Silika, özellikleri ve uygulamaları. Doğal ve endüstriyel silikatlar. İnşaatta kullanımları. Silikon ve bileşikleri: formüller

Serbest formdaki silikon, 1811 yılında J. Gay-Lussac ve L. Thénard tarafından silikon florür buharının metalik potasyum üzerinden geçirilmesiyle izole edildi, ancak onlar tarafından bir element olarak tanımlanmadı. İsveçli kimyager J. Berzelius, 1823'te potasyum tuzu K2SiF6'nın yüksek sıcaklıkta potasyum metali ile işlenmesiyle elde ettiği silikonun bir tanımını yaptı. Yeni elemente “silikon” adı verildi (Latince silex - çakmaktaşından). Rus adı "silikon", 1834 yılında Rus kimyager Alman İvanoviç Hess tarafından tanıtıldı. Antik Yunancadan tercüme edilmiştir. krhmnoz- "uçurum, dağ."

Doğada olmak, almak:

Doğada silikon dioksit ve silikat formunda bulunur. farklı kompozisyon. Doğal silika öncelikle kuvars formunda oluşur, ancak kristobalit, tridimit, kitit ve kuuzit gibi diğer mineraller de mevcuttur. Amorf silika, denizlerin ve okyanusların dibindeki diatom birikintilerinde bulunur - bu birikintiler, diatomların ve bazı siliatların bir parçası olan Si02'den oluşmuştur.
Serbest silikon, ince magnezyum ile kalsinasyon yoluyla elde edilebilir. Beyaz kum kimyasal bileşimi neredeyse saf silikon oksit olan SiO 2 +2Mg=2MgO+Si'dir. Endüstride teknik kalitede silikon, SiO2 eriyiğinin ark fırınlarında yaklaşık 1800°C sıcaklıkta kok ile indirgenmesiyle elde edilir. Bu şekilde elde edilen silikonun saflığı% 99,9'a ulaşabilir (ana safsızlıklar karbon ve metallerdir).

Fiziki ozellikleri:

Amorf silikon, yoğunluğu 2,0 g/cm3 olan kahverengi bir toz formundadır. Kristalin silikon, elmas kafes içinde kristalleşen, koyu gri, parlak kristalli, kırılgan ve çok sert bir maddedir. Bu tipik bir yarı iletkendir (elektriği kauçuk gibi bir yalıtkandan daha iyi, bakır gibi bir iletkenden daha kötü iletir). Silikon kırılgandır; ancak 800 °C'nin üzerine ısıtıldığında plastik bir madde haline gelir. İlginç bir şekilde silikon, 1,1 mikrometre dalga boyundan başlayarak kızılötesi radyasyona karşı şeffaftır.

Kimyasal özellikler:

Kimyasal olarak silikon aktif değildir. Oda sıcaklığında yalnızca flor gazı ile reaksiyona girerek uçucu silikon tetraflorür SiF4 oluşumuna neden olur. Silikon, 400-500 °C sıcaklığa ısıtıldığında oksijenle reaksiyona girerek dioksiti oluşturur ve klor, brom ve iyot ile karşılık gelen yüksek derecede uçucu tetrahalojenürler SiHal 4'ü oluşturur. Yaklaşık 1000°C sıcaklıkta silikon nitrür Si3N4'ü oluşturmak için nitrürle reaksiyona girer ve bor ile termal ve kimyasal olarak stabil borürler SiB 3, SiB 6 ve SiB 12'yi oluşturur. Silikon doğrudan hidrojenle reaksiyona girmez.
Silikon aşındırma için en yaygın olarak hidroflorik ve nitrik asitlerin bir karışımı kullanılır.
Alkalilere karşı tutum...
Silikon, oksidasyon durumu +4 veya -4 olan bileşiklerle karakterize edilir.

En önemli bağlantılar:

Silikon dioksit, SiO2- (silikon anhidrit) ...
...
Silisik asitler- zayıf, çözünmez, jel formundaki bir silikat çözeltisine asit eklendiğinde oluşur (jelatin benzeri madde). H4Si04 (ortosilikon) ve H2Si03 (metasilikon veya silikon) yalnızca çözelti halinde bulunur ve ısıtıldığında ve kurutulduğunda geri dönülemez şekilde Si02'ye dönüştürülür. Ortaya çıkan katı gözenekli ürün silika jeli, gelişmiş bir yüzeye sahiptir ve gaz adsorban, kurutucu, katalizör ve katalizör taşıyıcı olarak kullanılır.
Silikatlar- Silisik asit tuzlarının büyük bir kısmı (sodyum ve potasyum silikatlar hariç) suda çözünmez. Özellikler....
Hidrojen bileşikleri- hidrokarbon analogları, silanlar silikon atomlarının tek bir bağla bağlandığı bileşikler, güçlü silikon atomları bir çift bağ ile bağlıysa. Hidrokarbonlar gibi bu bileşikler de zincirler ve halkalar oluşturur. Tüm silanlar kendiliğinden tutuşabilir, hava ile patlayıcı karışımlar oluşturabilir ve suyla kolayca reaksiyona girebilir.

Başvuru:

Silikon en büyük kullanım alanını alüminyum, bakır ve magnezyuma dayanıklılık kazandıran alaşımların üretiminde ve ferrosilisitlerin üretiminde bulur. önemliÇelik üretiminde ve yarı iletken teknolojisinde. Silikon kristalleri güneş pillerinde ve yarı iletken cihazlarda (transistörler ve diyotlar) kullanılır. Silikon ayrıca yağlar, yağlayıcılar, plastikler ve sentetik kauçuklar şeklinde elde edilen organosilikon bileşiklerinin veya siloksanların üretimi için hammadde görevi görür. İnorganik silikon bileşikleri seramik ve cam teknolojisinde yalıtım malzemesi ve piezokristaller olarak kullanılır.

Bazı organizmalar için silikon önemli bir biyojenik elementtir. Bitkilerde destekleyici yapıların, hayvanlarda ise iskelet yapılarının bir parçasıdır. Silikon, deniz organizmaları (diatomlar, radyolaryanlar, süngerler) tarafından büyük miktarlarda yoğunlaştırılır. Büyük miktarlarda silikon, at kuyruğu ve tahıllarda, özellikle de pirinç dahil Bambu ve Pirinç alt familyalarında yoğunlaşmıştır. İnsan kas dokusu (1-2)·10 -%2 silikon, kemik dokusu -%17·10 -4, kan - 3,9 mg/l içerir. Her gün yiyecekle birlikte insan vücuduna 1 g'a kadar silikon girer.

Antonov S.M., Tomilin K.G.
HF Tyumen Devlet Üniversitesi, 571 grubu.

