Кремний (химиялық элемент) қасиеттері тән формуласы. Silicon ашылу тарихы

Көптеген қазіргі заманғы технологиялық құрылғылар мен аппараттар байланысты табиғатта табылған заттардың ерекше қасиеттерінің құрылды. Бұл процесс технологиялық прогресс деп аталады - тәжірибелер мен үнемі өз өнертабысын көтерді бізді қоршаған элементтердің мұқият зерттеу арқылы Адамзат. Ол, қарапайым күнделікті өмірде бізді қоршаған әркім заттарға қол жетімді негізделген. Мысалы, құм, ол таңқаларлық және ерекше қандай болуы мүмкін? ешқандай компьютерлік жабдықтар бар еді, ол жоқ химиялық элемент, - Ғалымдар кремний оны оқшаулау алдық. қолдану Оның өрісі түрлі болып табылады және үнемі кеңеюде. Бұл кремний атомы, оның құрылымы және басқа да заттармен қарапайым қосылыстар мүмкіндігі бірегей қасиеттері арқылы қол жеткізуге болады.

ерекшелік

Жылы периодтық жүйедегі, Д. И. Mendeleevym, кремний дамыған (химиялық элемент) символы Si көрсетілген. Ол емес металдар жатады үшінші кезеңнің негізгі төртінші тобында орналасқан, көміртегі Оның жақындығы кездейсоқ емес атом саны 14. бар: олардың қасиеттері көптеген салыстырмалы болып табылады. белсенді элементі ретінде, таза түрінде табиғатта табылған және оттегімен жеткілікті мықты байланысына ие емес. Негізгі материал - оксиді болып кремний диоксиді, және силикаттар (құм). Қашан осы кремний (оның табиғи құрама) әлемдегі ең көп таралған химиялық элементтердің бірі болып табылады. оның массалық үлесі мазмұны тек оттегі (28% астам) екінші болып табылады. жоғарғы қыртысы қабаты түрінде (осы кварц) кремний диоксиді, саз және құм әр түрлі бар. Екінші ең көп тараған тобы өз силикаттардың құрады. үсті қабаттарының шамамен 35 км тереңдікте кремний қосылыстары қамтиды гранит және базальт депозиттер, орналасқан. Жердің ядросы пайыздық мазмұны силикаттары тұрады әлі түсіндік, бірақ мантияның беті қабатына жақын (900 км-ге дейін) жоқ. теңіз суының кремний шоғырлану құрамы 3 мг / л құрайды, Айдың топырақ 40% қосылыстардың тұрады. Бүгінгі күнге дейін адамзат зерттеді Космос, көп мөлшерде бұл химиялық элемент бар. Мысалы, спектрлік талдау зерттеушілер үшін қол жетімді қашықтықта алаңын тәсілдерді метеориттер, олар кремний 20% тұрады көрсетті. біздің Галактикада осы элементтің негізінде өмір қалыптастыру мүмкіндігі бар.

ғылыми-зерттеу процесі

химиялық элемент кремний ашу тарихы бірнеше кезеңнен тұрады. Көптеген заттар, ғасырлар бойы адамзат пайдаланатын жүйеленген Менделеев. Сонымен қатар, элементтері табиғи түрінде, Мен .e. қосылыстар деп химиялық өңделген жоқ, және олардың барлық қасиеттері адамдарға белгілі болды. заттар, барлық мүмкіндіктерін зерделеу процесінде ол жаңа пайдалану пайда болды. Бүгінгі күнге дейін кремний қасиеттері соңына дейін зерттелген емес - бұл элемент өтінімдерді жеткілікті кең ауқымды болып табылады ғалымдардың болашақ ұрпақ үшін жаңа ашылулар үшін орын қалдырады. Қазіргі заманғы технологиялар айтарлықтай осы үдерістерін жеделдетеді. ХІХ ғасырда, көптеген атақты химиктер таза кремний алуға тырысып келеді. Алғаш рет ол 1811 жылы Tenaru L. және Ж. Гей-Люссак жасауға мүмкін болды, бірақ элементінің ашылуы мәнін анықтау үшін ғана емес, сонымен қатар, оны сипаттау үшін алды J. Berzelius, тиесілі. Швеции в Химик ол металл калий және калий тұзы пайдаланылады бұл үшін, 1823 жылы кремний алды. реакция жылу түрінде катализаторы өтті. нәтижесінде қарапайым зат сұр-қоңыр түсті аморфты кремний болып табылады. Crystal таза элемент 1855 Sainte-Kler Devilem алынды. күрделілігі жоғары беріктігі атом облигациялар бөлу тікелей байланысты болып табылады. Екі жағдайда да, химиялық реакция қоспалардан тазарту үрдісі бағытталған, аморфты және кристалды модельдері әр түрлі қасиеттері бар.

