Silicio (elemento chimico) proprietà formula caratteristica. storia di apertura di silicio

Molti dispositivi tecnologici moderni ed apparati sono stati creati a causa delle proprietà uniche di sostanze che si trovano in natura. L'umanità dalla sperimentazione e attento studio degli elementi che ci circondano aggiorna costantemente la propria invenzione – questo processo è chiamato progresso tecnologico. Si basa su semplici, accessibili a tutti le cose che ci circondano nella vita quotidiana. Per esempio, la sabbia, che cosa può essere sorprendente e insolito? Scienziati sono riusciti ad isolare dal silicio – un elemento chimico, senza il quale non ci sarebbe apparecchiature informatiche. Il suo campo di applicazione è diversa ed è in continua espansione. Ciò si ottiene le proprietà uniche del all'atomo di silicio, la sua struttura e la possibilità di semplici composti con altre sostanze.

caratteristica

Nel sistema periodico, sviluppato D. I. Mendeleevym, silicio (elemento chimico) indicata dal simbolo Si. Essa si riferisce ai non metalli, si trova nella principale quarto gruppo del terzo periodo, numero atomico 14. La vicinanza al carbonio non è casuale: in molte delle loro proprietà sono paragonabili. Non si trova in natura in forma pura, come elemento attivo e ha un sufficientemente forte legame con l'ossigeno. materiale di base – silice, che è un ossido, e silicati (sabbia). Quando questo silicio (il suo composto naturale) è uno degli elementi chimici più comuni nel mondo. contenuto di frazione di massa è secondo solo all'ossigeno (più del 28%). Lo strato crosta superiore contiene biossido di silicio nella forma (puo quarzo), vari tipi di argille e sabbia. Il secondo gruppo più comune è costituito dai suoi silicati. Ad una profondità di circa 35 km strati superficiali sono disposti granito e basalto depositi, che comprendono composti di silicio. Il contenuto percentuale di nucleo terrestre non è ancora capito, ma vicini agli strati superficiali del manto (fino a 900 km) comprendono silicati. La composizione della concentrazione marina silicio è 3 mg / l, suolo lunare il 40% è costituito da composti. Cosmo, che l'umanità finora ha esaminato contengono questo elemento chimico in grandi quantità. Ad esempio, l'analisi spettrale di meteoriti, che si avvicina il terreno ad una distanza che è disponibile per i ricercatori, ha dimostrato che sono costituiti da 20% di silicio. C'è la possibilità di formazione della vita sulla base di questo elemento nella nostra galassia.

processo di ricerca

Storia della scoperta del silicio elemento chimico ha diverse fasi. Molte sostanze, sistematizzate Mendeleev, utilizzati dall'uomo per secoli. Inoltre, gli elementi sono in forma naturale, i .e. in composti che non sono state trattate chimicamente, e tutte le loro proprietà non erano noti alla gente. Nel processo di studiare tutte le caratteristiche di una sostanza è apparso nuovi usi. Le proprietà di silicio fino ad oggi non sono stati studiati fino alla fine – questo elemento è sufficientemente ampia e diversificata gamma di applicazioni lascia spazio a nuove scoperte per le future generazioni di scienziati. La tecnologia moderna accelererà notevolmente questo processo. Nel XIX secolo, molti chimici famosi hanno cercato di ottenere un silicio puro. Per la prima volta è stato possibile effettuare Tenaru L. e J. Gay-Lussac nel 1811, ma la scoperta dell'elemento appartiene a J. Berzelius che è riuscito non solo per identificare la sostanza, ma anche per descriverlo. Chimico, Svezia schiera silicio nel 1823, per questo ha usato potassio metallico e sale di potassio. La reazione ha avuto luogo presso il catalizzatore sotto forma di calore. La sostanza semplice colore grigio-marrone risultante è silicio amorfo. elemento puro cristallo è stato ottenuto nel 1855 Sainte-Kler Devilem. La complessità è direttamente correlata alla assegnazione di una elevata resistenza legami atomici. In entrambi i casi, la reazione chimica è rivolta ad un processo di purificazione da impurezze, i modelli amorfi e cristallini hanno proprietà differenti.

