Silicium og forbindelser. Silicium i naturen. Anvendelsen af silicium

En af de mest populære i kunsten og industri af elementerne er silicium. At det skylder sin usædvanlige egenskaber. I dag er der mange forskellige forbindelser dette element, som spiller en vigtig rolle i syntesen og skabelsen af tekniske produkter, glas, glas, udstyr, byggematerialer, smykker og andre industrier.

Generelle egenskaber af silicium

Hvis vi ser på placeringen af silicium i det periodiske system, er det muligt at sige:

1. IV ligger i hovedsagen undergrupper af gruppen.
2. Løbenummeret 14.
3. Atommasse 28,086.
4. Den kemiske symbol Si.
5. Navn - silicium, eller på latin - silicium.
6. Den elektroniske udformning af det ydre lag 4e: 2e: 8e.

Krystalgitteret af silicium ligner diamant gitter. Knudepunkterne er anbragt atomer, dens type - en fladecentreret kubisk. Men på grund af den større længde af kommunikations- fysiske egenskaber af silicium stærkt afviger fra egenskaberne af carbon allotrope modifikation.

Fysisk-kemiske egenskaber

Der er to allotrop modifikation af elementet: amorf og krystal. De er meget ens. Men som det er tilfældet med andre materialer, den væsentligste forskel mellem dem - krystallinsk silicium lattice.

I dette tilfælde begge versioner - et pulver af forskellige farver.

1. Krystallinsk silicium er en skinnende mørkegråt pulver-lignende metal. Dens struktur svarer til diamant, men forskellige egenskaber. Den har:

• skrøbelighed;
• lav hårdhed;
• halvleder egenskaber;
• Smeltetemperatur 1415 ⁰ C,
• densitet 2,33 g / ^cm3;
• den kogetemperatur på 2700 ⁰ C.

Dens kemiske aktivitet er lav sammenlignet med andre allotrop formular.

2. Amorf silicium - brun pulver, har strukturen silnorazuporyadochennogo diamant. Reaktivitet er høj nok.

Generelt skal det bemærkes, at reagerer silicium lide. At gøre det reagere, er nødvendige temperatur ikke mindre end 400-500 ⁰ C. Forskellige kemiske forbindelser dannet af silicium under disse betingelser. Såsom:

• oxider;
• halogenider;
• selvmord;
• nitrider;
• borider;
• karbider.

Måske interaktionen af silicium med salpetersyre eller et alkali, som kaldes en ætsningsproces. Udbredt silikoner, hvilket nu bliver mere almindelige.

At være i naturen

Silicium findes naturligt i en ganske betydeligt beløb. Det er på andenpladsen efter forekomsten oxygen. Dens vægt fraktion er ca. 30%. Havvand indeholder også et aktivt element i en koncentration på 3 mg / L. Derfor kan vi ikke sige, at silicium i naturen - det er en sjælden element.

Tværtimod er der mange forskellige sten og mineraler, som en del af hvor den forekommer, og hvorfra det kan udvindes. De mest almindelige naturlige siliciumforbindelser er:

1. Silica. Den kemiske formel _SiO2. Der er ganske mange forskellige former for mineraler og klipper på sin base: sand, flint, feldspat, kvarts, bjergkrystal, ametyst, chalcedony, karneol, opal, jaspis og andre.
2. Silicater og aluminiumsilicater. Kaolin, feldspat, mica, kiselsyre salte, asbest, talkum.

Således spredningen bredt i naturen silicium og dets forbindelser er populære, og efterspørgslen efter folk til at bruge til tekniske formål.

Silicium og forbindelser

Eftersom ren anses at eksistere element kan derfor ikke have forskellig betydning af sine forbindelser. Fra kemisk synspunkt kan det være tre oxidationstrin +2, +4, -4. Udgående fra dette, og også på grund af deres inerti, men især i den krystallinske gitterstruktur, genererer følgende hovedtyper af stoffer:

• binære forbindelser med ikke-metaller (silan, carbid, nitrid, phosphid, og så videre;
• oxider;
• kiselsyre;
• metalsilicater.

Lad os overveje, hvor vigtigt det silicium og dets forbindelser, er den mest udbredte og populære for folk.

siliciumoxider

Der er to typer stoffer udtrykt ved formlen:

• SiO;
• _SiO2.

Men den mest udbredte har dioxid. Det eksisterer i naturen i form af en meget smuk halvædelsten:

• agat;
• chalcedony;
• opal;
• karneol;
• jaspis,
• ametyst;
• rhinestone.

Anvendelsen af silicium i en form fandt dens anvendelse til fremstilling af smykker. Utrolig smuk guld og sølv smykker lavet med disse halvædelsten og halvædelsten.

