUKLID) 28-as tömegszámmal (a keverékben uralkodik, 92,27 tömegszázalék van benne), 29-es (4,68%) és 30-as (3,05%) tömegszámmal. Semleges, gerjesztetlen szilíciumatom külső elektronrétegének konfigurációja 3 s 2 R 2 . A vegyületekben általában +4 (IV. vegyérték) és nagyon ritkán +3, +2 és +1 (III., II. és I. vegyérték) oxidációs állapotot mutat. Mengyelejev periodikus rendszerében a szilícium az IVA-csoportban (a széncsoportban), a harmadik periódusban található.
A semleges szilícium atom sugara 0,133 nm. A szilícium atom szekvenciális ionizációs energiái 8,1517, 16,342, 33,46 és 45,13 eV, elektronaffinitása 1,22 eV. A 4-es koordinációs számú (a szilícium esetében a leggyakoribb) Si 4+ ion sugara 0,040 nm, 6 - 0,054 nm koordinációs számmal. A Pauling-skálán a szilícium elektronegativitása 1,9. Bár a szilíciumot általában nemfémek közé sorolják, számos tulajdonságában köztes helyet foglal el a fémek és a nemfémek között.
Szabad formában - barna por vagy világosszürke kompakt anyag fémes fényű.
A felfedezés története
A szilíciumvegyületeket ősidők óta ismeri az ember. De egy egyszerű anyaggal, a szilíciummal az ember csak körülbelül 200 évvel ezelőtt találkozott. Valójában az első kutatók, akik szilíciumot kaptak, a francia J. L. Gay-Lussac voltak (cm. GAY LUSSAC Joseph Louis)és L. J. Tenard (cm. Louis Jacques TENAR). 1811-ben felfedezték, hogy a szilícium-fluorid fémes káliummal való hevítése barnásbarna anyag képződéséhez vezet:
SiF 4 + 4K = Si + 4KF, azonban maguk a kutatók nem vonták le a helyes következtetést egy új egyszerű anyag megszerzéséről. Az új elem felfedezésének megtiszteltetése J. Berzelius svéd vegyészt illeti (cm. BERZELIUS Jens Jacob), aki egy K 2 SiF 6 összetételű vegyületet is hevített fémes káliummal, hogy szilíciumot nyerjen. Ugyanazt az amorf port kapott, mint a francia kémikusok, és 1824-ben bejelentett egy új elemi anyagot, amelyet "szilíciumnak" nevezett. Kristályos szilíciumot csak 1854-ben nyert A. E. St. Clair Deville francia kémikus. (cm. SAINT CLAIR DEVILLE Henri Etienne) .
A természetben lenni
A földkéregben való elterjedtségét tekintve a szilícium az összes elem közül a második helyen áll (az oxigén után). A szilícium a földkéreg tömegének 27,7%-át teszi ki. A szilícium több száz különböző természetes szilikát része (cm. SZILIKÁTOK)és alumínium-szilikátok (cm. ALUMOSILIKÁTOK). A szilícium-dioxid vagy szilícium-dioxid szintén széles körben elterjedt (cm. SZILÍCIUM-DIOXID) SiO 2 (folyami homok (cm. HOMOK), kvarc (cm. KVARC), kovakő (cm. KOVAKŐ)és mások), amely a földkéreg körülbelül 12%-át teszi ki (tömeg szerint). A szilícium nem található szabad formában a természetben.
Nyugta
Az iparban a szilíciumot a SiO 2 olvadék koksszal történő redukálásával állítják elő ívkemencékben körülbelül 1800 °C hőmérsékleten. Az így kapott szilícium tisztasága körülbelül 99,9%. Mivel a gyakorlati felhasználáshoz nagyobb tisztaságú szilíciumra van szükség, a keletkező szilíciumot klórozzák. SiCl 4 és SiCl 3 H összetételű vegyületek képződnek, ezeket a kloridokat különböző módszerekkel tovább tisztítják a szennyeződésektől, és a végső szakaszban tiszta hidrogénnel redukálják. A szilícium tisztítása Mg2Si magnézium-szilicid előzetes beszerzésével is lehetséges. Továbbá az illékony SiH 4 monoszilánt magnézium-szilicidből nyerik sósav vagy ecetsav felhasználásával. A monoszilánt desztillációval, szorpcióval és más módszerekkel tovább tisztítják, majd körülbelül 1000 °C-on szilíciumra és hidrogénre bomlják. Az ezekkel a módszerekkel nyert szilícium szennyezőanyag-tartalmát 10-8-10-6 tömeg%-ra csökkentjük.
Fizikai és kémiai tulajdonságok
A szilícium kristályrácsa egy köbös felületközpontú gyémánt, paraméter a = 0,54307 nm (nagy nyomáson a szilícium egyéb polimorf módosulatait is sikerült elérni), de a Si-Si atomok közötti hosszabb kötéshossz miatt a C-C kötéshosszhoz képest a szilícium keménysége jóval kisebb, mint a gyémánté.
A szilícium sűrűsége 2,33 kg/dm 3 . Olvadáspont 1410 °C, forráspont 2355 °C. A szilícium törékeny, csak 800°C fölé melegítve válik képlékenysé. Érdekes módon a szilícium átlátszó az infravörös (IR) sugárzás számára.
Az elemi szilícium egy tipikus félvezető (cm. FÉLVEZETŐK). A sávszélesség szobahőmérsékleten 1,09 eV. Az áramhordozók koncentrációja a belső vezetőképességű szilíciumban szobahőmérsékleten 1,5·10 16 m -3. A kristályos szilícium elektromos tulajdonságait nagymértékben befolyásolják a benne található mikroszennyeződések. A lyukvezetőképességű szilícium egykristályainak előállításához a III csoport elemeinek adalékait - bórt - adják a szilíciumba (cm. BOR (kémiai elem), alumínium (cm. ALUMÍNIUM), gallium (cm. GALLIUM)és India (cm. INDIUM), elektronikus vezetőképességgel - az V-edik csoport elemeinek adalékai - foszfor (cm. FOSZFOR), arzén (cm. ARZÉN) vagy antimon (cm. ANTIMON). A szilícium elektromos tulajdonságai az egykristályok feldolgozási körülményeinek megváltoztatásával változtathatók, különösen a szilícium felületének különféle vegyi anyagokkal történő kezelésével.
Kémiailag a szilícium inaktív. Szobahőmérsékleten csak gáz-halmazállapotú fluorral reagál, és így illékony szilícium-tetrafluorid SiF 4 képződik. 400-500°C-ra melegítve a szilícium oxigénnel reagálva SiO 2-dioxidot, klórral, brómmal és jóddal reagálva a megfelelő illékony tetrahalogenideket, SiHal 4-et képez.
A szilícium nem reagál közvetlenül a hidrogénnel, a hidrogénnel alkotott szilíciumvegyületek szilánok (cm. SZILÁNOK) a Si n H 2n+2 általános képlettel - közvetve kapott. A monoszilán SiH 4 (gyakran egyszerűen szilánnak nevezik) a fém-szilicidek savas oldatokkal való kölcsönhatása során szabadul fel, például:
Ca 2 Si + 4HCl \u003d 2CaCl 2 + SiH 4
Az ebben a reakcióban képződött szilán SiH 4 egyéb szilánok keverékét tartalmazza, különösen a disilán Si 2 H 6 és triszilán Si 3 H 8, amelyekben szilícium atomok lánca van, amelyeket egyes kötéssel (-Si-Si-Si) kapcsolnak össze. -) .
Nitrogénnel a szilícium 1000°C körüli hőmérsékleten nitrid Si 3 N 4-et, bórral termikusan és kémiailag stabil boridokat SiB 3, SiB 6 és SiB 12 képez. A szilícium vegyülete és legközelebbi analógja a periódusos rendszer szerint - szén - szilícium-karbid SiC (karborundum (cm. KARBORUNDUM)) nagy keménység és alacsony kémiai aktivitás jellemzi. A karborundumot széles körben használják csiszolóanyagként.
Ha a szilíciumot fémekkel hevítik, szilicidek képződnek (cm. SZILICIDEK). A szilicidek két csoportra oszthatók: ionos-kovalensek (alkáli, alkáliföldfémek és magnézium szilicidjei, például Ca 2 Si, Mg 2 Si stb.) és fémszerűek (átmeneti fém szilicidek). Az aktív fémek szilicidjei savak hatására bomlanak, az átmeneti fémek szilicidjei kémiailag stabilak és nem bomlanak le savak hatására. A fémszerű szilicidek olvadáspontja magas (2000 °C-ig). Leggyakrabban az MSi, M 3 Si 2, M 2 Si 3, M 5 Si 3 és MSi 2 összetételű fémszerű szilicidek keletkeznek. A fémszerű szilicidek kémiailag semlegesek, még magas hőmérsékleten is ellenállnak az oxigénnek.
A szilícium-dioxid SiO 2 egy savas oxid, amely nem lép reakcióba vízzel. Számos polimorf módosulat formájában létezik (kvarc (cm. KVARC), tridimit, krisztobalit, üveges SiO 2). Ezen módosítások közül a kvarcnak van a legnagyobb gyakorlati értéke. A kvarc piezoelektromos tulajdonságokkal rendelkezik (cm. PIEZOELEKTROMOS ANYAGOK), átlátszó az ultraibolya (UV) sugárzásnak. Nagyon alacsony hőtágulási együttható jellemzi, így a kvarcból készült edények nem repednek meg akár 1000 fokos hőmérséklet-esésnél sem.
A kvarc kémiailag ellenáll a savaknak, de reagál a hidrogén-fluoriddal:
SiO 2 + 6HF \u003d H 2 + 2H 2 O
és gáznemű hidrogén-fluorid HF:
SiO 2 + 4HF \u003d SiF 4 + 2H 2 O
Ezt a két reakciót széles körben használják üvegmaratáshoz.
Ha a SiO 2-t lúgokkal és bázikus oxidokkal, valamint aktív fémek karbonátjaival olvasztják össze, szilikátok képződnek. (cm. SZILIKÁTOK)- nagyon gyenge, vízben oldhatatlan kovasavak sói, amelyek nem állandó összetételűek (cm. SZILÍKONSAVAK) az xH 2 O ySiO 2 általános képlet (a szakirodalomban elég gyakran nem a kovasavakról írnak túl pontosan, hanem a kovasavról, pedig valójában ugyanarról beszélünk). Például nátrium-ortoszilikát nyerhető:
SiO 2 + 4NaOH \u003d (2Na 2 O) SiO 2 + 2H 2 O,
kalcium-metaszilikát:
SiO 2 + CaO \u003d CaO SiO 2
vagy vegyes kalcium-nátrium-szilikát:
Na 2 CO 3 + CaCO 3 + 6SiO 2 = Na 2 O CaO 6SiO 2 + 2CO 2
Az ablaküveg Na 2 O CaO 6SiO 2 szilikátból készül.
Meg kell jegyezni, hogy a legtöbb szilikát összetétele nem állandó. Az összes szilikát közül csak a nátrium- és kálium-szilikát oldódik vízben. Ezen szilikátok vizes oldatait oldható üvegnek nevezzük. A hidrolízis miatt ezeket az oldatokat erősen lúgos környezet jellemzi. A hidrolizált szilikátokra jellemző, hogy nem valódi, hanem kolloid oldatok képződnek. A nátrium- vagy kálium-szilikátok oldatának savanyítása során hidratált kovasavak zselatinos fehér csapadéka válik ki.
Mind a szilárd szilícium-dioxid, mind az összes szilikát fő szerkezeti eleme az a csoport, amelyben az Si szilíciumatomot négy oxigénatomból álló O tetraéder veszi körül. Ebben az esetben minden oxigénatom két szilíciumatomhoz kapcsolódik. A töredékek különböző módon kapcsolhatók egymáshoz. A szilikátok közül a bennük lévő kötések jellege szerint a töredékeket szigetre, láncra, szalagra, rétegesre, vázra és egyebekre osztják.
Amikor a SiO 2-t szilíciummal redukáljuk magas hőmérsékleten, SiO összetételű szilícium-monoxid képződik.
A szilíciumot szerves szilíciumvegyületek képződése jellemzi (cm. SZILÍCIUMVEGYÜLETEK), amelyben a szilícium atomok hosszú láncokban kapcsolódnak az áthidaló oxigénatomok miatt -O-, és minden egyes szilícium atomhoz két O atom kivételével további két szerves gyök R 1 és R 2 \u003d CH 3, C 2 H 5, A C6-hoz H5, CH2CH2CF3 és mások kapcsolódnak.
Alkalmazás
A szilíciumot félvezető anyagként használják. A kvarcot piezoelektromos anyagként, hőálló vegyi (kvarc) edények és UV-sugárzást sugárzó lámpák gyártásához használják. A szilikátokat széles körben használják építőanyagként. Az ablaktáblák amorf szilikátok. A szilikon anyagokat nagy kopásállóság jellemzi, és a gyakorlatban széles körben használják szilikonolajként, ragasztóként, gumiként és lakkként.
Biológiai szerep
Egyes szervezetek számára a szilícium fontos biogén elem. (cm. BIOGÉN ELEMEK). A növényekben a tartószerkezetek és az állatok csontvázának része. Nagy mennyiségben a szilíciumot tengeri élőlények - kovamoszatok - koncentrálják. (cm. DIATÓMALGA), radiolarians (cm. RADIOLARIA), szivacsok (cm. SZIVACS). Az emberi izomszövet (1-2) 10 -2% szilíciumot tartalmaz, a csontszövet - 17 10 -4%, a vér - 3,9 mg / l. Élelmiszerrel naponta akár 1 g szilícium kerül az emberi szervezetbe.
A szilíciumvegyületek nem mérgezőek. De nagyon veszélyes szilikát és szilícium-dioxid erősen diszpergált részecskéit belélegezni, amelyek például robbantáskor, bányákban kőzetek vésésekor, homokfúvó gépek üzemeltetésekor stb. keletkeznek. A tüdőbe jutó SiO 2 mikrorészecskék kikristályosodnak. bennük, és a keletkező kristályok tönkreteszik a tüdőszövetet és súlyos betegséget - szilikózist - okoznak (cm. SZILIKÓZIS). Annak elkerülése érdekében, hogy ez a veszélyes por a tüdőbe kerüljön, légzőkészüléket kell használni a légzésvédelem érdekében.