Silicio: chimica Pronuncia elemento

Il primo nome della polvere risultante – Kizel – è stato proposto da Berzelius. Nel Regno Unito e negli Stati Uniti di silicio e oggi è stato indicato come il silicio (silicio) o silicone (silicone). Il termine deriva dal latino "selce" (o "pietra"), e nella maggioranza dei casi è legata al concetto di "terra" a causa di una ampia diffusione in natura. pronuncia russa della sostanza chimica è diversa, tutto dipende dalla sorgente. E 'stato chiamato silice (Zakharov applicato il termine nel 1810), Sicilia (1824, Dvigubsky, Solovyov), silice (1825, paura), e solo nel 1834, il chimico russo tedesco Ivanovic Gess introduce un nome che fino ad ora utilizzato la maggior parte delle fonti – di silicio. Il periodico Mendeleev sistema ha designato simbolo Si. Come leggere il silicio elemento chimico? Molti studiosi di paesi di lingua inglese a pronunciare il suo nome come "B" o usano la parola "silicone". Da qui il nome di fama mondiale della valle, che è una ricerca e produzione di piattaforme hardware. popolazione di lingua russa si riferisce all'elemento silicio (dalla parola greca "scogliera Mountain").

Essere in natura: i campi

sistemi montuosi interi composti da composti di silicio, che non si trovano in una forma pura, perché tutti i minerali conosciuti sono biossidi o silicati (alluminosilicati). L'incredibile bellezza delle pietre utilizzate da persone come materiale ornamentale – è opali, ametiste, tipo quarzo, diaspro, calcedonio, agata, cristallo di rocca, corniola e molti altri. Essi si formano a causa della presenza dei diversi composti di silicio che hanno determinato la densità, la struttura, il colore e la direzione di utilizzo. Valuta mondo inorganico può essere associato con lo stesso elemento chimico, in cui l'ambiente forma legami forti con metalli o metalli (zinco, magnesio, calcio, manganese, titanio e così via. D.). In confronto con altre sostanze, silicio abbastanza facilmente accessibili per estrazione su scala industriale: si trova nella maggior parte dei tipi di minerali. Pertanto, i depositi minate attivamente sono legate alle fonti più convenienti di energia rispetto ai cluster territoriali della materia. Quarziti e sabbia di quarzo sono disponibili in tutti i paesi. La maggior parte dei principali produttori e fornitori di silicio sono: Cina, Francia, Norvegia, Stati Uniti (West Virginia, Ohio, Alabama, New York), Australia, Sud Africa, Canada, Brasile. Tutti i costruttori utilizzano una varietà di modi, che dipendono dal tipo di prodotto (tecnica, semiconduttori, high-silicio). elemento chimico arricchito aggiunta o in alternativa, purificata da ogni tipo di impurità ha proprietà individuali delle quali dipende la loro successiva utilizzazione. Ciò vale anche per la sostanza. Struttura silicio definisce il suo ambito di applicazione.

Storia di utilizzo

Molto spesso, a causa della somiglianza dei nomi delle persone confondono silicio e di selce, ma questi concetti non sono identici. Siamo chiari. Come già accennato, nella natura, silicio non si trova nella sua forma pura, non si può dire delle sue connessioni (la stessa silice). I principali minerali e rocce formano anidride stiamo considerando la sostanza – è sabbia (acqua e silice), quarzo e quarzite, feldspato e selce. Quest'ultimo aveva sentito deve avere tutto, perché è dato grande importanza nella storia del genere umano. Con questa cravatta gli strumenti di pietra dagli esseri umani durante l'età della pietra. I suoi bordi taglienti risultanti dalla scheggiatura della roccia, facilita notevolmente il lavoro degli antichi massaie, e la possibilità di affilatura – cacciatori e pescatori. Flint non ha avuto la forza di prodotti in metallo, ma gli strumenti fallite potrebbe essere facilmente sostituito. Il suo uso come una selce durò molti secoli – fino all'invenzione di fonti alternative.

Con riguardo alle realtà di oggi, le proprietà del silicio rendono possibile sfruttare il materiale per la decorazione o la creazione di ceramiche da tavola, con, in aggiunta a un piacevole aspetto estetico, ha un certo numero di eccellenti qualità funzionali. Una direzione separata della sua applicazione dovuta all'invenzione di vetro circa 3000 anni fa. Questo evento ha fornito l'opportunità di creare specchi, piatti, macchiato mosaico di vetro di composti contenenti silicio. Formula sostanze iniziali completati componenti necessari, consentendo al prodotto di dare il colore desiderato ed effetto sulla resistenza del vetro. Incredibile bellezza e la varietà di opere d'arte sono state fatte da un uomo di minerali e pietre contenenti silicio. Le proprietà curative di questo elemento sono stati descritti dagli scienziati dell'antichità e utilizzato in tutta la storia del genere umano. Sono disposti i pozzi per bere accumulo di acqua per i prodotti utilizzati nella vita quotidiana e nella medicina. La polvere ottenuta mediante macinazione è stata applicata alle ferite. Particolare attenzione è stata posta acqua che insiste in un vaso in composti contenenti silicio. Composizione elemento chimico interagito con essa, permettendo il numero distruggere batteri patogeni e microrganismi. E non è tutti i settori in cui stiamo considerando la sostanza è molto, molto richiesti. Struttura silicio provoca sua multifunzionalità.