Doğada bulunan maddelerin benzersiz özelliklerinden dolayı birçok modern teknolojik cihaz ve aparat oluşturulmuştur. İnsanlık, etrafımızdaki unsurları deneyerek ve dikkatli bir şekilde inceleyerek sürekli olarak modernleşiyor kendi icatları - bu süreç teknik ilerleme denir. Temel, herkesin erişebileceği, günlük yaşamda bizi çevreleyen şeylere dayanmaktadır. Örneğin kum: Bunda şaşırtıcı ve sıra dışı olan ne olabilir? Bilim insanları silikonu ondan ayırmayı başardılar. kimyasal element, onsuz var olamazdı bilgisayar ekipmanı. Uygulamanın kapsamı çeşitlidir ve sürekli genişlemektedir. Bu, silikon atomunun benzersiz özellikleri, yapısı ve diğer basit maddelerle bileşik oluşturma olasılığı nedeniyle elde edilir.

karakteristik

D.I. Mendeleev tarafından geliştirilen versiyonda silikon, Si sembolüyle belirtilmiştir. Metal olmayanlara aittir, üçüncü periyodun dördüncü ana grubunda yer alır ve atom numarası 14'tür. Karbona yakınlığı tesadüfi değildir: birçok yönden özellikleri karşılaştırılabilir. Aktif bir element olması ve oksijenle oldukça güçlü bağları olması nedeniyle doğada saf haliyle bulunmaz. Ana madde bir oksit olan silika ve silikatlardır (kum). Üstelik silikon (doğal bileşikleri) Dünya'daki en yaygın kimyasal elementlerden biridir. İçeriğin kütle oranı açısından oksijenden sonra ikinci sırada yer alır (%28'den fazla). Yer kabuğunun üst tabakası dioksit formunda silikon (bu kuvars), çeşitli kil ve kum türleri içerir. İkinci en yaygın grup ise silikatlardır. Yüzeyden yaklaşık 35 km derinlikte, çakmaktaşı bileşiklerini içeren granit ve bazalt yatakları katmanları vardır. Dünyanın çekirdeğindeki içeriğin yüzdesi henüz hesaplanmadı, ancak mantonun yüzeye en yakın katmanları (900 km'ye kadar) silikatlar içeriyor. Deniz suyunun bileşiminde silikon konsantrasyonu 3 mg/l olup %40'ı bileşiklerinden oluşur. İnsanlığın bugüne kadar keşfettiği geniş alan bu kimyasal elementi büyük miktarlarda içermektedir. Örneğin araştırmacıların erişebileceği mesafeden Dünya'ya yaklaşan meteorların %20 oranında silikondan oluştuğu ortaya çıktı. Galaksimizde bu elemente dayalı yaşamın oluşma ihtimali vardır.

Araştırma süreci

Kimyasal element silikonunun keşfinin tarihi birkaç aşamadan oluşur. Mendeleev'in sistematize ettiği birçok madde yüzyıllardır insanlık tarafından kullanılmaktadır. Bu durumda elementler mevcuttu. doğal form yani kimyasal işleme tabi tutulmamış ve tüm özellikleri insanlar tarafından bilinmeyen bileşiklerde. Maddenin tüm özelliklerinin incelenmesi sürecinde kullanımı için yeni yönler ortaya çıktı. Bugün silikonun özellikleri tam olarak araştırılmamıştır - oldukça geniş ve çeşitli uygulama alanlarına sahip bu element, gelecek nesil bilim adamlarına yeni keşiflere yer bırakmaktadır. Modern teknolojiler bu süreci önemli ölçüde hızlandıracaktır. 19. yüzyılda birçok ünlü kimyager silikonu saf haliyle elde etmeye çalıştı. Bu ilk olarak 1811 yılında L. Tenard ve J. Gay-Lussac tarafından yapılmıştır ancak elementin keşfi, maddeyi izole etmenin yanı sıra onu tanımlamayı da başaran J. Berzelius'a aittir. 1823 yılında İsveçli bir kimyager silikonu elde etti, bunun için potasyum metali ve potasyum tuzunu kullandı. Reaksiyon yüksek sıcaklık formunda bir katalizör altında gerçekleşti. Ortaya çıkan basit gri-kahverengi madde amorf silikondu. Kristalin saf element 1855'te Sainte-Clair Deville tarafından elde edildi. İzolasyonun zorluğu doğrudan atomik bağların yüksek mukavemetiyle ilgilidir. Her iki durumda da Kimyasal reaksiyon amorf ve kristal modeller farklı özelliklere sahipken, safsızlıklardan arındırma işlemine yöneliktir.

Kimyasal elementin silikon telaffuzu

Ortaya çıkan tozun ilk adı - kizel - Berzelius tarafından önerildi. Birleşik Krallık ve ABD'de silikona hâlâ silikon (Silikon) veya silikondan (Silikon) başka bir şey adı verilmemektedir. Terim Latince "çakmaktaşı" (veya "taş") kelimesinden gelir ve doğada yaygın olarak bulunması nedeniyle çoğu durumda "toprak" kavramıyla ilişkilendirilir. Bu kimyasal maddenin Rusça telaffuzu kaynağa bağlı olarak değişmektedir. Silika (Zakharov bu terimi 1810'da kullandı), sicilium (1824, Dvigubsky, Soloviev), silika (1825, Strakhov) olarak adlandırıldı ve yalnızca 1834'te Rus kimyager Alman İvanoviç Hess, bugün hala çoğu kaynakta kullanılan adı tanıttı. - silikon. İçinde Si sembolü ile gösterilir. Kimyasal element silikon nasıl okunur? İngilizce konuşulan ülkelerdeki birçok bilim adamı, adını “si” olarak telaffuz ediyor veya “silikon” kelimesini kullanıyor. Bilgisayar ekipmanlarının araştırma ve üretim alanı olan vadinin dünyaca ünlü ismi buradan gelmektedir. Rusça konuşan nüfus, elementi silikon olarak adlandırıyor (eski Yunanca "uçurum, dağ" kelimesinden geliyor).

Doğada oluşum: birikintiler

Dağ sistemlerinin tamamı, saf formunda bulunmayan silikon bileşiklerinden oluşur, çünkü bilinen tüm mineraller dioksit veya silikatlardır (alüminosilikatlar). Şaşırtıcı derecede güzel taşlar insanlar tarafından süs malzemesi olarak kullanılıyor - bunlar opal, ametist, çeşitli kuvars türleri, jasper, kalsedon, akik, kaya kristali, akik ve diğerleri. Yoğunluğunu, yapısını, rengini ve kullanım yönünü belirleyen çeşitli maddelerin silikona dahil edilmesi nedeniyle oluşmuştur. Tüm inorganik dünya bu kimyasal elementle ilişkilendirilebilir. doğal çevre metaller ve metal olmayanlarla (çinko, magnezyum, kalsiyum, manganez, titanyum vb.) güçlü bağlar oluşturur. Diğer maddelerle karşılaştırıldığında silikonun üretim ölçeğinde üretimi oldukça kolaydır: çoğu cevher ve mineral türünde bulunur. Bu nedenle aktif olarak geliştirilen yataklar, bölgesel madde birikimlerinden ziyade mevcut enerji kaynaklarına bağlıdır. Kuvarsitler ve kuvars kumları dünyanın tüm ülkelerinde mevcuttur. En büyük silikon üreticileri ve tedarikçileri şunlardır: Çin, Norveç, Fransa, ABD (Batı Virginia, Ohio, Alabama, New York), Avustralya, Güney Afrika, Kanada, Brezilya. Tüm üreticiler, üretilen ürünün türüne (teknik, yarı iletken, yüksek frekanslı silikon) bağlı olarak farklı yöntemler kullanır. Ek olarak zenginleştirilmiş veya tersine her türlü yabancı maddeden arındırılmış bir kimyasal element, üzerinde yer aldığı bireysel özelliklere sahiptir. daha fazla kullanım. Bu aynı zamanda bu madde için de geçerlidir. Silikonun yapısı uygulama kapsamını belirler.

