Silicon: Өргөдөл, химийн болон физик шинж чанар

Байгаль дээр хамгийн түгээмэл элементийн нэг нь - энэ нь silicium, эсвэл цахиурын юм. Ийм өргөн түгээх асуудлын ач холбогдол, ач холбогдлыг харуулж байна. Энэ нь хурдан ойлгож, цахиур хэрхэн ашиглах сурсан хүмүүс сурсан. Түүний хэрэглээ нь бид цаашид ярилцах болно тусгай шинж чанар дээр суурилсан байна.

Silicon - химийн элемент

Хэрэв та энэ зүйл үе үе системийн байдалд тайлбарыг өгөх бол, дараах чухал цэгүүдийг тодорхойлох боломжтой байдаг:

1. Серийн дугаар - 14.
2. Хугацаа - гурав дахь бага байна.
3. Group - IV.
4. Дэд бүлэг - гэрийн.
5. гадна электрон бүрхүүлийн бүтэц нь дараах томъёогоор ² 3S 3p ² илэрхийлсэн ^байна.
6. Химийн элемент цахиур Si билэг тэмдэг, "Silicium" гэж дууддаг юм байна гэж тэмдэглэнэ.
7. Исэлдэх улсын Энэ үзэсгэлэн нь: -4; +2; 4.
8. атомын валентын IV юм.
9. Silicon атомын жин 28,086 байна.
10. Байгальд, 28, 29, 30-масс тоо нь элементийн гурван тогтвортой изотоп байдаг.

Тиймээс үзэл химийн талаас нь цахиурын атом - элемент хангалттай судалж, өөр өөр шинж чанар нь төрөл бүрийн тодорхойлсон байна.

нээлт түүх

Эртний удаа, ард түмэн шинж чанар, тэдний ихэнх нь нэр мэдэх ашиглаж оноос хойш алдартай, олон нийтийн агуулга маш шинж чанартай тул элементийн янз бүрийн нэгдлүүд юм. Цэвэр цахиурын урт химийн хүний мэдлэгийн зааг хязгаараасаа халин хэвээр байна.

Хамгийн алдартай нэгдлүүд, дотоодын болон аж үйлдвэрийн улс орнуудад хэрэглэж байсан эртний соёл (египетчүүд, Ром, Хятадын rusichi, Персийн болон бусад) дээр суурилсан Vнэт, хагас vнэт чулуунууд байсан цахиурын исэл. Эдгээр нь:

• Opal;
• болор рок;
• молор,
• ногоон манан;
• оникс;
• манан болон бусад.

Мөн хуучин кварц болон хэрэглээг хийсэн кварц элс, барилгын бизнес. Гэсэн хэдий ч, элементийн цахиурын маш олон эрдэмтэд, катализатор, өндөр температур, тэр ч байтугай цахилгаан ашиглан, өөр өөр нэгдлүүд ялгахын тулд дэмий оролдож байгаа хэдий ч XIX зуун хүртэл шийдэгдээгүй хэвээр байна. Эдгээр нь адил гэрэл гэгээтэй оюун ухаан юм:

• Карл Шееле;
• Гей-Lussac;
• Tenar;
• Gemfri Деви;
• Antuan Lavuaze.

цэвэр цахиурын 1823 онд Jens Jacobs Berzelius амжилттай амжилттай олж хэрэгжүүлэх. Учир нь энэ нь тэр цахиур ба металл кали хайлшны хайлуур жоншны уур туршлага зарцуулсан байна. Үүний үр дүнд элемент нь аморф өөрчлөлт юм. Мөн эрдэмтэд нээлттэй атом Латин нэр урьж байна.