enciklopédikus szótár. 2009 .

Nézze meg, mi a "szilícium" más szótárakban:

- (Si szimbólum), a periódusos rendszer IV. csoportjába tartozó, elterjedt szürke kémiai elem, nem fém. Először Jens BERZELIUS izolálta 1824-ben. A szilícium csak olyan vegyületekben található meg, mint a SILICA (szilícium-dioxid) vagy a ... ... Tudományos és műszaki enciklopédikus szótár

Szilícium- szinte kizárólag szilícium-dioxid karbotermikus redukciójával nyerik elektromos ívkemencék segítségével. Rossz hő- és elektromos vezető, keményebb, mint az üveg, általában por vagy gyakrabban formátlan darabok formájában ... Hivatalos terminológia

SZILÍCIUM- chem. elem, nem fém, szimbólum Si (lat. Szilícium), at. n. 14, at. m 28,08; ismert amorf és kristályos szilícium (amely a gyémánttal azonos típusú kristályokból épül fel). Amorf K. barna por, köbös szerkezetű, erősen diszpergált ... ... Nagy Politechnikai Enciklopédia

- (Szilícium), Si, a periódusos rendszer IV. csoportjába tartozó kémiai elem, 14-es rendszám, 28,0855 atomtömeg; nem fém, olvadáspont 1415 °C. A szilícium az oxigén után a második legelterjedtebb elem a Földön, a földkéreg tartalma 27,6 tömegszázalék. Modern Enciklopédia

Si (lat. Silicium * a. silicium, szilícium; n. Silizium; f. silicium; and. siliseo), chem. elem IV csoport periodikus. Mengyelejev rendszerek, at. n. 14, at. m. 28.086. A természetben 3 stabil izotóp létezik: 28Si (92,27), 29Si (4,68%), 30Si (3 ... Földtani Enciklopédia

Elem jellemző

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

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

A szilícium az oxigén után a második legnagyobb mennyiségben előforduló elem a földkéregben (27,6 tömegszázalék). A természetben szabad állapotban nem fordul elő, elsősorban SiO 2 vagy szilikátok formájában található meg.

A szilícium-vegyületek mérgezőek; a SiO 2 és más szilíciumvegyületek (például azbeszt) legkisebb részecskéinek belélegzése veszélyes betegséget - szilikózist - okoz

Alapállapotban a szilícium atom vegyértéke = II, gerjesztett állapotban pedig = IV.

A Si legstabilabb oxidációs állapota +4. Fémekkel alkotott vegyületekben (szilicidek) az S.O. - négy.

Módszerek a szilícium előállítására

A leggyakoribb természetes szilíciumvegyület a szilícium-dioxid (szilícium-dioxid) SiO 2 . Ez a szilíciumgyártás fő nyersanyaga.

1) SiO 2 kinyerése szénnel ívkemencékben 1800 °C-on: SiO 2 + 2C \u003d Si + 2CO

2) A műszaki termékből származó nagy tisztaságú Si-t a következő séma szerint állítják elő:

a) Si → SiCl 2 → Si

b) Si → Mg 2 Si → SiH 4 → Si

A szilícium fizikai tulajdonságai. A szilícium allotróp módosításai

1) Kristályos szilícium - ezüstszürke színű, fémes fényű anyag, gyémánt típusú kristályrács; o.p. 1415 °C, forráspontja 3249 °C, sűrűsége 2,33 g/cm3; egy félvezető.

2) Amorf szilícium - barna por.

A szilícium kémiai tulajdonságai

A legtöbb reakcióban az Si redukálószerként működik:

Alacsony hőmérsékleten a szilícium kémiailag inert, hevítéskor reakcióképessége meredeken megnő.