Kullanım geçmişi

Çoğu zaman, isimlerin benzerliğinden dolayı insanlar silikon ve çakmaktaşı karıştırırlar, ancak bu kavramlar aynı değildir. Açık olalım. Daha önce de belirtildiği gibi, silikon doğada saf haliyle oluşmaz, bu da bileşikleri (aynı silika) hakkında söylenemez. Düşündüğümüz maddenin dioksitinin oluşturduğu ana mineraller ve kayalar kum (nehir ve kuvars), kuvars ve kuvarsitler ve çakmaktaşıdır. Herkes ikincisini duymuş olmalı, çünkü verilmiştir büyük önemİnsani gelişme tarihinde. Taş Devri'nde insanların yarattığı ilk aletler bu taşla ilişkilendirilir. Ana kayadan yontularak oluşan keskin kenarları eski ev kadınlarının işini büyük ölçüde kolaylaştırdı ve keskinleştirme olasılığı avcıların ve balıkçıların işini kolaylaştırdı. Flint'in gücü yoktu metal ürünleri ancak arızalı aletlerin yenileriyle değiştirilmesi kolaydı. Çakmaktaşı olarak kullanımı, alternatif kaynakların icat edilmesine kadar yüzyıllarca sürdü.

Modern gerçeklere gelince, silikonun özellikleri, maddenin binaları dekore etmek veya seramik sofra takımları oluşturmak için kullanılmasına izin verirken, güzel estetik görünümüne ek olarak birçok mükemmel işlevsel niteliğe sahiptir. Uygulamasının ayrı bir alanı, yaklaşık 3000 yıl önce camın icadıyla ilişkilidir. Bu olay, silikon içeren bileşiklerden aynalar, tabaklar ve mozaik vitray pencereler oluşturmayı mümkün kıldı. Başlangıç ​​maddesinin formülü, ürüne gerekli rengin verilmesini mümkün kılan ve camın mukavemetini etkileyen gerekli bileşenlerle desteklenmiştir. İnsanoğlu tarafından mineraller ve silikon içeren taşlardan inanılmaz güzellikte ve çeşitlilikte sanat eserleri yapılmıştır. İyileşme özellikleri Bu element eski bilim adamları tarafından tanımlanmış ve insanlık tarihi boyunca kullanılmıştır. Bunun için kuyular açtılar içme suyu, hem günlük yaşamda hem de tıpta kullanılan yiyecek depolamak için kilerler. Öğütülerek elde edilen toz yaralara uygulandı. Özel dikkat silikon içeren bileşiklerden yapılmış tabaklara demlenen suya verildi. Kimyasal element, bileşimi ile etkileşime girdi ve bu, bir dizi patojenik bakteri ve mikroorganizmanın yok edilmesini mümkün kıldı. Ve bu, ele aldığımız maddenin çok çok talep gördüğü tüm endüstriler değil. Silikonun yapısı çok yönlülüğünü belirler.

Özellikler

Bir maddenin özelliklerine daha aşina olabilmek için onu tüm olası özellikleri dikkate alarak düşünmek gerekir. Kimyasal element silikonunun karakterizasyon planı fiziksel özellikleri, elektriksel özellikleri, bileşiklerin incelenmesini, reaksiyonları ve bunların geçiş koşullarını vb. içerir. Kristal formdaki silikon koyu gridir ve metalik parlaklık renk. Yüz merkezli kübik kafes, karbon kafese (elmas) benzer, ancak daha uzun bağlardan dolayı o kadar güçlü değildir. 800 o C'ye ısıtıldığında plastik hale gelir, diğer durumlarda ise kırılgan kalır. Fiziki ozellikleri silikon bu maddeyi gerçekten benzersiz kılmaktadır: kızılötesi radyasyona karşı şeffaftır. Erime noktası - 1410 0 C, kaynama noktası - 2600 0 C, normal koşullar altında yoğunluk - 2330 kg/m3. Isı iletkenliği sabit değildir, çeşitli numuneler için yaklaşık 25 0 C değerinde alınır. Silisyum atomunun özellikleri onun yarı iletken olarak kullanılmasına izin verir. Bu uygulama alanı en çok talep gören modern dünya. Elektrik iletkenliğinin değeri silikonun bileşiminden ve onunla kombinasyon halindeki elementlerden etkilenir. Bu nedenle, elektronik iletkenliği arttırmak için antimon, arsenik ve fosfor, delikli iletkenlik için ise alüminyum, galyum, bor ve indiyum kullanılır. İletken olarak silikonlu cihazlar oluştururken, cihazın çalışmasını etkileyen belirli bir maddeyle yüzey işlemi kullanılır.

Silikonun mükemmel bir iletken olarak özellikleri, modern enstrüman yapımında oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Kullanımı özellikle karmaşık ekipmanların (örneğin, modern bilgi işlem cihazları, bilgisayarlar) üretiminde geçerlidir.

Silikon: kimyasal bir elementin özellikleri

Çoğu durumda silikon dört değerliklidir ancak +2 değerine sahip olabileceği bağlar da vardır. Normal koşullar altında aktif değildir, güçlü bileşiklere sahiptir ve oda sıcaklığında yalnızca gaz halindeki agregat halindeki flor ile reaksiyona girebilir. Bu, çevredeki oksijen veya su ile etkileşime girdiğinde gözlemlenen yüzeyin bir dioksit filmi ile bloke edilmesinin etkisiyle açıklanmaktadır. Reaksiyonları teşvik etmek için bir katalizör kullanmak gerekir: sıcaklığın arttırılması silikon gibi bir madde için idealdir. Kimyasal element 400-500 0 C'de oksijenle etkileşime girer, bunun sonucunda dioksit filmi artar ve oksidasyon süreci meydana gelir. Sıcaklık 50 0 C'ye yükseldiğinde brom, klor ve iyot ile reaksiyon gözlenir ve bunun sonucunda uçucu tetrahalojenürler oluşur. Silikon, hidroflorik ve nitrik asitlerin karışımı dışında asitlerle etkileşime girmezken, ısıtılmış durumdaki herhangi bir alkali bir çözücüdür. Hidrojen silikon yalnızca silisitlerin ayrışmasıyla oluşur; hidrojenle reaksiyona girmez. Bor ve karbon içeren bileşikler en yüksek mukavemet ve kimyasal pasiflik ile karakterize edilir. Alkalilere ve asitlere karşı yüksek direnç, 1000 0 C'nin üzerindeki sıcaklıklarda oluşan nitrojen ile bir bağlantısı vardır. Silisitler metallerle reaksiyona girerek elde edilir ve bu durumda silikonun gösterdiği değer, ilave elemente bağlıdır. Bir geçiş metalinin katılımıyla oluşan maddenin formülü asitlere karşı dayanıklıdır. Silikon atomunun yapısı, özelliklerini ve diğer elementlerle etkileşime girme yeteneğini doğrudan etkiler. Doğada ve bir maddeye maruz kalma sırasında (laboratuvarda, endüstriyel koşullarda) bağ oluşumu süreci önemli ölçüde farklılık gösterir. Silikonun yapısı kimyasal aktivitesini gösterir.

Yapı

Silikonun kendine has özellikleri vardır. Çekirdek yükü +14, buna karşılık gelir seri numarası periyodik tabloda. Yüklü parçacıkların sayısı: protonlar - 14; elektronlar - 14; nötronlar - 14. Bir silikon atomunun yapı şeması aşağıdaki gibidir: Si +14) 2) 8) 4. Son (dış) seviyede, oksidasyon durumunu “+” veya “- ile belirleyen 4 elektron vardır. " imza. Silikon oksit, Si02 (değerlik 4+) formülüne sahiptir, uçucu hidrojen bileşiği SiH4'tür (değerlik -4). Silikon atomunun büyük hacmi, bazı bileşiklerin, örneğin flor ile birleştirildiğinde, 6 koordinasyon numarasına sahip olmasına izin verir. Molar kütle- 28, atom yarıçapı - 132 pm, konfigürasyon elektron kabuğu: 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 2 .