Гэсэн ч дараа нь 1855 онд өөр нэг эрдэмтэн - Санкт-Claire Deville - талст цахиур - өөр өөр allotropes нь төрөл бүрийн нэгтгэж чаджээ. Энэ элемент, түүний шинж чанар мэдлэг оноос хойш маш хурдан нөхөн болжээ. Хүмүүс маш сайн өөрсдийн хэрэгцээг хангахын тулд ашиглаж болох өвөрмөц онцлогтой байдаг гэдгийг ойлгосон байна. Тиймээс өнөөдөр хамгийн их цахилгаан, технологийн зүйлсийн эрэлхийлсэн нэг - цахиурын юм. Түүний хэрэглээ нь зөвхөн хил жил бүр өргөжүүлж байна.

ОХУ-ын нэр 1831 онд атомын эрдэмтэн Hess өгсөн. Энэ нь энэ өдрийг хүртэл энэ болон гацах юм.

байгальд Агуулга

байгальд тархалт, цахиурын зөвхөн хүчилтөрөгч хоёр дахь юм. 29.5% - царцдасын бүрдсэн бусад атомын харьцуулахад түүний хувь. Үүнээс гадна, нүүрс болон цахиурын - бие биетэйгээ холбосон хэлхээний бий болох хоёр тусгай элемент. Яагаад сүүлийн хувьд нь тэр чулуулаг бүрхүүл, гидросфер, биомасс олдсон нэг хэсэг болгон, 400 гаруй янз бүрийн байгалийн эрдэс юм байгаа юм.

цахиур хаана яг агуулагдаж байна вэ?

1. хөрсний гүн давхаргад байна.
2. чулуулаг, нөөцлөгч болон массив.
3. Ус байгууллага, ялангуяа далай болон далайн ёроолд.
4. мал хаант улс дахь ургамал, далайн амьдралд.
5. Хүн, газар амьтан байна.

Та үүнээс цахиурын их хэмжээний байх юм нэг хэсэг нь хамгийн нийтлэг ашигт малтмал, хад зарим нь тэмдэглэж болно. Химийн тэднийг цэвэр элементийн жин агуулга нь тэнд 75% хүрдэг гэсэн ийм юм. Гэсэн хэдий ч, тодорхой хэлбэр материалын төрлийн хамаарна. Тиймээс, чулуулаг, эрдэс цахиурын агуулга нь:

• хээрийн жонш,
• гялтгануур,
• амфибол,
• opals;
• манан;
• силикатууд;
• элсэн чулуу,
• хөнгөн цагаан силикат;
• шавар болон бусад.

хясаа, далайн амьтан exoskeletons нь хуримтлуулж, цахиурын эцэст нь цөөрөм ёроолд хүчтэй цахиурын орд болдог. Энэ элементийн байгалийн эх сурвалжийн нэг юм.

талст хэлбэрээр - Цаашилбал, энэ нь Silicium цэвэр унаган хэлбэрээр байх болно гэж байжээ. Гэхдээ ийм орд нь маш ховор байдаг.

цахиурын физик шинж чанар

Та физик, химийн шинж олонлогийн элементийн шинж өгөх бол бүх эхний физик параметрүүдийг тодорхойлох шаардлагатай байна. Энд хэд хэдэн үндсэн байдаг:

1. аморф ба талст, бүх шинж чанар нь ялгаатай - Энэ нь хоёр allotropic өөрчилсөн байдаг.
2. энэ талаар нүүрс болон цахиурын бараг ижил байдаг, учир нь болор сүлжээ, алмаз маш төстэй юм. Гэсэн хэдий ч, өөр өөр (цахиур тэр илүү) атомуудын хоорондын зай, тэгээд их хэцүү хүчтэй алмаазан. сүлжээ төрөл - нүүр төвтэй куб.
3. бүтээгдэхүүн нь маш хэврэг бөгөөд өндөр температурт хуванцар болдог.
4. хайлах температур 1415˚S юм.
5. Буцлах цэг - 3250˚S.
6. Бодис Нягт - 2,33 г / см ^3.
7. Өнгө Холболтын - мөнгөн саарал, шинж чанар нь металл гялалзуулж илэрхийлэв.
8. Энэ нь сайн хагас дамжуулагч шинж, төрөл бүрийн бодис гадна нь өөр өөр чадвартай байдаг байна.
9. ус, органик уусгагч болон хүчил уусдаггүй.
10. шүлт тусгайлан уусдаг.