1. Kölcsönhatásba lép az oxigénnel 400°C feletti hőmérsékleten:

Si + O 2 \u003d SiO 2 szilícium-oxid

2. Már szobahőmérsékleten reagál fluorral:

Si + 2F 2 = SiF 4 szilícium-tetrafluorid

3. Más halogénekkel való reakciók 300 - 500 °C hőmérsékleten mennek végbe

Si + 2Hal 2 = SiHal 4

4. Kéngőzzel 600 °C-on diszulfid keletkezik:

5. A nitrogénnel való reakció 1000°C felett megy végbe:

3Si + 2N 2 = Si 3 N 4 szilícium-nitrid

6. = 1150°С hőmérsékleten szénnel reagál:

SiO 2 + 3C \u003d SiC + 2CO

A karborundum keménysége közel áll a gyémánthoz.

7. A szilícium nem lép közvetlenül reakcióba hidrogénnel.

8. A szilícium ellenáll a savaknak. Csak salétromsav és hidrogén-fluorid (hidrogén-fluorid) elegyével lép kölcsönhatásba:

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

9. reakcióba lép lúgos oldatokkal, szilikátokat képezve és hidrogént szabadít fel:

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

10. A szilícium redukáló tulajdonságait a fémek oxidjaitól való elkülönítésére használják:

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

A fémekkel való reakciókban a Si oxidálószer:

A szilícium szilicideket képez az s-fémekkel és a legtöbb d-fémmel.

Ennek a fémnek a szilicidjeinek összetétele eltérő lehet. (Például FeSi és FeSi 2; Ni 2 Si és NiSi 2.) Az egyik leghíresebb szilicid a magnézium-szilicid, amely egyszerű anyagok közvetlen kölcsönhatásával állítható elő:

2Mg + Si = Mg2Si

Szilán (monosilán) SiH 4

Szilánok (szilícium-hidrogének) Si n H 2n + 2, (hasonlítsa össze az alkánokkal), ahol n = 1-8. A szilánok - az alkánok analógjai - a -Si-Si- láncok instabilitásával különböznek tőlük.

A Monosilane SiH 4 színtelen, kellemetlen szagú gáz; etanolban, benzinben oldódik.

Megszerzésének módjai:

1. Magnézium-szilicid lebontása sósavval: Mg 2 Si + 4HCI = 2MgCI 2 + SiH 4

2. Si-halogenidek redukciója lítium-alumínium-hidriddel: SiCl 4 + LiAlH 4 = SiH 4 + LiCl + AlCl 3

Kémiai tulajdonságok.

A szilán erős redukálószer.

1.A SiH 4 oxigén hatására még nagyon alacsony hőmérsékleten is oxidálódik:

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

2. A SiH 4 könnyen hidrolizálódik, különösen lúgos környezetben:

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

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

Szilícium (IV) oxid (szilika) SiO 2

A szilícium-dioxid különféle formákban létezik: kristályos, amorf és üveges. A leggyakoribb kristályforma a kvarc. A kvarckőzetek elpusztulásakor kvarchomok képződik. A kvarc egykristályok átlátszóak, színtelenek (kőzetkristály) vagy különböző színű szennyeződésekkel (ametiszt, achát, jáspis stb.) színesek.

Az amorf SiO 2 ásványi opál formájában fordul elő: mesterségesen nyerik a szilikagélt, amely SiO 2 kolloid részecskéiből áll, és nagyon jó adszorbens. Az üveges SiO 2 kvarcüveg néven ismert.

Fizikai tulajdonságok

Vízben a SiO 2 nagyon gyengén oldódik, szerves oldószerekben szintén gyakorlatilag nem oldódik. A szilícium-dioxid dielektrikum.

Kémiai tulajdonságok

1. A SiO 2 egy savas oxid, ezért az amorf szilícium-dioxid lassan oldódik lúgok vizes oldatában:

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

2. A SiO 2 kölcsönhatásba lép bázikus oxidokkal való hevítéskor is:

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

SiO 2 + CaO \u003d CaSiO 3

3. Mivel nem illékony oxid, a SiO 2 kiszorítja a szén-dioxidot a Na 2 CO 3 -ból (fúzió során):

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

4. A szilícium-dioxid reakcióba lép a hidrogén-fluoriddal, és H 2 SiF 6 hidrogén-fluor-kovasavat képez:

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

5. 250–400 °C-on a SiO 2 kölcsönhatásba lép gázhalmazállapotú HF-vel és F 2 -vel, és tetrafluor-szilánt (szilícium-tetrafluoridot) képez:

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

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

Kovasavak

Ismert:

ortokovasav H 4 SiO 4 ;

Metakovasav (kovasav) H 2 SiO 3 ;

Di- és polikovasavak.

Minden kovasav gyengén oldódik vízben, és könnyen kolloid oldatot képez.

A fogadás módjai

1. Kicsapás savakkal alkálifém-szilikátok oldataiból:

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

2. Klórszilánok hidrolízise: SiCl 4 + 4H 2 O \u003d H 4 SiO 4 + 4HCl

Kémiai tulajdonságok

A kovasavak nagyon gyenge savak (gyengébbek, mint a szénsav).

Melegítéskor kiszáradnak, és szilícium-dioxid keletkezik végtermékként.

H 4 SiO 4 → H 2 SiO 3 → SiO 2

Szilikátok - kovasav sói

Mivel a kovasavak rendkívül gyengék, sóik vizes oldatban erősen hidrolizálódnak:

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

SiO 3 2- + H 2 O \u003d HSiO 3 - + OH - (lúgos közeg)

Ugyanezen okból kifolyólag, amikor a szén-dioxidot szilikátoldatokon vezetik át, a kovasav kiszorul belőlük:

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

Ez a reakció a szilikátionok kvalitatív reakciójának tekinthető.

A szilikátok közül csak a Na 2 SiO 3 és a K 2 SiO 3 jól oldódik, ezeket oldható üvegnek, vizes oldataikat pedig folyékony üvegnek nevezzük.

