Silicon (kemikal nga elemento) kabtangan kinaiya pormula. Silicon pag-abli istorya

Daghang modernong teknolohiya lalang ug makinarya nga gibuhat tungod sa talagsaon nga mga kabtangan sa mga butang nga makita diha sa kinaiyahan. Katawhan pinaagi sa eksperimento ug maampingong pagtuon sa mga elemento nga naglibut kanato sa kanunay mipadasig sa iyang kaugalingon nga imbensyon - kini nga proseso gitawag teknolohiya pag-uswag. Kini gibase sa yano, accessible sa tanan nga mga butang nga naglibot kanato sa adlaw-adlaw nga kinabuhi. Kay sa panig-ingnan, sa balas, unsa kini mahimong makapatingala ug talagsaon? Mga siyentipiko nakahimo sa ihimulag kini gikan sa silicon - sa usa ka kemikal nga elemento, nga walay nga walay computer mga ekipo. Niini uma sa aplikasyon mao ang lain-lain nga ug sa kanunay pagpalapad. Kini makab-ot pinaagi sa mga talagsaon nga mga kabtangan sa silicon atomo, istruktura niini ug ang posibilidad sa yano nga compounds uban sa uban nga mga butang.

bahin

Sa mga periodic nga sistema, naugmad D. I. Mendeleevym, silicon (kemikal nga elemento) gipaila sa simbolo Si. Kini nagtumong sa mga dili-metal, nahimutang sa nag-unang sa ikaupat nga grupo sa third period, ang atomic nga gidaghanon 14. pagkaduol niini sa carbon dili aksidenteng: sa daghan sa ilang mga kabtangan mao ang ikatandi. Dili makaplagan diha sa kinaiyahan sa lunsay nga nga dagway, ingon sa usa ka aktibo nga elemento ug adunay usa ka igo lig-on nga bugkos sa oksiheno. Base nga materyal - silica, nga mao ang usa ka oxide, ug silicate (balas). Sa diha nga kini silicon (sa iyang natural nga compound) mao ang usa sa labing komon nga mga elemento sa kemikal sa kalibutan. Mass tipik sulod sa kini mao ang ikaduha lamang sa oksiheno (labaw pa kay sa 28%). Ang top nga tinapay layer naglangkob silicon dioxide sa porma (kini quartz), nagkalain-laing matang sa mga clays ug balas. Ang ikaduha nga labing komon nga grupo gilangkoban sa iyang mga silicate. Sa usa ka giladmon sa mga 35 km gikan sa nawong sapaw, mga haklap sa mga gihan-ay granite ug basalto deposito, nga naglakip sa silicon compounds. Ang porsiyento sulod sa core sa yuta wala figured sa pa, apan labing suod sa nawong sapaw, mga haklap sa kupo (sa 900 km) naglangkob silicate. Ang komposisyon sa tubig sa dagat silicon konsentrasyon mao ang 3 mg / l, lunar nga yuta sa 40% naglangkob sa mga compounds. Uniberso, nga ang katawhan sa petsa nga gisusi naglakip niini nga kemikal nga elemento sa dako nga natapok. Pananglitan, ispektiral pagtuki sa mga meteorite, nga moduol sa yuta sa usa ka gilay-on nga anaa sa mga tigdukiduki, nagpakita nga sila naglangkob sa 20% sa silicon. Adunay usa ka posibilidad sa pagporma sa kinabuhi sa basehan sa niini nga elemento sa atong galaksiya.