цахиурын физик шинж үзнэ үү удирдах хүмүүсийг идэвхжүүлэх, бүтээгдэхүүн нь төрөл бүрийн үүсгэхийн тулд үүнийг ашигладаг. Жишээ нь, эд хөрөнгө ашиглах semiconductivity цэвэр цахиурын электроникийн дээр суурилсан.

химийн шинж чанар

цахиурын химийн шинж чанар хүчтэй урвал нөхцөлд хамаарна. Бид стандарт орчинд цэвэр бодисын талаар ярьж байгаа бол та маш бага үйл ажиллагаа харуулж байх хэрэгтэй. талст ба аморф цахиур аль аль нь маш идэвхгүй байна. ямар ч хүчтэй исэлдүүлэгч (фтор бусад) буюу хүчтэй бууруулах төлөөлөгчдийн харилцан болохгүй.

Энэ нь цаашид харилцан сэргийлдэг материал исэл кино гадаргуу нь SiO ₂ нэн даруй бий болсон гэсэн, холбоотой юм. Энэ нь ус, агаар, уур нөлөөн дор бий болох боломжтой юм.

Стандарт нөхцөлийг өөрчилж, 400S дээш температурт цахиур халаалт хийж байгаа бол, түүний Урвалын идэвх хүчтэй нэмэгдэх болно. Энэ тохиолдолд, энэ нь урвалд орж болно:

• хүчилтөрөгч;
• галоген бүх төрлийн;
• устөрөгчийн.

температур цаашид нэмэгдэх, борын, азот, нүүрс нь урвалын дүнд бүтээгдэхүүний үүсэх нь. , Энэ нь сайн зүлгүүрийн материал юм оноос хойш БТХ - онцгой ач холбогдолтой цахиурын карбидын юм.

Мөн цахиур химийн шинж чанар нь тодорхой металлаар урвал харж байна. тэдний эсрэг тэр исэлдүүлэгч тул бүтээгдэхүүн silicide гэж нэрлэдэг. Ийм нэгдлүүд нь мэдэгдэж байна:

• шүлтлэг;
• шүлтлэг;
• шилжилтийн металл.

Нийлмэл төмөр, цахиурын хайлшны үед олж авсан ер бусын шинж чанартай байдаг. Энэ нь ferrosilicon керамик нэрээр нэрлэгдсэн бөгөөд салбартаа амжилттай хэрэглэж байна.

нарийн төвөгтэй бодис, тэдгээрийн төрөл зүйлийн зөвхөн татан буулгах чадвартай бүх урвалд цахиурын оруулж болохгүй вэ болохоор нь:

• хааны дарс (азотын ба давсны хүчлийн холимог);
• идэмхий шүлт.

Тиймээс шийдэл температур нь 60 ° С-ээс доошгүй байх ёстой үүнийг хүч чадал, inertness өгч, алмаз тогтвортой талст сүлжээ - энэ нь бүх биеийн суурь материал нь баталж байна.

бэлтгэх арга

цэвэр хэлбэрээр цахиур бэлтгэх - үйл явц нь эдийн засгийн хувьд маш үнэтэй байдаг. Түүнээс гадна, түүний шинж чанар бас аргын улмаас металлууд болон нүүрс хэлбэрээр хольц одоо ч хэвээр байхад, зөвхөн 90-99% цэвэр бүтээгдэхүүн өгдөг. Тиймээс зүгээр л зүйлс нь хангалттай биш юм авах болно. Энэ нь мөн гадаадын элементийн чанар нь тодорхой байх ёстой.