Üveg

A közönséges ablaküveg összetétele Na 2 O CaO 6SiO 2, azaz nátrium- és kalcium-szilikátok keveréke. Szóda Na 2 CO 3, CaCO 3 mészkő és SiO 2 homok olvasztásával nyerik;

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

Cement

Por alakú kötőanyag, amely vízzel kölcsönhatásba lépve képlékeny masszát képez, amely végül szilárd kőszerű testté alakul; fő építőanyag.

A leggyakoribb portlandcement kémiai összetétele (tömeg%-ban) - 20-23% SiO 2; 62-76% CaO; 4-7% Al 2O 3; 2-5% Fe203; 1-5% MgO.

Szilícium- nagyon ritka ásványfaj az őshonos elemek osztályából. Valójában meglepő, milyen ritkán található meg a természetben tiszta formában a szilícium kémiai elem, amely kötött formában a földkéreg tömegének legalább 27,6%-át teszi ki. De a szilícium erősen kötődik az oxigénhez, és szinte mindig szilícium-dioxid - szilícium-dioxid, SiO 2 (kvarccsalád) vagy szilikátok (SiO 4 4-) formájában van. A natív szilíciumot mint ásványt a vulkáni füstök termékeiben és a natív arany legkisebb zárványaként találták meg.

Lásd még:

SZERKEZET

TULAJDONSÁGOK

A szilícium törékeny, csak 800 °C fölé melegítve válik képlékenysé. Átlátja az 1,1 µm hullámhosszú infravörös sugárzást. A töltéshordozók saját koncentrációja - 5,81 10 15 m −3 (300 K hőmérséklethez). Olvadáspont 1415 ° C, forráspont 2680 ° C, sűrűség 2,33 g / cm 3. Félvezető tulajdonságokkal rendelkezik, ellenállása a hőmérséklet emelkedésével csökken.

Az amorf szilícium barna por, amely rendkívül rendezetlen gyémántszerű szerkezeten alapul. Reaktívabb, mint a kristályos szilícium.

MORFOLÓGIA

Megjegyezzük a tiszta szilícium natív formában való megtalálásának elszigetelt tényeit.

EREDET

A földkéreg szilíciumtartalma különböző források szerint 27,6-29,5 tömegszázalék. Így a földkéregben való elterjedtség szempontjából a szilícium az oxigén után a második helyen áll. Koncentráció a tengervízben 3 mg/l. A tiszta szilícium natív formában történő megtalálásának egyetlen tényét megjegyzik - a Goryachegorsk alkáli-gabbroid masszívum (Kuznyeck Alatau, Krasznojarszk terület) ijolitjaiban található legkisebb zárványok (nanoindividuális egyedek); Karéliában és a Kola-félszigeten (a Kola szupermély kút vizsgálata alapján); mikroszkopikus kristályok a Tolbachik és Kudrjavi vulkánok (Kamcsatka) fumaroljaiban.

ALKALMAZÁS

A monokristályos szilíciumot - az elektronika és a napenergia mellett gázlézerekhez való tükrök készítésére használják.

A fémek szilíciummal alkotott vegyületeit - szilicideket - széles körben használják az iparban (például elektronikai és atomi) anyagokban, amelyek sokféle hasznos kémiai, elektromos és nukleáris tulajdonsággal rendelkeznek (oxidációval szembeni ellenállás, neutronok stb.). Számos elem szilicidjei fontos termoelektromos anyagok.

A szilíciumvegyületek az üveg- és cementgyártás alapjául szolgálnak. A szilikátipar üveg- és cementgyártással foglalkozik. Szilikát kerámiát is gyárt – téglát, porcelánt, fajanszt és ezekből készült termékeket. A szilikát ragasztó széles körben ismert, az építőiparban szárítószerként, valamint a pirotechnikában és a mindennapi életben papír ragasztására használják. Széles körben elterjedtek a szilikonolajok és szilikonok, amelyek szerves szilíciumvegyületeken alapulnak.

A műszaki szilícium a következő alkalmazásokban található:

• kohászati ​​alapanyagok: ötvözet komponens (bronz, szilumin);
• deoxidálószer (vas és acél olvasztásakor);
• fémtulajdonságok módosítója vagy ötvözőelem (például a transzformátoracélok gyártása során bizonyos mennyiségű szilícium hozzáadása csökkenti a késztermék kényszerítő erejét) stb.;
• nyersanyagok tisztább polikristályos szilícium és tisztított kohászati ​​szilícium (az irodalomban "umg-Si") előállításához;
• nyersanyagok szerves szilícium anyagok, szilánok előállításához;
• néha műszaki minőségű szilíciumot és vasötvözetét (ferroszilíciumot) használják hidrogén előállítására szántóföldön;
• napelemek gyártásához;
• blokkolásgátló (leválasztó szer) a műanyagiparban.

Szilícium (eng. Silicon) - Si

OSZTÁLYOZÁS

Számos modern technológiai eszköz és eszköz jött létre a természetben található anyagok egyedi tulajdonságainak köszönhetően. Az emberiség kísérletezéssel és a körülöttünk lévő elemek gondos tanulmányozásával folyamatosan modernizálja saját találmányait – ezt a folyamatot nevezik technikai haladásnak. Alapja az elemi, mindenki számára elérhető dolgok, amelyek körülvesznek minket a mindennapi életben. Például homok: mi lehet benne meglepő és szokatlan? A tudósok el tudták izolálni belőle a szilíciumot - egy olyan kémiai elemet, amely nélkül a számítástechnika nem létezne. Alkalmazási köre szerteágazó és folyamatosan bővül. Ez a szilícium atom egyedi tulajdonságainak, szerkezetének és más egyszerű anyagokkal való vegyületlehetőségének köszönhető.