Кремний: химиялық элемент бетінде айтылу

нәтижесінде ұнтақ аты - Кизеловская - Berzelius ұсынған болатын. Ұлыбритания және Америка Құрама Штаттары кремний және бүгінгі кремний (Silicium) немесе силикон (кремний) деп аталды. термині латын сөзі «Флинт» (немесе «тас») шыққан, және көп жағдайда байланысты табиғатта кең таралуына тұжырымдамасы «жер» байланысты. химиялық Ресей бетінде айтылу ол барлық көзі байланысты, әр түрлі болып табылады. Ол кремний (1825, қорқыныш), Сицилия (1824, Dvigubsky, Соловьев) (Захаров 1810 жылы мерзімін қолданылады) кремний деп аталды, және тек 1834 жылы орыс химигі неміс Иванович Gess уақытқа дейін пайдаланылды деп атын енгізеді ең көздері - кремний. Мерзімді Менделеев Жүйе ол символы Si тағайындалған. химиялық элемент кремний оқып қалай? Ағылшын тілді елдердің көптеген ғалымдар «Б» деп оның атын оқылады немесе сөз «силикон» пайдаланыңыз. компьютерлік аппараттық платформа бар ғылыми-зерттеу және өндірістік болып аңғарында, осыдан әлемге әйгілі аты. Орыс тілді халық (грек сөзі «Cliff Тау» бастап) кремний элементіне жатады.

табиғатта бола: өріс

барлық белгілі минералдар диоксидінің немесе силикаттар (алюмосиликаты) болып табылады, өйткені, таза түрінде табылған жоқ кремний қосылыстарының құрамына бүкіл тау жүйелері. ғажайып сәндік материал ретінде адамдар пайдаланатын тастардың сұлулық - бұл opals, аметисты, кварц түрі, яшма, халцедон, ақық, тау хрусталі, Сердолик және көптеген басқалар. Олар байланысты тығыздығы, құрылымын, түсін және пайдалану бағытын анықталады түрлі кремний қосылыстардың пайда болуына құрылады. бейорганикалық әлемді шығыңыз металдар немесе металдармен қоршаған ортаны нысандары күшті облигациялар (мырыш, магний, кальций, марганец, титан және т.б.. D.) бірдей химиялық элементі, байланысты болуы мүмкін. басқа заттармен салыстырғанда, кремний өте оңай өнеркәсіптік ауқымда өндіру үшін қол жетімді: ол кендер мен минералдардың ең түрлері кездеседі. Сондықтан, белсенді өндірілген депозиттері материяның аумақтық кластерлерді қарағанда энергияны барынша қолжетімді көздері байланысты. Quartzites және кварц құмын барлық елдерде қол жетімді. Ең ірі өндірушілер мен кремний жеткізушілер болып табылады: Қытай, Франция, Норвегия, АҚШ (West Virginia, Огайо, Алабама, Нью-Йорк), Австралия, Оңтүстік Африка, Канада, Бразилия. Барлық өндірушілер өнімнің (техникалық, жартылай өткізгіш, жоғары кремний) түріне байланысты жолдарын, түрлі пайдаланыңыз. Химиялық элемент қосымша немесе баламалы байытылған, қоспалардың барлық түрлерінен тазартылған, оны одан әрі пайдалануға байланысты, ол жеке қасиеттері бар. Бұл сондай-ақ зат қолданылады. Кремний құрылымы оны қолдану аясын анықтайды.

пайдалану тарихы

Өте жиі, өйткені адамдардың атауларының ұқсастығы кремний және кремень шатастырмау, бірақ бұл ұғымдар бірдей емес. Біз түсінікті. қазірдің өзінде аталған, табиғатта, кремний, оның таза түрінде табылған жоқ болғандықтан, оның байланыстары (сол кремний) туралы айтуға мүмкін емес. біз зат қарастыруда диоксиді құрылған негізгі минералдар мен тау жыныстары - құм (су және кремний), кварц және кварцит, болып табылады далалық шпат және кремень. Соңғы ол адамзат тарихында үлкен маңыз беріледі, себебі, барлық болуы тиіс естіген. Бұл тас ғасыры кезінде адам тас құралдар байлаңыз бар. аңшылар мен балықшылар - іргетасы зазубрин туындайтын Оның өткір жиектер, айтарлықтай ежелгі үй шаруасындағы әйелдер жұмысын, және қайрау мүмкіндігін жеңілдетеді. Флинт металл бұйымдарын күш жоқ, бірақ сәтсіз аспаптар оңай ауыстыруға болады. а шақпақтас ретінде оны пайдалану көптеген ғасырлар бойы созылды - баламалы көздерін өнертабыс дейін.