Ер нь, цахиурын үйлдвэрлэлийн үндсэн хоёр аргаар хийж болно:

1. Цагаан элс нь цэвэр цахиурын исэл SiO _{2 юм.} идэвхтэй металлууд (ихэвчлэн магнийн) үүнийг Calcining нь аморф өөрчлөлт хэлбэрээр үнэ төлбөргүй элемент үүсдэг. Энэ аргын цэвэршилттэй бүтээгдэхүүний 99.9 хувь, гарц олж авсан, өндөр байна.
2. аж үйлдвэрийн хэмжээнд нь илүү нийтлэг арга - төрөлжсөн дулааны зууханд кокс нь хайлмал хайлш үүсгэх элс. Энэ арга нь Оросын эрдэмтэд Beketovym Н. Н боловсруулсан байна

Цаашид эмчилгээний бүтээгдэхүүн арга цэвэрлэгээний өртөх юм. Энэ зорилгоор хүчил болон галоген (хлор, флуоро).

аморф цахиур

Бид тус тусад нь тус бүр авч байсан бол Silicon шинж чанар нь дутуу байх болно allotropic өөрчлөлт. Эхнийх нь - аморф юм. Энэ улсын үздэг холбоо барих материалаар онд хүрэн нунтаг бор, нилээд тархсан байдаг. өндөр гигроскоп байна, энэ нь халаалт дээр хангалттай өндөр урвал илэрдэг. фтор - стандарт нөхцөлд хүчтэй исэлдүүлэгч нь зөвхөн харилцах боломжгүй юм.

Дуудагдсан аморф цахиур болор нь нэг төрлийн бүхэлд нь зөв биш юм. талст хэлбэрээр байгаа, нарийн жижиглэгдсэн цахиурын нэг хэлбэр юм - түүний сүлжээ бодис байгааг харуулж байна. Тиймээс гэх мэт эдгээр өөрчлөлт - ижил нэгдэл.

Гэсэн хэдий ч тэдний шинж чанар allotropes тийм ярьж, өөр өөр байдаг. өөрөө, аморф цахиур svetopoglotitelnoy нь өндөр чадвартай байдаг. Үүнээс гадна, тодорхой нөхцөлд, энэ үзүүлэлт нь ижил талст хэлбэр нь хамаагүй хурдан байдаг. Тиймийн тул, энэ үйлдвэрлэлийн зориулалтаар ашиглаж байна. Энэ хэлбэр (нунтаг) нийлмэл амархан, ямар ч гадаргуу дээр хэрэглэж байгаа нь шилэн болон хуванцар байгаа эсэх. Тиймийн тул, энэ хэрэглэхэд тохиромжтой аморф цахиур юм. програм нь өөр өөр хэмжээтэй нарны зайн үйлдвэрлэл дээр тулгуурласан байдаг.

нимгэн хальсан материалын үрэлтэд улмаас маш хурдан энэ төрлийн зай, нь хувцас, гэхдээ ашиглах, эрэлт хэрэгцээ ч зөвхөн өсөн нэмэгдэж байна. Эцсийн эцэст, тэр ч байтугай аморф цахиур дээр суурилсан нарны эс нь богино үйлчилгээний амьдралын бүх аж ахуйн нэгжид зориулан эрчим хүчийг хангах боломжтой юм. Үүнээс гадна, хог хаягдал ч ийм материалын үйлдвэрлэл, энэ нь маш их эдийн засгийн болгодог.

нэгдлүүд идэвхтэй метал, жишээ нь, натри, магнийн нь өөрчлөлт бууруулах бэлтгэв.

талст цахиурын

элементийн гялалзсан мөнгөн саарал өөрчлөлт. Энэ хэлбэр нь хамгийн нийтлэг, хамгийн алдартай юм. Энэ нь бодисын эзэмшилд чанарын шинж нь багц тайлбарлаж байна.