Başvuru

Yüzey veya tamamen katkılı silikon, yüksek hassasiyetli cihazlar da dahil olmak üzere birçok cihazın (örneğin güneş fotoselleri, transistörler, akım redresörleri vb.) oluşturulmasında yarı iletken olarak kullanılır. Üstünde saf silikon oluşturmak için kullanılır Solar paneller(enerji). Monokristal tip aynalar ve gaz lazerleri yapmak için kullanılır. Cam silikon bileşiklerinden elde edilir seramik karolar, tabaklar, porselen, toprak eşyalar. Elde edilen mal türlerinin çeşitliliğini tanımlamak zordur; bunların sömürülmesi hane halkı düzeyinde, sanatta, bilimde ve üretimde gerçekleşir. Ortaya çıkan çimento, yaratmak için hammadde görevi görüyor yapı karışımları ve tuğlalar kaplama malzemeleri. Yağların ve yağlayıcıların yayılması birçok mekanizmanın hareketli parçalarındaki sürtünme kuvvetini önemli ölçüde azaltabilir. Eşsiz karşı koyma özellikleri nedeniyle silisitler agresif ortamlar(asitler, sıcaklıklar) endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Elektriksel, nükleer ve kimyasal özellikleri karmaşık endüstrilerdeki uzmanlar tarafından dikkate alınır; silikon atomunun yapısı da önemli bir rol oynar.

Günümüzün en bilgi yoğun ve ileri uygulama alanlarını listeledik. En yaygın olanı, büyük miktarlarda üretilen teknik silikon, birçok alanda kullanılır:

1. Daha saf bir maddenin üretimi için hammadde olarak.
2. Metalurji endüstrisindeki alaşımların alaşımlanması için: silikonun varlığı refrakterliği arttırır, korozyon direncini ve mekanik mukavemeti arttırır (bu elementin fazlası varsa alaşım çok kırılgan olabilir).
3. Metaldeki fazla oksijeni uzaklaştırmak için deoksidize edici olarak.
4. Silanların (organik maddeler içeren silikon bileşikleri) üretimi için hammaddeler.
5. Silikon ve demir alaşımından hidrojen üretimi için.
6. Güneş panelleri imalatı.

Bu madde aynı zamanda büyük önem taşıyor. normal işleyiş insan vücudu. Silikonun yapısı, özellikleri bu durumda tanımlayıcı. Bu durumda fazlalığı veya eksikliği ciddi hastalıklara yol açar.

İnsan vücudunda

Tıp, silikonu uzun süredir bakteri yok edici ve antiseptik bir madde olarak kullanıyor. Ancak harici kullanımın tüm faydalarıyla birlikte bu unsurun insan vücudunda sürekli yenilenmesi gerekir. İçeriğinin normal seviyesi genel olarak yaşam aktivitesini iyileştirecektir. Eksikliği durumunda 70'ten fazla mikro element ve vitamin vücut tarafından emilmeyecek ve bu da bir dizi hastalığa karşı direnci önemli ölçüde azaltacaktır. En yüksek silikon yüzdesi kemiklerde, deride ve tendonlarda görülür. Gücü koruyan ve esneklik veren bir yapı elemanının rolünü oynar. Tüm iskelet sert dokuları bağlantıları nedeniyle oluşur. Son araştırmalar böbreklerde, pankreasta ve bağ dokularında silikon içeriğini ortaya çıkardı. Bu organların vücudun işleyişindeki rolü oldukça büyüktür, dolayısıyla içeriğindeki azalma birçok temel yaşam desteği göstergesi üzerinde zararlı etki yaratacaktır. Vücut yiyecek ve su ile günde 1 gram silikon almalıdır - bu, cildin iltihaplanma süreçleri, kemiklerin yumuşaması, karaciğerde taş oluşumu, böbrekler, görme bozukluğu, saç durumu gibi olası hastalıkların önlenmesine yardımcı olacaktır. ve tırnaklar, ateroskleroz. Bu elementin yeterli seviyesi ile bağışıklık artar ve normalleşir metabolik süreçlerİnsan sağlığı için gerekli olan birçok elementin emilimi artar. En büyük miktar silikon - tahıllarda, turplarda, karabuğdayda. Silikonlu su önemli faydalar sağlayacaktır. Kullanım miktarını ve sıklığını belirlemek için bir uzmana danışmak daha iyidir.

Silikon

SİLİKON-BEN; M.[Yunancadan krēmnos - uçurum, kaya] Çoğu kayada kimyasal element (Si), metalik parlaklığa sahip koyu gri kristaller bulunur.

◁ Silikon, ah, ah. K tuzları. Silisli (bkz. 2.K.; 1 işaret).

(lat. Silisyum), periyodik tablonun IV. grubunun kimyasal elementi. Metalik parlaklığa sahip koyu gri kristaller; yoğunluk 2,33 g/cm3, T pl 1415°C. Kimyasal etkilere karşı dayanıklıdır. Yer kabuğunun kütlesinin% 27,6'sını oluşturur (elementler arasında 2. sırada), ana mineraller silika ve silikatlardır. En önemli yarı iletken malzemelerden biri (transistörler, termistörler, fotoseller). Birçok çeliğin ve diğer alaşımların ayrılmaz bir parçası (mekanik mukavemeti ve korozyon direncini arttırır, döküm özelliklerini iyileştirir).