Enkelte variationer af silica:

• kvarts;
• flod og kvartssand ;
• flint;
• feldspars.

Brugen af silicium i sådanne typer implementeret i byggeri, teknik, elektronik, kemiske industri, metallurgi. Sammen, de anførte oxider henvise til et enkelt stof - silica.

Karbid Kremniya og dets anvendelse

Silicium og forbindelser - et materiale af fremtiden og nutiden. Et sådant materiale er siliciumcarbid eller carbid af elementet. Den kemiske formel af SiC. Det forekommer i naturen som mineralet moissanite.

I ren form af carbon og siliciumforbindelsen - er smukke, gennemsigtige krystaller, diamant-lignende struktur. Men for tekniske formål anvendte malet i grøn og sort farve materiale.

Vigtigste egenskaber for stoffet, så dets anvendelse i industrien, teknologi, kemisk industri, følgende:

• bred kløft halvleder;
• meget høj styrke (7 Mohs) ;
• modstandsdygtigt over for høje temperaturer;
• fremragende elektroustoychivost og varmeledningsevne.

Alt dette tillader anvendelsen af siliciumcarbid som et slibemateriale i metallurgi og kemisk syntese. Desuden er det baseret lysdioder producerer et bredt virkningsspektrum, dele til glasovn, dyser, fakler, smykker (moissanite værdsat FIANITE ovenfor).

Silan og dens betydning

Hydrogen siliciumforbindelse er silan og navnet kan ikke opnås ved direkte syntese ud fra udgangsmaterialer. Til opnåelse af forskellige metal anvendes silicider, der underkastes syrebehandling. Som et resultat heraf silangassen frigives og danner et metalsalt.

Det er interessant, at den pågældende forbindelse aldrig har produceret alene. Altid i omsætningen af en blanding af mono-, di- og Trisilane hvori siliciumatomer er bundet sammen i kæder.

På egenskaberne af disse forbindelser - stærk reduktionsmidler. Sig således let oxideres af oxygen, undertiden eksplosivt. Voldelige reaktion med halogener altid med en masse energi frigivelse.

Anvendelsen af følgende silaner:

1. Reaktioner af organisk syntese, som et resultat af hvilket det er vigtigt at siliconer - silikone, gummi, tætningsmidler, smøremidler, emulsioner og andre.
2. Microelectronics (LCD skærme, integrerede tekniske diagrammer, etc.).
3. Høj renhed polysilicium.
4. Tandproteser.

Således silaner betydning i dagens verden høj.

Kiselsyre og silicater

Hydroxid af elementet - de er forskellige silicaer. skelnes:

• meta;
• o;
• polysilicium og andre syrer.

De har alle fælles træk - den ekstreme ubalance i fri form. De er let nedbrydes ved varme. Under normale forhold, der er kortvarig, vender først til en sol og derefter en gel. Efter tørring de silicageler, sådanne strukturer kaldes. De anvendes som adsorbenter i filtre.

Vigtigt ud fra et synspunkt af industrien, er saltene af kiselsyrer - silikater. De er grundlaget for udarbejdelsen af sådanne stoffer, såsom:

• glas;
• beton;
• cement;
• zeolit;
• kaolin;
• porcelæn;
• fajance;
• krystal;
• keramik.

Alkalimetalsilikater - opløselige, resten - ingen. Derfor er natrium og kalium silikat kaldet vandglas. Normal brevpapir klæbemiddel - dette er natriumsaltet af kiselsyre.

Men de mest interessante forbindelser er alle af samme glas. Hvilket eneste muligheder for dette stof ingen idé! I dag, givet farvede, optiske, matte muligheder. Glas er overraskende i sin pragt og mangfoldighed. Når der tilføjes visse metaller og ikke-metallisk oxider til blandingen kan opnå en række forskellige typer af glas. Nogle gange endda den samme sammensætning, men forskellige procentdele af komponenter fører til en forskel i stoffets egenskaber. Eksempler er porcelæn og keramik, hvilken formel _SiO2 * AL ₂ O ₃ * ₂ O.

Kvartsglas - er en form for høj renhed produkt, hvis sammensætning er beskrevet som silica.

i siliciumforbindelser Discovery

I løbet af de sidste par år, har undersøgelser vist, at silicium og dets forbindelser - de vigtigste deltagere i den normale tilstand af levende organismer. C mangel eller overskud af et givet element associerede sygdomme såsom:

• kræft;
• tuberkulose;
• arthritis;
• grå stær;
• spedalskhed,
• dysenteri;
• gigt;
• hepatitis og andre.

Aging processer selv er også forbundet med det kvantitative indhold af silicium. Talrige forsøg på pattedyr har vist, at manglen på et element med hjerteanfald, slagtilfælde, kræft og hepatitis C-virus aktiveres.