research proseso

Kasaysayan sa pagkadiskobre sa mga kemikal nga elemento silicon adunay pipila ka yugto. Daghang mga mga butang, sistematiko Mendeleev, nga gigamit sa katawhan sa daghang siglo. Dugang pa, ang mga elemento anaa sa natural nga porma, i .E. sa compounds nga wala pa kemikal pagtratar, ug ang tanan sa ilang mga kabtangan nga wala makaila sa mga tawo. Sa proseso sa pagtuon sa tanan nga mga bahin sa usa ka bahandi nga siya nagpakita sa bag-ong mga gamit. Ang kabtangan sa silicon sa petsa wala gitun-an hangtud sa katapusan - elemento niini nga mao ang igo halapad ug nagkalainlaing mga laing mga aplikasyon dahon lawak alang sa mga bag-ong kaplag alang sa umaabut nga mga kaliwatan sa mga siyentipiko. Modernong teknolohiya kamahinungdanon buylohan niini nga proseso. Sa XIX siglo, daghang inila nga chemists nga naningkamot sa pagkuha sa usa ka putli nga silicon. Kay sa unang higayon nga kini mao ang posible nga aron sa paghimo sa Tenaru L. ug J. Gay-Lussac sa ilang bino sa 1811, apan ang pagkadiskobre sa mga elemento iya sa J. Berzelius, nga mao ang makahimo sa dili lamang sa pag-ila sa mga bahandi, apan usab sa paghulagway niini. Kemista gikan sa Sweden na silicon sa 1823, kay kini iyang gigamit metallic potassium ug potassium asin. Ang reaksyon nahitabo sa paagi diha sa porma sa kainit. Ang resulta yano nga bahandi gray-brown nga kolor mao ang susamag way-kahikayang silicon. Crystal lunsay nga elemento nga nakuha sa 1855 Sainte-Kler Devilem. komplikado ang direkta nga may kalabutan ngadto sa alokasyon sa usa ka hataas nga kalig-on atomic talikala. Sa duha ka mga kaso, ang mga kemikal nga reaksyon gitumong ngadto sa usa ka proseso sa paghinlo gikan sa kahugawan, sa mga amorphous ug kristal nga modelo adunay lain-laing mga kabtangan.

Silicon: kemikal nga elemento paglitok

Ang unang ngalan sa miresulta powder - Kizel - gisugyot sa Berzelius. Sa United Kingdom ug Estados Unidos Silicon ug karon gitawag nga silicon (Silicium) o silicone (Silicon). Ang termino derives gikan sa Latin nga pulong "santik" (o "bato"), ug sa kadaghanan sa mga kaso kini gihigot ngadto sa konsepto "yuta" tungod sa usa ka halapad nga pagkaylap sa kinaiyahan. Russian nga paglitok sa kemikal mao ang lain-laing mga, kini ang tanan-agad sa tinubdan. Siya gitawag silica (Zakharov nagpadapat sa termino sa 1810), Sicily (1824, Dvigubsky, Solovyov), silica (1825, kahadlok), ug sa lamang sa 1834, ang mga Russian nga kemiko nga German nga Ivanovich Gess nagpaila sa usa ka ngalan nga hangtud karon gigamit kadaghanan sa mga tinubdan - silicon. Ang Periodic Mendeleyev System siya gitudlo simbolo Si. Kon sa unsang paagi sa pagbasa sa kemikal nga elemento silicon? Daghang mga eskolar sa nagsultig Iningles nga mga nasud paglitok sa iyang ngalan nga "B" o sa paggamit sa pulong nga "silicone". Busa ang kalibutan-inila nga ngalan sa walog, nga mao ang usa ka research ug manufacturing sa computer hardware plataporma. Russian nga-pagsulti populasyon nagtumong sa elemento silicon (gikan sa Griyego nga pulong nga "pangpang Mountain").