SİLİKON (enlem silisyumdan silisyum - çakmaktaşı), Si ("silisyum" olarak okunur, ancak günümüzde oldukça sık "si" olarak okunur), atom numarası 14, atom kütlesi 28.0855 olan kimyasal bir element. Rusça adı Yunanca kremnos'tan geliyor - uçurum, dağ.
Doğal silikon üç kararlı nüklidin karışımından oluşur (santimetre. NÜKLİD) kütle numaraları 28 (karışımda hakimdir, kütlece %92,27 içerir), 29 (%4,68) ve 30 (%3,05) ile. Nötr, uyarılmamış bir silikon atomunun dış elektronik katmanının konfigürasyonu 3 S 2 R 2 . Bileşiklerde genellikle +4 (değer IV) ve çok nadiren +3, +2 ve +1 (sırasıyla değerlik III, II ve I) oksidasyon durumu sergiler. Mendeleev'in periyodik tablosunda silikon, üçüncü periyotta IVA grubunda (karbon grubunda) bulunur.
Nötr bir silikon atomunun yarıçapı 0,133 nm'dir. Silisyum atomunun sıralı iyonlaşma enerjileri 8,1517, 16,342, 33,46 ve 45,13 eV olup elektron ilgisi 1,22 eV'dir. Koordinasyon numarası 4 olan (silikon durumunda en yaygın olanı) Si 4+ iyonunun yarıçapı 0,040 nm'dir ve koordinasyon numarası 6 - 0,054 nm'dir. Pauling ölçeğine göre silikonun elektronegatifliği 1,9'dur. Silikon genellikle metal olmayan olarak sınıflandırılmasına rağmen, bir dizi özellik bakımından metaller ve metal olmayanlar arasında bir ara pozisyonda bulunur.
Serbest formda - metalik parlaklığa sahip kahverengi toz veya açık gri kompakt malzeme.
Keşif tarihi
Silikon bileşikleri çok eski zamanlardan beri insanoğlu tarafından bilinmektedir. Ancak insanoğlu basit madde olan silikonla ancak 200 yıl önce tanıştı. Aslında silikonu elde eden ilk araştırmacılar Fransız J. L. Gay-Lussac'tır. (santimetre. GAY LUSSAC Joseph Louis) ve L.J. Tenard (santimetre. TENAR Louis Jacques). 1811'de silikon florürün potasyum metali ile ısıtılmasının kahverengi-kahverengi bir maddenin oluşumuna yol açtığını keşfettiler:
SiF 4 + 4K = Si + 4KF, ancak araştırmacılar yeni bir basit madde elde etme konusunda doğru sonuca varamadılar. Yeni bir element keşfetme onuru İsveçli kimyager J. Berzelius'a aittir. (santimetre. BERZELIUS Jens Jacob) ayrıca silikon üretmek için K2SiF6 bileşimindeki bir bileşiği potasyum metalle ısıttı. Fransız kimyagerlerle aynı amorf tozu elde etti ve 1824'te "silikon" adını verdiği yeni bir element maddesini duyurdu. Kristalin silikon ancak 1854 yılında Fransız kimyager A. E. Sainte-Clair Deville tarafından elde edildi. (santimetre. SAINT-CLAIR DEVILLE Henri Etienne) .
Doğada olmak
Silisyum, yer kabuğundaki bolluk açısından tüm elementler arasında (oksijenden sonra) ikinci sırada yer almaktadır. Silikon yer kabuğunun kütlesinin %27,7'sini oluşturur. Silikon yüzlerce farklı doğal silikatın bir bileşenidir (santimetre. SİLİSATLAR) ve alüminosilikatlar (santimetre. ALÜMİNYUM SİLİKATLAR). Silika veya silikon dioksit de yaygındır (santimetre. SİLİKON DİOKSİT) SiO2 ( nehir kumu (santimetre. KUM), kuvars (santimetre. KUVARS), çakmaktaşı (santimetre. FLINT) vb.), yer kabuğunun (kütle olarak) yaklaşık% 12'sini oluşturur. Silikon doğada serbest halde bulunmaz.
Fiş
Endüstride silikon, SiO2 eriyiğinin ark fırınlarında yaklaşık 1800°C sıcaklıkta kok ile indirgenmesiyle üretilir. Bu şekilde elde edilen silikonun saflığı yaklaşık %99,9'dur. Pratik kullanım için daha yüksek saflıkta silikona ihtiyaç duyulduğundan elde edilen silikon klorlanır. SiCl 4 ve SiCl 3 H bileşiminin bileşikleri oluşur.Bu klorürler, yabancı maddelerden çeşitli yollarla daha da saflaştırılır ve son aşamada indirgenirler. saf hidrojen. Önce magnezyum silisit Mg2Si elde edilerek silikonun saflaştırılması da mümkündür. Daha sonra uçucu monosilan SiH4, hidroklorik veya asetik asitler kullanılarak magnezyum silisitten elde edilir. Monosilan, rektifikasyon, soğurma ve diğer yöntemlerle daha da saflaştırılır ve daha sonra yaklaşık 1000°C sıcaklıkta silikon ve hidrojene ayrıştırılır. Bu yöntemlerle elde edilen silikondaki yabancı madde içeriği ağırlıkça %10-8-10-6'ya düşürülür.
Fiziksel ve Kimyasal özellikler
Silikon yüz merkezli kübik elmas tipinin kristal kafesi, parametre bir = 0,54307 nm (en yüksek basınçlar silikonun diğer polimorfik modifikasyonları da elde edilmiştir), ancak Si-Si atomları arasındaki bağ uzunluğunun uzunluğa kıyasla daha uzun olması nedeniyle SS bağlantıları Silisyumun sertliği elmastan çok daha azdır.
Silikon yoğunluğu 2,33 kg/dm3'tür. Erime noktası 1410°C, kaynama noktası 2355°C. Silikon kırılgandır, ancak 800°C'nin üzerine ısıtıldığında plastik bir madde haline gelir. İlginç bir şekilde silikon, kızılötesi (IR) radyasyona karşı şeffaftır.
Elemental silikon tipik bir yarı iletkendir (santimetre. YARI İLETKENLER). Oda sıcaklığında bant aralığı 1,09 eV'dir. Oda sıcaklığında içsel iletkenliğe sahip silikondaki akım taşıyıcıların konsantrasyonu 1,5·10·16 m-3'tür. Kristalin silikonun elektriksel özellikleri, içerdiği mikro kirliliklerden büyük ölçüde etkilenir. Delik iletkenliğine sahip silikon tek kristalleri elde etmek için silikonun içine katkı maddeleri eklenir elementler III gruplar - bor (santimetre. BOR (kimyasal element)), alüminyum (santimetre. ALÜMİNYUM) galyum (santimetre. GALYUM) ve Hindistan (santimetre.İNDİYUM) elektronik iletkenliğe sahip - V grubu elementlerinin ilaveleri - fosfor (santimetre. FOSFOR), arsenik (santimetre. ARSENİK) veya antimon (santimetre. ANTİMON). Silikonun elektriksel özellikleri, tek kristallerin işlem koşulları değiştirilerek, özellikle silikon yüzeyinin çeşitli kimyasal maddelerle işlenmesiyle değiştirilebilir.
Kimyasal olarak silikon aktif değildir. Oda sıcaklığında yalnızca flor gazı ile reaksiyona girerek uçucu silikon tetraflorür SiF4 oluşumuna neden olur. Silikon, 400-500°C sıcaklığa ısıtıldığında oksijenle reaksiyona girerek dioksit Si02'yi, klor, brom ve iyot ile karşılık gelen yüksek derecede uçucu tetrahalidler SiHal 4'ü oluşturur.
Silikon hidrojenle doğrudan reaksiyona girmez; hidrojenli silikon bileşikleri silanlardır (santimetre. SILANS) Si n H 2n+2 genel formülüyle - dolaylı olarak elde edilir. Monosilan SiH 4 (genellikle basitçe silan olarak adlandırılır), metal silisitler asit çözeltileriyle reaksiyona girdiğinde açığa çıkar, örneğin:
Ca2Si + 4HCl = 2CaCl2 + SiH4
Bu reaksiyonda oluşan silan SiH4, diğer silanların, özellikle disilan Si2H6 ve trisilan Si3H8'in bir karışımını içerir; burada tekli bağlarla birbirine bağlanan bir silikon atomu zinciri bulunur (-Si-Si-Si) -) .
Yaklaşık 1000°C sıcaklıktaki silikon, azotla birlikte nitrür Si3N4'ü, borla birlikte ise termal ve kimyasal olarak stabil borürler SiB 3, SiB 6 ve SiB 12'yi oluşturur. Periyodik tabloya göre bir silikon bileşiği ve onun en yakın benzeri - karbon - silisyum karbür SiC (karborundum) (santimetre. KARBORUNDUM)) yüksek sertlik ve düşük kimyasal reaktivite ile karakterize edilir. Carborundum aşındırıcı bir malzeme olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.
Silikon metallerle ısıtıldığında silisitler oluşur (santimetre. SİLİSİTLER). Silisitler iki gruba ayrılabilir: iyonik-kovalent (alkali silisitler, alkalin toprak metalleri ve Ca2Si, Mg2Si, vb. gibi magnezyum) ve metal benzeri (geçiş metallerinin silisitler). silisitler aktif metaller asitlerin etkisi altında ayrışır, geçiş metali silisidleri kimyasal olarak stabildir ve asitlerin etkisi altında ayrışmaz. Metal benzeri silisitler yüksek erime noktalarına sahiptir (2000°C'ye kadar). MSi, M3Si2, M2Si3, M5Si3 ve MSi2 bileşimlerinin metal benzeri silisitleri çoğunlukla oluşturulur. Metal benzeri silisitler kimyasal olarak inerttir ve yüksek sıcaklıklarda bile oksijene dayanıklıdır.
Silikon dioksit Si02, suyla reaksiyona girmeyen asidik bir oksittir. Birkaç polimorf formunda bulunur (kuvars (santimetre. KUVARS), tridimit, kristobalit, camsı SiO2). Bu modifikasyonlardan kuvars en büyük pratik öneme sahiptir. Kuvars piezoelektrik özelliklere sahiptir (santimetre. PİEZOELEKTRİK MALZEMELER), ultraviyole (UV) radyasyona karşı şeffaftır. Çok düşük bir termal genleşme katsayısı ile karakterize edilir, bu nedenle kuvarsdan yapılan tabaklar 1000 dereceye kadar sıcaklık değişimlerinde çatlamaz.
Kuvars asitlere karşı kimyasal olarak dirençlidir ancak hidroflorik asitle reaksiyona girer:
SiO2 + 6HF =H2 + 2H20
ve hidrojen florür gazı HF:
SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O
Bu iki reaksiyon cam aşındırmada yaygın olarak kullanılmaktadır.
Si02, alkaliler ve bazik oksitlerin yanı sıra aktif metallerin karbonatlarıyla birleştiğinde silikatlar oluşur (santimetre. SİLİSATLAR)- sabit bir bileşime sahip olmayan, suda çözünmeyen çok zayıf silisik asitlerin tuzları (santimetre. SİLİSİK ASİTLER) Genel formül xH 2 O·ySiO 2 (literatürde sıklıkla silisik asitler hakkında değil, silisik asit hakkında çok doğru bir şekilde yazmazlar, ancak aslında aynı şeyden bahsediyorlar). Örneğin sodyum ortosilikat elde edilebilir:
SiO2 + 4NaOH = (2Na20) SiO2 + 2H2O,
kalsiyum metasilikat:
SiO2 + CaO = CaO SiO2
veya karışık kalsiyum ve sodyum silikat:
Na 2 CO 3 + CaCO 3 + 6SiO 2 = Na 2 O CaO 6SiO 2 + 2CO 2
Pencere camı Na 2 O·CaO·6SiO 2 silikattan yapılmıştır.
Silikatların çoğunun sabit bir bileşime sahip olmadığı unutulmamalıdır. Tüm silikatlardan yalnızca sodyum ve potasyum silikatlar suda çözünür. Bu silikatların sudaki çözeltilerine çözünür cam adı verilir. Hidroliz nedeniyle bu çözeltiler oldukça alkali bir ortamla karakterize edilir. Hidrolize silikatlar, doğru olmayan ancak koloidal çözeltilerin oluşumu ile karakterize edilir. Sodyum veya potasyum silikat çözeltileri asitleştirildiğinde, hidratlı silisik asitlerin jelatinimsi beyaz bir çökeltisi çöker.
Ana yapısal eleman Hem katı silikon dioksit hem de tüm silikatlar, silikon atomu Si'nin dört oksijen atomu O'dan oluşan bir tetrahedron ile çevrelendiği bir gruba sahiptir. Bu durumda, her oksijen atomu iki silikon atomuna bağlanır. Parçalar birbirine farklı şekillerde bağlanabilir. Silikatlar arasında fragmanlarındaki bağlantıların niteliğine göre ada, zincir, şerit, katmanlı, çerçeve ve diğerlerine ayrılırlar.
Si02 yüksek sıcaklıklarda silikonla indirgendiğinde, SiO bileşiminin silikon monoksiti oluşur.
Silikon, organosilikon bileşiklerinin oluşumu ile karakterize edilir (santimetre. ORGANOSİLON BİLEŞİKLERİ) silikon atomlarının, köprü oksijen atomları -O- nedeniyle uzun zincirler halinde bağlandığı ve her silikon atomuna, iki O atomuna ek olarak, iki organik radikal daha R1 ve R2 = CH3, C2H5, C6'ya H5, CH2CH2CF3 vb. eklenir.
Başvuru
Silikon yarı iletken malzeme olarak kullanılır. Kuvars, ısıya dayanıklı kimyasal (kuvars) pişirme kapları ve UV lambalarının üretiminde bir malzeme olarak piezoelektrik olarak kullanılır. Silikatlar bulunur geniş uygulama Nasıl İnşaat malzemeleri. Pencere camı amorf silikatlardır. Organosilikon malzemeler yüksek aşınma direnci ile karakterize edilir ve pratikte silikon yağları, yapıştırıcılar, kauçuklar ve vernikler olarak yaygın şekilde kullanılır.
Biyolojik rol
Bazı organizmalar için silikon önemli bir biyojenik elementtir (santimetre. BİYOJENİK ELEMANLAR). Bitkilerde destekleyici yapıların, hayvanlarda ise iskelet yapılarının bir parçasıdır. Silikon, deniz organizmaları - diatomlar tarafından büyük miktarlarda konsantre edilir. (santimetre. DİATOM YOSUNU), radyolaryalılar (santimetre. RADYOLARYA), süngerler (santimetre. SÜNGERLER). İnsan kas dokusu (1-2)·10 -%2 silikon, kemik dokusu -%17·10 -4, kan - 3,9 mg/l içerir. Her gün yiyecekle birlikte insan vücuduna 1 g'a kadar silikon girer.
Silikon bileşikleri zehirli değildir. Ancak, örneğin patlatma işlemleri sırasında, madenlerde kayaları keserken, kumlama makinelerinin çalışması sırasında vb. oluşan, hem silikatların hem de silikon dioksitin oldukça dağılmış parçacıklarının solunması çok tehlikelidir.Akciğerlere giren SiO2 mikropartikülleri kristalleşir. içlerinde ortaya çıkan kristaller akciğer dokusunu tahrip eder ve ciddi bir hastalığa neden olur - silikoz (santimetre. SİLİKOZ). Bu tehlikeli tozun ciğerlerinize girmesini önlemek için solunum sisteminizi koruyacak bir solunum cihazı kullanmalısınız.