Jellegzetes

A D. I. Mengyelejev által kifejlesztett változatban a szilíciumot az Si szimbólum jelöli. A nemfémekhez tartozik, a harmadik periódus negyedik fő csoportjában található, 14-es rendszámú. Szénhez való közelsége nem véletlen: tulajdonságaik sok tekintetben összemérhetőek. A természetben tiszta formájában nem fordul elő, mivel aktív elem, és meglehetősen erős kötésekkel rendelkezik az oxigénnel. A fő anyag a szilícium-dioxid, amely oxid, és a szilikátok (homok). Ugyanakkor a szilícium (természetes vegyületei) az egyik leggyakoribb kémiai elem a Földön. A tartalom tömegarányát tekintve az oxigén után a második helyen áll (több mint 28%). A földkéreg felső rétege szilícium-dioxidot (ez a kvarc), különféle agyagokat és homokot tartalmaz. A második leggyakoribb csoport a szilikátok. A felszíntől mintegy 35 km-es mélységben gránit- és bazaltrétegek találhatók, amelyek kovasavvegyületeket tartalmaznak. A földmag tartalom százalékos arányát még nem számolták ki, de a köpeny felszínéhez legközelebb eső rétegei (900 km-ig) szilikátokat tartalmaznak. A tengervíz összetételében a szilícium koncentrációja 3 mg / l, 40% vegyületeiből áll. Az emberiség által a mai napig tanulmányozott űrterületek nagy mennyiségben tartalmazzák ezt a kémiai elemet. Például a Földet a kutatók számára elérhető távolságból megközelítő meteoritok kimutatták, hogy 20%-ban szilíciumból állnak. A galaxisunkban ezen az elemen alapuló élet kialakulásának lehetősége van.

Kutatási folyamat

A szilícium kémiai elem felfedezésének története több szakaszból áll. Sok Mengyelejev által rendszeresített anyagot az emberiség évszázadok óta használt. Ugyanakkor az elemek természetes formájukban, i.e. olyan vegyületekben, amelyeket nem vetettek alá kémiai feldolgozásnak, és minden tulajdonságukat nem ismerték az emberek. Az anyag összes jellemzőjének tanulmányozása során új felhasználási irányok jelentek meg. A szilícium tulajdonságait a mai napig nem vizsgálták teljes körűen – ez az elem meglehetősen széles és változatos alkalmazási körrel teret enged az új felfedezéseknek a jövő tudósgenerációi számára. A modern technológiák jelentősen felgyorsítják ezt a folyamatot. A 19. században sok híres vegyész próbált tiszta szilíciumot előállítani. L. Tenardnak és J. Gay-Lussacnak 1811-ben sikerült először ezt megtennie, de az elem felfedezése J. Berzeliusé, aki nemcsak elkülöníteni tudta az anyagot, hanem le is tudta írni. Egy svéd vegyész 1823-ban káliumfém és káliumsó felhasználásával szilíciumot nyert. A reakció katalizátorral, magas hőmérsékleten játszódik le. A kapott egyszerű szürkésbarna anyag amorf szilícium volt. A kristálytiszta elemet 1855-ben szerezte St. Clair Deville. Az izolálás bonyolultsága közvetlenül összefügg az atomi kötések nagy szilárdságával. A kémiai reakció mindkét esetben a szennyeződésektől való tisztítás folyamatát célozza, míg az amorf és a kristályos modell eltérő tulajdonságokkal rendelkezik.

A kémiai elem szilícium kiejtése

A kapott por első nevét - kisel - Berzelius javasolta. Az Egyesült Királyságban és az USA-ban a szilíciumot még mindig csak szilíciumnak (Silicium) vagy szilikonnak (Silicon) hívják. A kifejezés a latin "kő" (vagy "kő") szóból származik, és a legtöbb esetben a "föld" fogalmához kötődik a természetben való széles körű elterjedése miatt. Ennek a vegyi anyagnak az orosz kiejtése eltérő, minden a forrástól függ. Szilícium-dioxidnak (Zaharov 1810-ben használta ezt a kifejezést), Szicíliának (1824, Dvigubszkij, Szolovjov), szilíciumnak (1825, Sztrahov) nevezték, és csak 1834-ben vezette be az orosz kémikus, German Ivanovich Hess a ma is használt nevet. legtöbb forrás - szilícium. Ebben az Si szimbólum jelöli. Hogyan olvasható a szilícium kémiai elem? Az angol nyelvű országokban sok tudós "si"-nek ejti a nevét, vagy használja a "szilikon" szót. Innen származik a völgy világhírű neve, amely a számítástechnika kutató- és gyártóhelye. Az orosz ajkú lakosság az elemet szilíciumnak nevezi (az ógörög „szikla, hegy” szóból).

Lelet a természetben: lerakódások

Az egész hegyi rendszer szilíciumvegyületekből áll, amelyek nem találhatók meg tiszta formában, mivel minden ismert ásvány dioxid vagy szilikát (alumínium-szilikát). A csodálatos szépségű köveket az emberek díszítőanyagként használják - ezek az opálok, ametisztek, különféle kvarcok, jáspis, kalcedon, achát, hegyikristály, karneol és még sokan mások. Különböző anyagok szilícium összetételében való részvételének köszönhetően alakultak ki, amelyek meghatározták sűrűségüket, szerkezetüket, színüket és felhasználási irányukat. Az egész szervetlen világ ehhez a kémiai elemhez köthető, amely a természetes környezetben fémekkel és nemfémekkel (cink, magnézium, kalcium, mangán, titán stb.) erős kötéseket hoz létre. Más anyagokkal összehasonlítva a szilícium könnyen elérhető ipari méretű bányászathoz: a legtöbb érc- és ásványtípusban megtalálható. Ezért az aktívan kialakított lelőhelyek inkább a rendelkezésre álló energiaforrásokhoz kötődnek, mint az anyag területi felhalmozódásához. A kvarcitok és a kvarchomok a világ minden országában megtalálhatók. A szilícium legnagyobb gyártói és beszállítói: Kína, Norvégia, Franciaország, USA (Nyugat-Virginia, Ohio, Alabama, New York), Ausztrália, Dél-Afrika, Kanada, Brazília. Minden gyártó különböző módszereket alkalmaz, amelyek a gyártott termék típusától függenek (műszaki, félvezető, nagyfrekvenciás szilícium). A további dúsítású, vagy éppen ellenkezőleg, mindenféle szennyeződéstől megtisztított kémiai elem egyedi tulajdonságokkal rendelkezik, amelyektől további felhasználása függ. Ez erre az anyagra is vonatkozik. A szilícium szerkezete meghatározza alkalmazási körét.