Ang diha sa kinaiyahan: kaumahan

Tibuok nga bukid sistema sa gilangkuban sa silicon compounds, nga dili makita diha sa usa ka lunsay nga nga dagway, tungod kay sa tanan nga nailhan minerales mga dioxides o mga silicate (aluminosilicates). Ang talagsaon nga katahum sa mga bato nga gigamit sa mga tawo ingon nga usa ka ornamental nga materyal - kini opals, amethysts, quartz matang, haspe, kalsidonya, agata, bato kristal, kornalina ug sa daghang uban pa. Sila nag-umol tungod sa mga panghitabo sa mga nagkalain-laing mga compounds silicon nga determinado sa Densidad, istruktura, kolor ug direksyon sa paggamit. Ribyuha organikong kalibutan nga nakig-uban sa mao gihapon nga kemikal nga elemento, sa diin ang palibot porma lig-on nga talikala sa mga metal o metal (zinc, magnesium, calcium, manganese, titanium ug sa ingon sa. D.). Pinaagi sa pagtandi sa uban nga mga butang, silicon minatarong, sa maayohon dali accessible alang sa pagkuha sa sa industriya scale: kini makita diha sa kadaghanan sa mga matang sa oro ug minerales. Busa, aktibo gimina deposito nga nalambigit sa labing barato nga tinubdan sa enerhiya kay sa teritoryo bulig sa butang. Quartzites ug quartz balas anaa diha sa tanan nga mga nasud. Labing mayor nga tiggama ug silicon suppliers mao ang: China, France, Norway, United States (West Virginia, Ohio, Alabama, New York), Australia, South Africa, Canada, Brazil. Ang tanan nga mga tiggama sa paggamit sa usa ka matang sa paagi, nga magdepende sa matang sa produkto (teknikal, semiconductor, nga hatag-as-silicon). Kemikal nga elemento enriched dugang o sa laing bahin, gihinloan gikan sa tanan nga matang sa mga impurities adunay tagsa-tagsa nga mga kabtangan nga nag-agad sa iyang dugang nga paggamit. Kini usab magamit sa mga bahandi. Silicon gambalay naghubit sa kasangkaran sa iyang aplikasyon.

Kasaysayan sa paggamit

Very sa kasagaran, tungod sa kaamgiran sa mga ngalan sa mga tawo confuse silicon ug mahait nga santik, apan kini nga mga mga konsepto dili susama. Kami mga tin-aw. Sama sa nahisgotan na, sa kinaiya, silicon dili makita diha sa iyang lunsay nga nga dagway, dili miingon mahitungod sa iyang mga koneksyon (nga mao silica). Ang nag-unang mga minerales ug mga bato nga nag-umol dioxide kita naghunahuna sa mga butang - ang balas (tubig ug silica), kuwarso ug quartzite, feldspar ug santik. Ang ulahing nakadungog kinahanglan gayud nga adunay sa tanan, tungod kay kini gihatag dakung kamahinungdanon diha sa kasaysayan sa katawhan. Uban niini nga ihigot ang mga himan nga bato sa tawo sa panahon sa Age Bato. Ang mga mahait nga sulab nga resulta gikan sa mga sinapsap sa bato, sa hilabihan gayud pasilitar sa buhat sa karaang mga asawa, ug ang posibilidad sa Nagkahait - mangangayam ug mangingisda. Flint wala ang kusog sa mga produkto nga metal, apan ang napakyas mga instrumento nga dali pulihan. Ang paggamit niini ingon nga usa ka santik milungtad sa daghang mga siglo - hangtud nga ang pagmugna sa alternatibong mga tinubdan.

Bahin sa mga kamatuoran karon, ang mga kabtangan sa silicon sa paghimo niini nga posible nga sa pagpahimulos sa materyal nga alang sa dekorasyon o sa mga paglalang sa seramiko tableware, uban sa, dugang pa sa usa ka nindot nga aesthetic panagway, kini may usa ka gidaghanon sa maayo kaayo nga functional mga hiyas. Usa ka linain nga direksyon sa iyang aplikasyon tungod sa pagmugna sa bildo sa mga 3000 ka mga tuig na ang milabay. Kini nga panghitabo naghatag ug kahigayonan sa paghimo sa mga salamin, mga pinggan, mantsa bildo Moisesnong sa mga compounds nga adunay sulod nga silicon. Pormula inisyal nga mga butang dugang gikinahanglan nga sangkap, nagtugot sa mga produkto sa paghatag sa gitinguha nga kolor ug epekto sa kusog sa bildo. Amazing katahom ug matang sa mga buhat sa arte ang gihimo sa usa ka tawo gikan sa mga minerales ug mga bato nga adunay sulod nga silicon. Ang pag-ayo kabtangan sa niini nga elemento nga gihulagway sa mga siyentipiko sa kakaraanan ug gigamit sa tibuok kasaysayan sa katawhan. Sila gibutang sa mga atabay sa pag-inom sa tubig storage sa mga produkto nga gigamit sa adlaw-adlaw nga kinabuhi ug sa medisina. Ang powder nga nakuha pinaagi sa paggaling gipadapat sa mga samad. Partikular nga pagtagad gibayad ngadto sa tubig nga nasikop sa usa ka kolon nga hinimo sa mga compounds nga adunay sulod nga silicon. Kemikal nga elemento komposisyon nakigpulong sa niini, nagtugot sa mga gidaghanon sa paglaglag pathogenic bakterya ug mga microorganisms. Ug nga dili ang tanan nga mga sektor diin kita naghunahuna sa mga butang mao ang kaayo, kaayo sa panginahanglan. silicon gambalay hinungdan sa iyang multifunctionality.