цахиурын болор сүлжээ шинж чанар, түүний ангилал төрлийг багтаасан тэдний хэд хэдэн юм шиг:

1. Цахим чанар - цэвэр, хамгийн өндөр. Энэ нь маш мэдрэмтгий багаж барих цахилгаан хэрэглэдэг зүйл юм.
2. Нарны зэрэг. нэр нь өөрөө ашиглалтын талбайг тодорхойлно. Энэ нь бас нэлээн өндөр цэвэршилттэй цахиурын бөгөөд тэдгээрийн хэрэглээ нь өндөр чанартай, удаан ажиллаж байгаа нарны бий болгох шаардлагатай юм. болор бүтэц дээр суурилсан байдаг Оптик хувиргагч илүү чанарын болон субстратын төрөл бүрийн дээр sputtering өөр аморф өөрчлөлтийг ашиглан хийсэн зааснаас өмсөж тэсвэртэй байдаг.
3. Техникийн цахиурын. бодисын Энэ төрлийн хүмүүс дээж, бараг 98% нь цэвэр элемент орсон байдаг. Бүх үлдсэн хольц төрөл бүрийн очдог:

• борын;
• хөнгөн цагаан,
• хлор,
• нүүрстөрөгчийн;
• фосфор болон бусад.

тухайн бодисын сүүлийн анги цахиурын polycrystals олж авахын тулд ашиглаж байна. Үүнийг хийхийн тулд recrystallization үйл явцыг гүйцэтгэнэ. Үүний үр дүнд, цэвэр ариун байдал зэрэг бүтээгдэхүүн, нарны болон цахим чанар бүлэг холбоотой байж болно олж авсан.

Байгаль хагас кристалл цахиур гэхэд - энэ нь аморф ба талст өөрчлөлт хооронд завсрын юм. Ийм илэрхийлэгч ажиллах нь илүү хялбар байдаг нь, энэ нь дахин боловсруулах, фторын ба хлор, цэвэрлэгээ байх нь илүү дээр юм.

нь дараах байдлаар үр дүн ангилж болно бүтээгдэхүүн:

• multisilicon;
• Monocrystalline;
• хэлбэрийн талст;
• цахиурын хаягдал;
• Техникийн цахиурын;
• хэлтэрхий болон материалын Хаягдал хэлбэрээр хаягдлыг үйлдвэрлэл.

Тэдний бүр салбарт ашиглаж байгаа бөгөөд бүрэн этгээд ашиглаж байна. Тиймээс, үйлдвэрлэлийн үйл явц, цахиур дээр бус хаягдал гэж үзэж байна. Энэ нь ихээхэн чанарт нөлөөлж байгаа ч, эдийн засгийн үнэ цэнийг бууруулдаг.

Цэвэр цахиур ашиглах

цахиурын үйлдвэрлэлийн салбар тогтсон байна, түүний хэмжээний маш том юм. Энэ нь хоосон мэт элемент болон төрөл бүрийн нэгдлүүд хэлбэрээр, өргөн тархсан, шинжлэх ухаан, технологийн олон салбарт эрэлт байгаатай холбоотой юм.

Хаана түүний цэвэр ариун хэлбэрээр талст ба аморф цахиур ашигладаг вэ?

1. хайлшийн гадна талаар металлурги онд чадвар металл, тэдгээрийн хайлш шинж чанарыг өөрчлөх. Тиймээс энэ нь ган хайлах ашиглаж, төмөр хаягдах юм.
2. үйлдвэрлэл цэвэр илэрхийлэгч орхиж бодис өөр өөр төрлүүд - хагас кристалл цахиур.
3. нь Silicon нэгдэл , органик бодис - химийн аж үйлдвэр, өнөөдөр, ялангуяа алдартай байсан юм. Силикон материал сав суулга, хэрэгсэл, илүү үйлдвэрлэхэд, анагаах ухаанд хэрэглэж байна.
4. төрөл бүрийн нарны зай хураагуур үйлдвэрлэл. эрчим хүч авах энэ арга нь ирээдүйд хамгийн ирээдүйтэй нэг юм. Эко ээлтэй, зардал багатай, hardwearing - ийм цахилгаан гол давуу тал.
5. нь маш удаан хугацаанд хэрэглэж Silicon Асаагуур. Тэр ч байтугай эрт дээр үед хүмүүс гал асаах цахиур чулуу оч ашигласан байна. Энэ зарчим нь асаагуур нь янз бүрийн төрлийн үйлдвэрлэлийн үндэс суурь юм. Өнөөдөр ямар цахиур чулуу нь тодорхой бүтэц, өгдөг илүү хурдан үр дүн (arcing) нь хайлш солигдсон байдаг зүйл байдаг.
6. Электрон ба нарны эрчим хүчний.
7. хийн лазер төхөөрөмж үйлдвэрлэл zerkalets.