proprietà

Per ulteriori dettagli sulle caratteristiche del materiale di cui è necessario considerare, tenendo conto di tutte le possibili proprietà. Space caratteristiche chimiche elemento silicio includere le proprietà fisiche, parametri elettrici, i composti di studio e condizioni di reazione, e così i loro passaggio. G. silicone in forma cristallina ha un colore grigio scuro con riflessi metallici. Facce centrate reticolo cubico di carbonio assomiglia (diamante), ma a causa della maggiore lunghezza dei collegamenti non è così forte. Di plastica che fa al calore fino a 800 ^{° C,} in altri casi, essa rimane fragile. Le proprietà fisiche del silicio rendono sostanza unica: è trasparente alla radiazione infrarossa. Punto di fusione – 1410 ⁰ C e il punto di ebollizione – 2600 ⁰ C, la densità in condizioni normali – 2330 kg / m ^3. conducibilità termica non è costante per i vari campioni è accolto in un valore approssimativo di 25 ⁰ C. Le proprietà all'atomo di silicio permettono l'uso come un semiconduttore. Tali applicazioni sono più richieste nel mondo di oggi. La grandezza della conducibilità influenza la composizione di silicio e elementi, sono in connessione con esse. Così, per una migliore conduttività elettronica vengono utilizzati antimonio, arsenico, fosforo, per perforato – alluminio, gallio, boro, indio. Quando si creano dispositivi con silicio viene utilizzato come guida trattamento superficiale con l'agente che influenza il funzionamento dell'apparecchiatura.

Le proprietà di silicio come un ottimo conduttore utilizzati molto ampiamente nello strumento moderno. Particolarmente importante il suo utilizzo nella produzione di apparecchiature sofisticate (ad esempio, dispositivi informatici moderni, computer).

Silicio: tipico elemento chimico

Nella maggior parte dei casi, il silicio è tetravalente, ci sono anche comunicazione in cui esso può essere impostato a due. In condizioni normali è poco attiva, ha una forte composto a temperatura ambiente può reagire solo con fluoro nello stato di aggregazione gassoso. Ciò è dovuto al blocco pellicola superficiale effetto Dioxide, che si osserva in interazione con l'ossigeno ambiente o acqua. Per stimolare le reazioni necessarie per utilizzare un catalizzatore: un aumento di temperatura è ideale per una sostanza come il silicio. elemento chimico reagisce con ossigeno a 400-500 ⁰ C, con conseguente aumento della pellicola di biossido, il processo di ossidazione. Quando la temperatura viene innalzata a 50 ⁰ C la reazione con bromo, cloro, iodio, per cui formano tetralidi volatili. Con acidi silicio non reagisce, con l'eccezione di una miscela di acido fluoridrico e nitrico, mentre ogni alcali in uno stato riscaldato è solvente. Silani prodotto solo per decomposizione siliciuri nella reazione con idrogeno non entrano. La più alta resistenza e chimiche composti differiscono passività con boro e carbonio. Elevata resistenza agli alcali e acidi, con un composto di azoto, che si verifica a temperature superiori a 1000 ⁰ C. I siliciuri sono ottenuti per reazione con i metalli, e in questo caso dipende dalla valenza dell'elemento complementare, che mostra il silicio. sostanza formula formata con la partecipazione di un metallo di transizione è resistente agli acidi. La struttura dell'atomo di silicio colpisce direttamente le proprietà e la capacità di interagire con gli altri elementi. Il processo di formazione di legami in natura e, se esposte alla sostanza (in laboratorio, ambiente industriale) differisce significativamente. Struttura silicio assume la sua attività chimica.