kabtangan

Alang sa dugang detalye sa mga bahin sa materyal nga kini mao ang gikinahanglan sa paghunahuna sa, pagkuha sa asoy sa tanan nga mga posible nga mga kabtangan. Plano elemento silicon kemikal kinaiya naglakip sa pisikal nga mga kabtangan, electrical lantugi, sa pagtuon compounds ug mga kondisyon nga reaksyon, ug sa ingon ang ilang tudling. G. Silicon sa kristal nga porma adunay usa ka mangitngit nga gray nga kolor sa usa ka metallic kolor. Nawong-nakasentro cubic kinuroskuros sa kaamgid sa carbon (diamante), apan tungod sa mas dako nga gitas-on sa mga sumpay dili sama sa lig-on. Plastic kini sa kainit sa 800 ^{° C,} sa ubang mga kaso, kini nagpabilin nga mahuyang. Ang pisikal nga mga kabtangan sa silicon sa paghimo niini nga tinuod nga talagsaon nga bahandi: kini mao ang transparent sa infrared radiation. Nagkahilis nga punto - 1410 ⁰ C ug ang Nagabukal - 2600 ⁰ C, ang Densidad ubos sa normal nga mga kahimtang - 2330 kg / m ^3. Sa kainit conductivity dili kanunay alang sa nagkalain-laing mga sample kini nadawat sa usa ka banabana nga bili sa 25 ⁰ C. Ang mga kabtangan sa mga atomo silicon motugot paggamit niini ingon nga usa ka semiconductor. Ang maong mga aplikasyon mao ang kadaghanan sa panginahanglan sa kalibutan karon. Ang kadako sa conductivity impluwensya sa komposisyon sa silicon ug mga elemento, ang mga inubanan sa kanila. Busa, alang sa gipalambong electronic conductivity gigamit matahum nga mga bulok, arsenic, phosphorus, alang sa perforated - aluminum, gallium, boron, indium. Sa diha nga sa pagmugna sa mga lalang uban sa silicon gigamit ingon nga usa ka giya nawong pagtambal sa mga tinugyanan, nga makaapekto sa operasyon sa apparatus.

Ang kabtangan sa silicon ingon nga usa ka maayo kaayo nga konduktor nga gigamit na kaylap sa modernong instrumento. Ilabi importante nga paggamit niini sa paghimo sa sopistikado ekipo (pananglitan, ang modernong Computing mga lalang, computer).