Használati előzmények

Nagyon gyakran a nevek hasonlósága miatt az emberek összekeverik a szilíciumot és a kovakőt, de ezek a fogalmak nem azonosak. Vigyük a világosságot. Mint már említettük, a szilícium tiszta formájában nem fordul elő a természetben, ami nem mondható el vegyületeiről (ugyanaz a szilícium-dioxid). Az általunk vizsgált anyag dioxidja által alkotott fő ásványok és kőzetek a homok (folyó és kvarc), a kvarc és a kvarcitok, valamint a kovakő. Ez utóbbiról bizonyára mindenki hallott, mert az emberiség fejlődéstörténetében nagy jelentőséget tulajdonítanak neki. Ehhez a kőhöz kötődnek az első eszközök, amelyeket az emberek a kőkorszakban készítettek. Éles élei, amelyek a fő szikláról való letöréskor alakultak ki, nagyban megkönnyítették az ősi háziasszonyok munkáját, valamint az élezés lehetőségét - a vadászok és halászok. A kovakő nem volt olyan erős, mint a fémtermékek, de a meghibásodott szerszámokat könnyű volt újakra cserélni. Használata kovakőként és acélként sok évszázadon át folytatódott – egészen az alternatív források feltalálásáig.

Ami a modern valóságot illeti, a szilícium tulajdonságai lehetővé teszik az anyag felhasználását belső dekorációhoz vagy kerámia edények készítéséhez, miközben a szép esztétikai megjelenés mellett számos kiváló funkcionális tulajdonsággal rendelkezik. Alkalmazásának külön iránya az üveg mintegy 3000 évvel ezelőtti feltalálásához kapcsolódik. Ez az esemény lehetővé tette tükrök, edények, mozaik ólomüveg ablakok készítését szilícium tartalmú vegyületekből. A kiindulási anyag képletét kiegészítették a szükséges komponensekkel, amelyek lehetővé tették a termék kívánt színét és befolyásolták az üveg szilárdságát. Elképesztő szépségű és változatos műalkotásokat készített az ember szilíciumot tartalmazó ásványokból és kövekből. Ennek az elemnek a gyógyító tulajdonságait az ókori tudósok írták le, és az emberiség története során használták. Ivóvíz-kutakat, élelmiszer tárolására szolgáló kamrákat alakítottak ki, amelyeket mind a mindennapi életben, mind a gyógyászatban használnak. Az őrlés eredményeként kapott port a sebekre vitték fel. Különös figyelmet fordítottak a vízre, amelyet szilíciumtartalmú vegyületekből készült edényekbe öntöttek. A kémiai elem kölcsönhatásba lép az összetételével, ami lehetővé tette számos patogén baktérium és mikroorganizmus elpusztítását. És ez messze nem minden olyan iparág, ahol az általunk vizsgált anyag nagyon-nagyon keresett. A szilícium szerkezete határozza meg sokoldalúságát.

Tulajdonságok

Az anyag jellemzőinek részletesebb megismeréséhez minden lehetséges tulajdonságot figyelembe kell venni. A szilícium kémiai elemének jellemzésére vonatkozó terv tartalmazza a fizikai tulajdonságokat, az elektrofizikai mutatókat, a vegyületek tanulmányozását, a reakciókat és az áthaladásuk körülményeit stb. A kristályos szilícium sötétszürke színű, fémes fényű. Az arcközpontú köbös rács hasonló a karbonhoz (gyémánt), de a hosszabb kötések miatt nem olyan erős. 800 °C-ra melegítve műanyaggá teszi, más esetekben törékeny marad. A szilícium fizikai tulajdonságai igazán egyedivé teszik ezt az anyagot: átlátszó az infravörös sugárzás számára. Olvadáspont - 1410 0 C, forráspont - 2600 0 C, sűrűség normál körülmények között - 2330 kg / m 3. A hővezető képesség nem állandó, különböző mintáknál körülbelül 25 0 C értéken veszik. A szilícium atom tulajdonságai lehetővé teszik félvezetőként való alkalmazását. Ez az alkalmazási irány a legkeresettebb a modern világban. Az elektromos vezetőképesség nagyságát a szilícium összetétele és a vele kombinált elemek befolyásolják. Tehát a megnövekedett elektronikus vezetőképesség érdekében antimont, arzént, foszfort, perforált - alumíniumot, galliumot, bórt, indiumot - használnak. Szilíciumot vezető készülékek létrehozásakor bizonyos szerrel felületkezelést alkalmaznak, ami befolyásolja az eszköz működését.

A szilícium kiváló vezető tulajdonságait széles körben használják a modern műszerekben. Használata összetett berendezések (például modern számítástechnikai eszközök, számítógépek) gyártásában különösen releváns.