ansiklopedik sözlük. 2009 .

Diğer sözlüklerde "silikon" un ne olduğunu görün:

- (sembol Si), periyodik tablonun IV. grubunun yaygın bir gri kimyasal elementi, metal olmayan. İlk kez 1824 yılında Jens BERZELIUS tarafından izole edilmiştir. Silikon yalnızca SİLİKA (silikon dioksit) gibi bileşiklerde veya... ... Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük

Silikon- neredeyse tamamen elektrik ark ocakları kullanılarak silikanın karbotermal indirgenmesiyle üretilir. Isı ve elektriği zayıf bir şekilde iletir, camdan daha serttir, genellikle toz halinde veya çoğunlukla şekilsiz parçalar halindedir... ... Resmi terminoloji

SİLİKON- kimya. element, metal olmayan, sembol Si (enlem. Silisyum), at. N. 14, saat. m.28.08; amorf ve kristal silikon (elmasla aynı tür kristallerden yapılmış) bilinmektedir. Oldukça dağılmış halde kübik yapıya sahip amorf K. kahverengi toz... ... Büyük Politeknik Ansiklopedisi

- (Silisyum), Si, periyodik sistemin IV. grubunun kimyasal elementi, atom numarası 14, atom kütlesi 28.0855; metal olmayan, erime noktası 1415°C. Silikon, Dünya'da oksijenden sonra en çok bulunan ikinci elementtir, yerkabuğundaki içeriği ağırlıkça %27,6'dır.… … Modern ansiklopedi

Si (lat. Silisyum * a. silisyum, silikon; n. Silizyum; f. silisyum; i. siliseo), kimyasal. Grup IV periyodik elementi. Mendeleev sistemi, at. N. 14, saat. m.28,086. Doğada 3 kararlı izotop bulunur: 28Si (92,27), 29Si (%4,68), 30Si (3 ... Jeolojik ansiklopedi

Silikonun tanımı ve özellikleri

Silikon - element, dördüncü grup, elementler tablosunda üçüncü periyot. Atom numarası 14. Silikon formülü- 3s2 3p2. 1811'de element olarak tanımlandı ve 1834'te kabul edildi Rus adıÖnceki "sicilya" yerine "silikon". 1414°C'de erir, 2349°C'de kaynar.