Silicon: kinaiya kemikal nga elemento

Sa kadaghanan sa mga kaso, ang silicon mao ang tetravalent, adunay usab sa komunikasyon sa nga kini mahimong ibutang sa duha ka. Ubos sa normal nga mga kahimtang kini mao ang mangil-ad aktibo, adunay lig-on nga compound sa lawak temperatura lamang reaksiyon sa fluorine sa gas hiusa nga estado. Kini mao ang tungod sa ali nga epekto dioxide nawong pelikula, nga naobserbahan sa mga pakig-uban sa mga naglibot oxygen o sa tubig. Aron sa pag-pagana sa mga reaksyon nga gikinahanglan sa paggamit sa usa ka paagi: usa ka usbaw sa temperatura mao ang sulundon nga alang sa usa ka bahandi sama sa silicon. Kemikal nga elemento reaksiyon sa oksiheno sa 400-500 ⁰ C, nga miresulta dioxide pagsaka pelikula, ang proseso sa oxidation. Sa diha nga ang temperatura mao ang gibanhaw sa 50 ⁰ C sa reaksiyon sa bromine, klorin, iodine, diin dali moalisngaw tetrahalides giumol. Uban sa mga asido silicon dili reaksiyon, uban sa gawas sa usa ka sinagol nga hydrofluoric ug nitric acid, samtang sa bisan unsa nga alkali sa usa ka naandan nga kainit nga kahimtang mao ang solvent. Silanes nga gihimo lamang pinaagi sa kadugta sa silicides sa reaksyon uban sa hydrogen dili makasulod niini. Ang labing taas nga kalig-on ug sa kemikal nga compounds lahi pagkapasibo sa boron ug carbon. Taas nga pagbatok sa alkalis ug asido, uban sa usa ka compound sa nitroheno, nga mahitabo sa temperatura sa ibabaw sa 1000 ⁰ C. Ang silicides nga nakuha pinaagi sa reaksyon sa mga metal, ug sa niini nga kaso agad sa valency sa complementary elemento, nga nagpakita silicon. Pormula bahandi nag-umol sa pag-apil sa usa ka transition metal mao ang resistant sa mga asido. Ang istruktura sa atomo silicon direkta makaapekto sa iyang mga kabtangan, ug ang abilidad sa makig-uban sa uban nga mga elemento. Ang proseso sa pagporma sa mga talikala diha sa kinaiyahan ug sa diha nga abong sa bahandi (sa laboratoryo, sa industriya palibot) lahi kamahinungdanon. Silicon gambalay nangagpas sa iyang kemikal nga kalihokan.

gambalay

Ang sa sirkito gambalay sa atomo silicon adunay iyang kaugalingon nga mga kinaiya. Ang sugo core 14, nga katumbas sa gidaghanon han-ay sa matag sistema. Ang gidaghanon sa mga nagsugo sa mga partikulo: proton - 14; electron - 14; neutron - 14. Ang sirkito nga gambalay sa mga atomo silicon mao ang mosunod: Si +14) 2) 8) 4. Sa katapusan (external) nga lebel electron mga 4 nga motino sa matang sa oxidation sa ilhanan "+" o "-". Silicon oxide ang pormula Sio ₂ (Valence 4+), nga usa ka dali moalisngaw hydrogen compound - SiH ₄ (Valence sa -4). Dako nga kantidad sa silicon atomo mahimo sa pipila compounds nga adunay usa ka koordinasyon nga gidaghanon sa 6, sama sa usa ka compound sa fluorine. Bag-ang masa - 28 atomic radius - 132 ps, ang electron kabhang kontorno: 1s 2S ^{2 2} 3s ^{2 6} 2P 3P ^2.

aplikasyon

Surfactants o sa bug-os sabog silicon gigamit ingon nga ang mga semiconductor diha sa paglalang sa daghan, lakip na ang katukma, lalang (pananglitan, solar mga selula, transistors, rectifier ug t. D.). Lunlon nga silicon gigamit sa paghimo solar mga selula (enerhiya). Type ka kristal gigamit alang sa paghimo sa mga salamin, ug ang usa ka laser gas. Silicon compounds nga nakuha bildo, seramiko Tile, pottery, porselana ug kulonon. Ang matang sa mga matang sa mga butang nga gihimo mao ang lisud nga sa paghulagway, ang ilang pagpahimulos mahitabo sa adlaw-adlaw nga kinabuhi, sa arte ug siyensiya, sa trabahoan. Ang resulta semento mao ang hilaw nga materyal nga sa paghimo gisambog ug tisa finishing mga materyales. Apod-apod sa mga lana, mga grasa base sa silicone compounds mahimo kamahinungdanon pagpakunhod friction sa pagbalhin sa mga bahin sa daghang mga mekanismo. Silicides tungod sa talagsaon nga mga kabtangan sa agresibo nga counter media (asido, nga temperatura) ang kaylap nga gigamit sa industriya. Ang ilang electrical, nukleyar ug kemikal indicators sa pagkuha sa asoy sa mga eksperto sa komplikado nga mga productions, pasundayag dili gamay nga papel ug sa gambalay sa atomo silicon.