Szilícium: egy kémiai elem jellemzői

A legtöbb esetben a szilícium négyértékű, vannak olyan kötések is, amelyekben +2 értéke is lehet. Normál körülmények között inaktív, erős vegyületeket tartalmaz, és szobahőmérsékleten csak a fluorral tud reagálni, amely gáz halmazállapotú aggregált állapotban van. Ez annak köszönhető, hogy a felületet dioxid filmmel blokkolják, ami akkor figyelhető meg, amikor a környezeti oxigénnel vagy vízzel kölcsönhatásba lép. A reakciók serkentéséhez katalizátort kell használni: a hőmérséklet emelése ideális olyan anyagokhoz, mint a szilícium. A kémiai elem kölcsönhatásba lép az oxigénnel 400-500 0 C-on, ennek eredményeként megnő a dioxid filmréteg, és végbemegy az oxidációs folyamat. Amikor a hőmérséklet 50 0 C-ra emelkedik, brómmal, klórral, jóddal reakció figyelhető meg, ami illékony tetrahalogenidek képződését eredményezi. A szilícium nem lép kölcsönhatásba savakkal, kivéve a hidrogén-fluorid és a salétromsav keverékét, míg minden lúg hevített állapotban oldószer. A szilícium-hidrogének csak szilicidek bomlásakor keletkeznek, hidrogénnel nem lép reakcióba. A bórral és szénnel rendelkező vegyületeket a legnagyobb szilárdság és kémiai passzivitás jellemzi. A lúgokkal és savakkal szembeni nagy ellenállás kapcsolatban áll a nitrogénnel, amely 1000 0 C feletti hőmérsékleten fordul elő. A szilicideket fémekkel való reakció útján nyerik, és ebben az esetben a szilícium által mutatott vegyérték a kiegészítő elemtől függ. Az átmeneti fém részvételével képződött anyag képlete ellenáll a savaknak. A szilícium atom szerkezete közvetlenül befolyásolja tulajdonságait és más elemekkel való kölcsönhatási képességét. A kötések kialakulásának folyamata a természetben és az anyagra gyakorolt ​​hatások hatására (laboratóriumi, ipari körülmények között) jelentősen eltér. A szilícium szerkezete kémiai aktivitására utal.

Szerkezet

A szilíciumnak megvannak a maga sajátosságai. Az atommag töltése +14, ami a periódusos rendszerben szereplő sorszámnak felel meg. A töltött részecskék száma: protonok - 14; elektronok - 14; neutronok - 14. A szilícium atom szerkezetének sémája a következő: Si +14) 2) 8) 4. Az utolsó (külső) szinten 4 elektron van, ami meghatározza az oxidáció mértékét a „+ ” vagy „-” jelet. A szilícium-oxid képlete SiO 2 (valencia 4+), az illékony hidrogénvegyület SiH 4 (-4 vegyérték). A szilíciumatom nagy térfogata lehetővé teszi, hogy egyes vegyületek koordinációs száma 6 legyen, például fluorral kombinálva. Moláris tömeg - 28, atomsugár - 132 pm, elektronhéj konfiguráció: 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 2.

Alkalmazás

A felületi vagy teljesen adalékolt szilíciumot sok, köztük nagy pontosságú eszköz (például napelemes fotocellák, tranzisztorok, áram-egyenirányítók stb.) létrehozásánál használják félvezetőként. Az ultratiszta szilíciumot napelemek (energia) előállítására használják. Az egykristályos típust tükrök és gázlézer készítésére használják. Szilíciumvegyületekből üveget, kerámia csempét, edényt, porcelánt, fajanszot nyernek. A kapott árutípusok sokféleségét nehéz leírni, működésük háztartási szinten, a művészetben és a tudományban, valamint a termelésben történik. A kapott cement nyersanyagként szolgál építőkeverékek és téglák, befejező anyagok létrehozásához. Az olajok kenőanyagon alapuló elosztása jelentősen csökkentheti a súrlódási erőt számos mechanizmus mozgó alkatrészeiben. A szilicideket széles körben használják az iparban, egyedülálló tulajdonságaik miatt az agresszív közegekkel (savak, hőmérsékletek) szembeni ellenállás terén. Elektromos, nukleáris és kémiai jellemzőiket komplex iparágak szakemberei veszik figyelembe, és fontos szerepet játszik a szilícium atom szerkezete.

Felsoroltuk az eddigi leginkább tudásintenzív és legfejlettebb alkalmazási területeket. A legelterjedtebb, nagy mennyiségben előállított kereskedelmi szilíciumot számos területen használják:

1. Nyersanyagként egy tisztább anyag előállításához.
2. Ötvözetekhez a kohászati ​​iparban: a szilícium jelenléte növeli a tűzállóságot, növeli a korrózióállóságot és a mechanikai szilárdságot (ennek az elemnek a feleslegével az ötvözet túl törékeny lehet).
3. Deoxidálószerként a felesleges oxigén eltávolítására a fémből.
4. Nyersanyagok szilánok (szilíciumvegyületek szerves anyagokkal) előállításához.
5. Hidrogén előállítására szilícium és vas ötvözetből.
6. Napelemek gyártása.

Ennek az anyagnak az értéke az emberi test normális működéséhez is nagyszerű. A szilícium szerkezete, tulajdonságai ebben az esetben meghatározóak. Ugyanakkor ennek feleslege vagy hiánya súlyos betegségekhez vezet.

Az emberi testben

Az orvostudomány régóta használja a szilíciumot baktericid és antiszeptikus szerként. De a külső használat minden előnyével együtt ezt az elemet folyamatosan meg kell újítani az emberi szervezetben. Tartalmának normál szintje általánosságban javítja az életet. Hiánya esetén több mint 70 nyomelem és vitamin nem szívódik fel a szervezetben, ami jelentősen csökkenti számos betegséggel szembeni ellenállást. A szilícium legnagyobb százaléka a csontokban, a bőrben és az inakban figyelhető meg. Szerkezeti elem szerepét tölti be, amely megőrzi az erőt és rugalmasságot ad. Az összes csontváz kemény szövetét ennek vegyületei alkotják. A legújabb vizsgálatok eredményeként a vesékben, a hasnyálmirigyben és a kötőszövetekben találtak szilíciumtartalmat. Ezeknek a szerveknek a szerepe a szervezet működésében meglehetősen nagy, így tartalmának csökkenése az életfenntartás számos alapvető mutatójára káros hatással lesz. A szervezetnek napi 1 gramm szilíciumot kell kapnia étellel és vízzel – ez segít elkerülni az olyan lehetséges betegségeket, mint a bőrgyulladás, a csontok felpuhulása, a máj-, vese-kövek képződése, a látásromlás, a haj és a haj. köröm, érelmeszesedés. Ennek az elemnek a megfelelő szintjével növekszik az immunitás, normalizálódnak az anyagcsere folyamatok, és javul az emberi egészséghez szükséges számos elem asszimilációja. A legnagyobb mennyiségű szilícium a gabonafélékben, a retekben, a hajdinában található. A szilíciumvíz jelentős előnyökkel jár. A használat mennyiségének és gyakoriságának meghatározásához jobb, ha szakemberhez fordul.