Moleküler yapıya benzer, ancak sertlik bakımından ondan daha düşüktür. Oldukça kırılgandır, ısıtıldığında (en az 800° C) plastik hale gelir. Kızılötesi radyasyonla yarı saydam. Monokristalin silikon yarı iletken özelliklere sahiptir. Bazı özelliklerine göre silikon atomu karbonun atomik yapısına benzer. Silikon elektronları karbon yapısıyla aynı değerlik numarasına sahiptir.

İşçiler silikonun özellikleri içindeki belirli içeriklerin içeriğine bağlıdır. Silikonun farklı iletkenlik türleri vardır. Özellikle bunlar “delik” ve “elektronik” türleridir. İlkini elde etmek için silikona bor eklenir. Eğer eklersen fosfor, silikon ikinci tip iletkenliği elde eder. Silikon diğer metallerle birlikte ısıtılırsa, örneğin "siliksitler" adı verilen özel bileşikler oluşur. magnezyum silikon«.

Elektronik ihtiyaçları için kullanılan silikon öncelikle özelliklerine göre değerlendirilir. üst katmanlar. Bu nedenle genel performansı doğrudan etkilediği için özellikle kalitelerine dikkat etmek gerekir. Üretilen cihazın çalışması bunlara bağlıdır. Üst silikon katmanlarının en kabul edilebilir özelliklerini elde etmek için çeşitli işlemlere tabi tutulurlar. kimyasal yollarla veya radyasyona maruz kalır.

Birleştirmek "sülfür-silikon" su ve oksijenle kolayca etkileşime giren silikon sülfür oluşturur. Oksijenle reaksiyona girdiğinde sıcaklık koşulları 400° C'nin üzerinde ortaya çıkıyor silika. Aynı sıcaklıkta, uçucu maddelerin (tetrahalojenürler) oluştuğu klor ve iyot ile bromin ile reaksiyonlar mümkün hale gelir.

Silikon ve hidrojenin doğrudan temasla birleştirilmesi mümkün olmayacaktır, bunun için dolaylı yöntemler vardır. 1000°C'de nitrojen ve bor ile reaksiyona girerek silisyum nitrür ve borürün oluşması mümkündür. Aynı sıcaklıkta silisyumun karbonla birleştirilmesiyle üretmek mümkündür. silisyum karbür, sözde "karborundum". Bu bileşim katı bir yapıya sahiptir, kimyasal aktivite yavaştır. Aşındırıcı olarak kullanılır.

Bağlantılı olarak demir, silikonözel bir karışım oluşturur, bu da bu elementlerin erimesine olanak tanır ve ferrosilikon seramikler üretilir. Üstelik erime noktası, ayrı ayrı eritilmelerine göre çok daha düşüktür. Şu tarihte: sıcaklık koşulları 1200° C'nin üzerinde oluşum elementten başlar silikon oksit ayrıca belirli koşullar altında ortaya çıkıyor silikon hidroksit. Silikon aşındırırken alkali su bazlı çözeltiler kullanılır. Sıcaklıkları en az 60°C olmalıdır.

Silikon yatakları ve madencilik

Element gezegende en çok bulunan ikinci elementtir. madde. Silikon yer kabuğunun hacminin neredeyse üçte birini oluşturur. Sadece oksijen daha yaygındır. Çoğunlukla esas olarak silikon dioksit içeren bir bileşik olan silika ile ifade edilir. Silikon dioksitin ana türevleri çakmaktaşı, çeşitli kumlar, kuvars ve tarladır. Onlardan sonra silikonun silikat bileşikleri gelir. Yerlilik silikon için nadir görülen bir olgudur.

Silikon Uygulamaları

Silikon, kimyasal özellikler Uygulamanın kapsamını belirleyen çeşitli türlere ayrılmıştır. Metalurjik ihtiyaçlar için daha az saf silikon kullanılır: örneğin, katkı maddeleri için. alüminyum, silikonözelliklerini, deoksidatörleri vb. aktif olarak değiştirir. Metallerin özelliklerini aktif olarak ekleyerek değiştirir. birleştirmek. Silikon onları alaşımlar, çalışma şeklini değiştirir özellikler, silikonÇok küçük bir miktar yeterlidir.

Ayrıca ham silikondan, özellikle mono ve polikristalin silikonun yanı sıra organik silikondan daha kaliteli türevler üretilir - bunlar silikonlar ve çeşitli organik yağlardır. Ayrıca çimento üretimi ve cam endüstrilerinde de kullanım alanı bulmuştur. Tuğla üretimini atlamadı, porselen üreten fabrikalar da onsuz yapamaz.

Silikon, onarım işlerinde kullanılan iyi bilinen silikat yapıştırıcının bir parçasıdır ve daha pratik ikameler ortaya çıkana kadar daha önce ofis ihtiyaçları için kullanılıyordu. Bazı piroteknik ürünler ayrıca silikon içerir. Hidrojen ondan ve demir alaşımlarından açık havada üretilebilir.

Daha kaliteli ne için kullanılır? silikon? Tabaklar Güneş pilleri aynı zamanda doğal olarak teknik olmayan silikon da içerir. Bu ihtiyaçlar için silikon gereklidir. mükemmel temizlik veya en azından teknik silikon en yüksek derece temizlik.

Lafta "elektronik silikon"%100'e yakın silikon içeren bu malzeme çok daha iyi performansa sahiptir. Bu nedenle ultra hassas elektronik cihazların ve karmaşık mikro devrelerin üretiminde tercih edilmektedir. Üretimleri kaliteli üretim gerektirir devre, silikon sadece en yüksek kategorinin gitmesi gereken yer. Bu cihazların çalışması ne kadar silikon içerir istenmeyen kirlilikler.

Silikon doğada önemli bir yer tutar ve çoğu canlının buna sürekli ihtiyacı vardır. Onlara göre bu tuhaf bir durum inşaat bileşimiÇünkü kas-iskelet sistemi sağlığı açısından son derece önemlidir. Bir kişi her gün 1 g'a kadar emer silikon bileşikleri.

Silikon zararlı olabilir mi?

Evet, silikon dioksitin toz oluşumuna son derece yatkın olması nedeniyle. Vücudun mukoza yüzeyleri üzerinde tahriş edici etkisi vardır ve aktif olarak akciğerlerde birikerek silikozise neden olabilir. Bu amaçla silikon elemanların işlenmesiyle ilgili üretimde solunum cihazı kullanımı zorunludur. Silikon monoksit söz konusu olduğunda bunların varlığı özellikle önemlidir.

Silikon fiyatı

Bildiğiniz gibi telekomünikasyondan bilgisayar teknolojisine kadar tüm modern elektronik teknolojisi, yarı iletken özelliklerini kullanan silikonun kullanımına dayanmaktadır. Diğer analogları çok daha az kullanılır. Silikonun ve türevlerinin benzersiz özellikleri, daha uzun yıllar boyunca rakipsiz kalacaktır. 2001 yılında fiyatlardaki düşüşe rağmen silikon, satış hızla normale döndü. Ve 2003 yılında ticaret cirosu yılda 24 bin tona ulaştı.

İçin son teknolojiler Silikonun neredeyse kristal saflığını gerektiren teknik analogları uygun değildir. Ve karmaşık temizleme sistemi nedeniyle fiyat önemli ölçüde artar. Polikristalin tipi silikon daha yaygındır; monokristalin prototipi ise biraz daha az talep görmektedir. Aynı zamanda yarı iletkenler için kullanılan silikonun payı ticaret cirosunda aslan payını alıyor.