Kami gilista sa labing high-tech nga ug abante sa petsa aplikasyon. Ang labing komon nga, nga mao ang gihimo sa dako nga natapok Technical silicon gigamit sa daghang mga paagi:

1. Sama sa hilaw nga materyal alang sa produksyon sa usa ka putli nga bahandi.
2. Kay alloying pagtunaw sa metal sa industriya: sa atubangan sa silicon nagdugang sa refractoriness, improb pagkapudpod pagsukol ug mekanikal nga kalig-on (uban sa usa ka sobra sa elemento niini, ang subong mahimong kaayo brittle).
3. Ingon sa usa ka deoxidizer alang sa pagwagtang sa sobra nga oksiheno gikan sa metal.
4. Hilaw nga materyales alang sa produksyon sa silanes (Si magasakot uban sa organic nga mga butang).
5. Kay hydrogen produksyon sa silicon-puthaw subong.
6. Production sa solar panel.

Dako nga bili sa mga bahandi ug sa alang sa normal nga ninglihok sa tawhanong organismo. Silicon gambalay, mga kabtangan niini sa niini nga kaso mahukmanon. Sa kini nga kaso, ang usa ka sobra o kakulang sa kini modala ngadto sa seryoso nga mga sakit.

Ang lawas sa tawo

Tambal alang sa usa ka taas nga panahon sa paggamit sa silicon ingon sa usa ka bactericidal ug antiseptic. Apan uban sa tanan nga mga benepisyo sa gawas nga paggamit niini nga elemento kinahanglan nga sa kanunay-o sa sa sa lawas sa tawo. Ang normal nga lebel sa sulod niini sa pagpalambo sa kinabuhi sa kinatibuk-an. Sa panghitabo sa usa ka kakulang sa labaw pa kay sa 70 pagsubay nga mga elemento ug mga bitamina sila ut-oton sa lawas, nga mao ang kamahinungdanon ubos nga pagbatok sa usa ka lainlaing matang sa mga sakit. Ang labing taas nga porsiyento sa silicon ang obserbahan sa bukog, panit, mga ugat. Siya ang nagdala sa papel sa usa ka structural nga elemento nga nagsuporta sa kalig-on ug nagahatag elasticity. Ang tanan nga kalabera nga malisud tisyu umol sa gasto sa iyang mga compounds. Ingon sa usa ka resulta sa bag-o nga mga pagtuon nakakaplag sa usa ka silicon sulod sa kidney, pancreas ug connective tisyu. Ang papel sa niini nga mga lawas sa obra sa lawas mao na dako, mao nga pagkunhod sa sulod sa iyang makadaot nga epekto sa daghang mga yawe nga mga timailhan sa panginabuhian. Ang adlaw sa pagkaon ug sa tubig sa lawas kinahanglan makadawat 1 gram sa silicon - kini makatabang sa paglikay sa posible nga mga sakit sama sa sa panghubag sa mga panit, softening sa mga bukog, pagporma sa mga bato diha sa sa atay, amimislon, hanap nga panan-awon, buhok ug mga kahimtang sa lansang, atherosclerosis. Sa diha nga ang usa ka igo nga ang-ang sa sulod sa niini nga elemento pagtaas resistensya, normalizes metabolismo, improb sa pagsuyup sa daghang mga elemento nga gikinahanglan alang sa panglawas sa tawo. Ang kinadak-ang kantidad sa silica - sa kalan tanom, radishes, buckwheat. Dad-on mahinungdanon nga mga benepisyo ngadto sa silicon tubig. Aron sa pagtino sa gidaghanon ug sa frequency sa paggamit niini mao ang labing maayo nga mokonsulta sa uban sa usa ka specialist.