Тиймээс цэвэр цахиурын чухал ач холбогдолтой, шаардлагатай бүтээгдэхүүнийг бий болгох ашиглах боломжийг олгодог давуу талтай, тусгай шинж чанар нь маш их байдаг.

цахиурын нэгдлүүд ашиглах

энгийн бодисын гадна маш өргөн ашигласан, янз бүрийн цахиурын нэгдлүүд юм. силикат гэж нэрлэдэг бүхэл бүтэн салбар байдаг. Энэ нь төрөл бүрийн бодис, энэ гайхалтай зүйлийг оруулж ашиглах дээр суурилсан байна. холболт гэж юу вэ, тэр үйлдвэрлэсэн байна вэ?

1. Кварц элс, эсвэл голын - SiO _2. Энэ нь барилгын болон цемент, шил гэх мэт гоёл чимэглэлийн материал үйлдвэрлэхэд зориулж зөвхөн ашиглагддаг. Ийм материалыг ашиглах нь сайн мэдэх юм. барилгын Байхгүй мэдээлэл бүрэлдэхүүн, цахиурын нэгдлүүд ач холбогдлыг баталж ч биш юм.
2. Силикат керамик, тухайлбал шавар, шаазан, тоосго гэх мэт материал, тэдгээр дээр суурилсан бүтээгдэхүүн орно. Энэ бүрэлдэхүүн хэсэг ширээний хэрэгсэл, чимэглэл, гэр ахуйн эд зүйлс, барилгын болон хүний үйл ажиллагааны бусад дотоодын газар үйлдвэрлэхэд, анагаах ухаанд хэрэглэж байна.
3. Силикон нэгдэл - силикон, цахиурын, силикон тос.
4. Силикат цавуу - дохионы болон барилга, албан болгон ашиглаж байна.

Silicon, ямар үнэ дэлхийн зах зээл дээр өөр өөр байдаг боловч (болор) нэг кг тутамд 100 ОХУ-ын рубль доош тэмдэг хөндлөн биш, алдартай, үнэ цэнэтэй бодис юм. Мэдээж, энэ элементийн нэгдэл түүнчлэн, өргөн хэрэглэх.

цахиурын биологийн үүрэг

ач холбогдол ямар цахиурын биед ач холбогдол хувьд. эд эсэд түүний агуулга, түгээх дараах байдалтай байна:

• 0.002% - булчингийн;
• 0.000017% - яс;
• Цусны - 3.9 мг / л.

Өдөр бүр цахиурын нэг орчим грамм унах, эсвэл өвчин боловсруулах болно. Үхлийн Гэсэн хэдий ч удаан хугацаагаар өлсгөлөн цахиурын хүргэж, тэдний дунд биш юм:

• үс алдагдал;
• батга, гэзэгтэй харагдах байдал;
• эмзэг яс, исэлдэлт,
• гэрэл хялгасан ус нэвтрүүлэх чанар;
• ядаргаа болон толгой өвдөх,
• олон шалбарсан болон хөхөрсөн нь гарч.

хэвийн өсөлт, хөгжилд шаардлагатай чухал элементүүдийн - ургамал, цахиур нь. Мал судалгаагаар тэдгээр хүмүүс өдөр тутмын цахиурын хангалттай хэмжээний хэрэглэж хэн, илүү сайн ургадаг болохыг харуулж байна.