struttura

La struttura circuitale dell'atomo di silicio ha le proprie caratteristiche. Il nucleo di carica 14, che corrisponde al numero di sequenza nel sistema periodico. Il numero di particelle cariche: protoni – 14; elettrone – 14; neutroni – 14. La struttura circuitale di atomi di silicio è la seguente: Si +14) 2) 8) 4. l'ultimo livello di elettroni (esterno) sono 4 che determina il grado di ossidazione con il segno "+" o "-". ossido di silicio ha formula SiO ₂ (valenza 4+), un composto di idrogeno volatili – SiH ₄ (valenza di -4). Grande quantità di atomi di silicio possono in alcuni composti hanno un numero di coordinazione di 6, come un composto di fluoro. massa molare – 28 atomico raggio – 132 ps, la configurazione guscio elettronico: 1S 2S ^{2 2} 3S ^{2 6} 2P 3P ^2.

applicazione

Tensioattivi o silicio completamente drogato viene usato come semiconduttore al momento della creazione di molti, tra cui precisione, dispositivi (ad esempio, celle solari, transistori, raddrizzatore e t. D.). Ultrapura silicio viene usato per creare celle solari (energia). cristallo singolo tipo è usato per la fabbricazione di specchi e un gas laser. composti di silicio di vetro ottenuto, piastrelle di ceramica, ceramica, porcellana e maiolica. La varietà di tipi di merci prodotte è difficile da descrivere, il loro sfruttamento si verifica nella vita di tutti i giorni, in arte e scienza, sul posto di lavoro. Il cemento risultante è la materia prima per creare miscele e materiali di finitura mattoni. Distribuzione di olii, lubrificanti a base di composti di silicone può ridurre significativamente l'attrito nelle parti in movimento di molti meccanismi. Siliciuri dovute alle proprietà uniche in controcorrente sostanze aggressive (acidi, temperature) sono ampiamente usati nell'industria. Loro indicatori elettriche, nucleari e chimiche tengono conto gli esperti produzioni complesse, svolge alcun ruolo piccolo e struttura dell'atomo di silicio.

Abbiamo elencato il più high-tech e avanzate per applicazioni data. Il più comune, che viene prodotta in grandi quantità silicio tecnica è utilizzata in diversi modi:

1. Come materia prima per la produzione di una sostanza pura.
2. Per lega metallurgica: la presenza di silicio aumenta la refrattarietà, migliora la resistenza alla corrosione e resistenza meccanica (con un eccesso di questo elemento, la lega può diventare troppo fragile).
3. Come deossidante per rimuovere ossigeno in eccesso dal metallo.
4. materie prime per la produzione di silani (Si composti con sostanze organiche).
5. Per la produzione di idrogeno di lega di silicio-ferro.
6. Produzione di pannelli solari.

Grande valore della sostanza e per il normale funzionamento dell'organismo umano. Struttura di silicio, le sue proprietà sono in questo caso determinante. In questo caso, un'eccedenza o mancanza di essa porta a gravi malattie.

Il corpo umano

Medicina per un lungo periodo con silicio come battericida e antisettico. Ma con tutti i vantaggi di uso esterno questo elemento deve essere costantemente rinnovata nel corpo umano. Il livello normale del suo contenuto migliorerà la vita in generale. In caso di mancanza di più di 70 oligoelementi e vitamine sono metabolizzati dal corpo, che è significativamente minore resistenza ad una varietà di malattie. La più alta percentuale di silicio si osserva in osso, pelle, tendini. Egli interpreta il ruolo di un elemento strutturale che sostiene la resistenza e dona elasticità. Tutti i tessuti duri scheletrica formata a spese dei suoi composti. Come risultato di studi recenti hanno trovato un contenuto di silicio nel rene, pancreas e tessuti connettivi. Il ruolo di questi organismi nel funzionamento del corpo è abbastanza grande, così riducendo il suo contenuto è impatto negativo su molti indicatori chiave di sostentamento. Il giorno con il cibo e il corpo idrico dovrebbe ricevere 1 grammo di silicio – questo aiuterà evitare possibili malattie come l'infiammazione della pelle, rammollimento delle ossa, formazione di calcoli nel fegato, reni, visione offuscata, capelli e le condizioni delle unghie, l'aterosclerosi. Quando un livello sufficiente del contenuto di questo elemento aumenta l'immunità, normalizza il metabolismo, migliora l'assorbimento di molti elementi necessari per la salute umana. La più grande quantità di silice – nelle colture di cereali, ravanelli, grano saraceno. Porterà benefici significativi per l'acqua di silicio. Per determinare il numero e la frequenza del suo uso è meglio consultare uno specialista.