Ürün fiyatları saflık ve kullanım amacına göre değişmektedir. silikon, satın al Bu, ham hammaddenin kg'ı başına 10 sentten başlayıp "elektronik" silikon için 10 dolar ve üstüne kadar çıkabilmektedir.

SİLİKON (Latin Silisyum), Si, periyodik sistemin kısa formunun (uzun formunun 14. grubu) IV. grubunun kimyasal bir elementi; atom numarası 14, atom kütlesi 28.0855. Doğal silikon üç kararlı izotoptan oluşur: 28 Si (%92,2297), 29 Si (%4,6832), 30 Si (%3,0872). Kütle numaraları 22-42 olan radyoizotoplar yapay olarak elde edilmiştir.

Tarihsel referans. Yeryüzünde yaygın olarak bulunan silikon bileşikleri, Taş Devri'nden bu yana insanoğlu tarafından kullanılmaktadır; örneğin antik çağlardan Demir Çağı'na kadar taş alet yapımında çakmaktaşı kullanılmıştır. Silikon bileşiklerinin işlenmesi - cam üretimi - MÖ 4. binyılda başladı. Antik Mısır. Temel silikon, 1824-25'te J. Berzelius tarafından florür SiF4'ün potasyum metali ile indirgenmesiyle elde edildi. Yeni elemente "silikon" adı verildi (Latince silex - çakmaktaşından; 1834'te G. I. Hess tarafından tanıtılan Rusça "silikon" adı da "çakmaktaşı" kelimesinden geliyor).

Doğada yaygınlık. Yer kabuğundaki yaygınlık açısından silikon ikinci kimyasal elementtir (oksijenden sonra): litosferdeki silikon içeriği kütlece %29,5'tir. Doğada serbest halde bulunmaz. Silikon içeren en önemli mineraller, alüminosilikatlar ve doğal silikatların (doğal amfiboller, feldispatlar, mika vb.) yanı sıra silika mineralleridir (kuvars ve silikon dioksitin diğer polimorfik modifikasyonları).

Özellikler. Silikon atomunun dış elektron kabuğunun konfigürasyonu 3s 2 3p 2'dir. Bileşiklerde +4, nadiren +1, +2, +3, -4 oksidasyon durumu sergiler; Pauling elektronegatifliği 1,90'dır, iyonizasyon potansiyelleri Si 0 → Si + → Si 2+ → Si 3+ → Si 4+ sırasıyla 8,15, 16,34, 33,46 ve 45,13 eV'dir; atom yarıçapı 110 pm, Si 4+ iyonunun yarıçapı 40 pm (koordinasyon numarası 4), 54 pm (koordinasyon numarası 6).

Silikon, metalik parlaklığa sahip koyu gri, katı, kırılgan kristal bir maddedir. Kristal hücre kübik yüz merkezli; t Erime noktası 1414 °C, kaynama noktası 2900 °C, yoğunluk 2330 kg/m3 (25 °C'de). Isı kapasitesi 20,1 J/(mol∙K), termal iletkenlik 95,5 W/(m∙K), dielektrik sabiti 12; Mohs sertliği 7. Normal koşullar altında silikon kırılgan bir malzemedir; 800 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda gözle görülür plastik deformasyon gözlemlenir. Silikon, dalga boyu 1 mikrondan büyük olan kızılötesi radyasyona karşı şeffaftır (2-10 mikron dalga boyunda kırılma indisi 3.45). Diyamanyetik (manyetik duyarlılık - 3,9∙10 -6). Silikon bir yarı iletkendir, bant aralığı 1,21 eV (0 K); özel elektrik direnci 2,3∙10 3 Ohm∙m (25 °C'de), elektron hareketliliği 0,135-0,145, delik hareketliliği - 0,048-0,050 m2 / (V s). Silikonun elektriksel özellikleri yabancı maddelerin varlığına oldukça bağlıdır. P tipi iletkenliğe sahip tek silikon kristalleri elde etmek için, katkı katkı maddeleri B, Al, Ga, In (alıcı safsızlıkları) ve n tipi iletkenliğe sahip - P, As, Sb, Bi (verici safsızlıkları) kullanılır.

Havadaki silikon oksit bir filmle kaplanır. Düşük sıcaklık kimyasal olarak etkisiz; 400 °C'nin üzerine ısıtıldığında oksijen (SiO oksit ve Si02 dioksit oluşur), halojenler (silikon halojenürler), nitrojen (silikon nitrür Si3 N4), karbon (silisyum karbür SiC) vb. ile etkileşime girer. Silikon bileşikleri hidrojen - silanlar - dolaylı olarak elde edilir. Silikon metallerle reaksiyona girerek silisitler oluşturur.

İnce silikon bir indirgeyici maddedir: ısıtıldığında su buharıyla reaksiyona girerek hidrojen açığa çıkarır ve metal oksitleri serbest metallere indirger. Oksitleyici olmayan asitler, yüzeyinde asitte çözünmeyen bir oksit filmi oluşması nedeniyle silikonu pasifleştirir. Silikon, konsantre HNO3'ün HF ile karışımı içinde çözünür ve hidroflorosilisik asit oluşur: 3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2 + 4NO + 8H20. Silikon (özellikle ince bir şekilde dağılmış), hidrojen açığa çıkarmak için alkalilerle reaksiyona girer, örneğin: Si + 2NaOH + H20 = Na2Si03 + 2H2. Silikon çeşitli organosilikon bileşikleri oluşturur.

Biyolojik rol. Silikon bir mikro elementtir. İnsanın günlük silikon ihtiyacı 20-50 mg'dır (element, doğru yükseklik kemikler ve bağ dokuları). Silikon insan vücuduna yiyecekle ve ayrıca toz benzeri SiO2 formunda solunan havayla girer. Serbest SiO2 içeren tozun uzun süre solunması durumunda silikoz meydana gelir.

Fiş. Teknik saflıkta silikon (%95-98) SiO2'nin karbon veya metallerle indirgenmesiyle elde edilir. Yüksek saflıkta polikristalin silikon, SiCl4 veya SiHCl3'ün 1000-1100 ° C sıcaklıkta hidrojen ile indirgenmesi, Sil 4 veya SiH4'ün termal ayrışması; yüksek saflıkta monokristalin silikon - bölge eritme veya Czochralski yöntemiyle. Dünya silikon üretim hacmi yaklaşık 1600 bin ton/yıldır (2003).

Başvuru. Silikon, mikroelektronik ve yarı iletken cihazların ana malzemesidir; Kızılötesi radyasyona karşı şeffaf olan cam üretiminde kullanılır. Silikon, demir ve demir dışı metal alaşımlarının bir bileşenidir (düşük konsantrasyonlarda silikon, alaşımların korozyon direncini ve mekanik mukavemetini arttırır, döküm özelliklerini geliştirir; yüksek konsantrasyonlarda kırılganlığa neden olabilir); En önemlileri demir, bakır ve alüminyum silikon içeren alaşımlardır. Silikon, organosilikon bileşikleri ve silisitlerin üretiminde başlangıç ​​malzemesi olarak kullanılır.

Yandı: Baransky P.I., Klochkov V.P., Potykevich I.V. Yarı iletken elektronik. Malzemelerin özellikleri: Dizin. K., 1975; Drozdov A.A., Zlomanov V.P., Mazo G.N., Spiridonov F.M. İnorganik kimya. M., 2004.T.2; Shriver D., Atkins P. İnorganik kimya. M., 2004.T.1-2; Silikon ve alaşımları. Ekaterinburg, 2005.