Бүгінгі шындығына келсек, кремний қасиеттері жақсы эстетикалық сыртқы түрі қосымша, бар, безендіру немесе керамикалық ыдыс жасау үшін материал пайдалануға мүмкіндік, бұл тамаша функционалдық қасиеттерін бірқатар бар. шамамен 3000 жыл бұрын шыны өнертабысқа байланысты оны қолдану бөлек бағыты. Бұл іс-шара айналар, ыдыс-аяқ, кремний бар қосылыстар витраждар нақышты құру үшін мүмкіндік берді. Формула бастапқы заттар шыны күші керекті түсті және нәтиже береді өнімді беретін қажетті компоненттер толықтырылды. өнер туындыларының сұлулығына және эстрадалық кремний бар минералдар мен тастардан, адам жасады. Бұл элементтің емдік қасиеттері ежелгі ғалымдар сипатталған және бүкіл адамзат тарихындағы пайдаланылды. Олар күнделікті өмірде және медицинада пайдаланылатын өнімдер үшін су сақтау ауыз құдықтар баяндалды. ұсақтау алынған ұнтақ жарақаттан қолданылған. Ерекше назар кремнийді бар қосылыстар жасалған құтыға талап суға аударылды. Химиялық элемент құрамы саны патогенді бактериялар мен микроорганизмдер жоюға мүмкіндік беретін, онымен өзара. Ал бұл біз зат ескере барлық секторлар емес, өте сұранысқа, өте болып табылады. кремний құрылымы оның көп тудырады.

қасиеттері

материалдың мүмкіндіктер туралы қосымша мәліметтер алу үшін, ол назарға барлық ықтимал қасиеттерін ескере отырып, қарастыру қажет. Жоспар элементі кремний химиялық сипаттамалары физикалық қасиеттерін, электр параметрлерін, зерттеу қосылыстар және реакция шарттарын, сондықтан олардың өтуін қамтиды. Кристалды түрінде Г. Silicon металл жылтыл бар қара сұр түсті. еске көміртегі Face-бағдарланған текше тор (гауһар), бірақ байланысты байланыстарды үлкен ұзындығы ретінде күшті емес. Пластикалық ол 800 ^{° С} дейін қыздыру ^{жасайды,} басқа жағдайларда, ол нәзік қалады. кремний физикалық қасиеттері, ол шын мәнінде бірегей зат жасауға: ол инфрақызыл сәуле үшін ашық болып табылады. Балқу нүктесі - 1410 ⁰ С және қайнау - 2600 ⁰ С, қалыпты жағдайында тығыздығы - 2330 кг / м ^3. Жылу өткізгіштік, ол кремний атомның қасиеттері жартылай ретінде қолдануға мүмкіндік береді 25 ⁰ С шамамен құнының алған түрлі үлгілері үшін тұрақты емес болып табылады. Мұндай өтініштер бүгінгі әлемде ең сұранысқа. өткізгіштігінің магнитудасы олармен бірлесіп болып, кремний және элементтердің құрамын әсер етеді. алюминий, галлий, бор, индий - Сондықтан, жақсартылған электрондық өткізгіштігінің үшін сурьма, мышьяк, фосфор, перфорацияланған үшін пайдаланылады. кремний бар құрылғыларды жасағанда аппарат жұмысын әсер агент бар бағыттаушы бетінің емдеу, сондай-ақ пайдаланылады.

қазіргі заманғы құралы өте кеңінен қолданылады тамаша дирижер ретінде кремний қасиеттері. Атап айтқанда, күрделі жабдықтар (мысалы, қазіргі заманғы есептеуіш құрылғылар, компьютерлер) өндіруде маңызды оны пайдалану.

Кремний: тән химиялық элемент

Көп жағдайларда, кремний tetravalent болып табылады, ол екі орнатуға болады, онда байланыс, сондай-ақ бар. ол нашар белсенді қалыпты жағдайларында бөлме температурасында қатты қосылыс газ тәріздес жиынтық күйінде фтор ғана жауап аласыз бар. Бұл қоршаған оттегі немесе сумен өзара іс-қимыл байқалады тосқауыл әсері диоксиді беті фильм, байланысты. катализатор пайдалану қажет реакцияларды ынталандыру: температураның артуы осындай кремний ретінде зат үшін өте ыңғайлы. Химиялық элемент диоксиді фильм артады, тотығу процесін нәтижесінде, 400-500 ⁰ С температурада оттегі әрекеттеседі. температура 50 ⁰ С ұшпа tetrahalides қалыптасады, оған сәйкес бром, хлор, йод, реакция үшін көтерілген кезде. жылытылатын мемлекет кез келген сілтілік еріткіш болып табылады, ал қышқылдары кремний бар, балқытқыш және азот қышқылының қоспасы қоспағанда, жауап бермейді. сутегімен реакция ғана алюминидтер ыдырау өндірілген күші оны кірмейді. жоғары беріктігі мен химиялық қосылыстар бор және көміртегі бар енжарлығы ерекшеленеді. алюминидтер C. ⁰ 1000-нан астам температурада жүреді азот қосылыстары бар сілтілер және қышқылдар төзімділігі жоғары, металдармен реакция алынған, және бұл жағдайда кремний көрсетеді, ол толықтыратын элементтің валенттілігі байланысты көрсетіледі. өтпелі металл қатысуымен құрылған Формула зат қышқылдар әсеріне төзімді болып табылады. кремний атомның құрылымы тікелей оның қасиеттері мен басқа да элементтерімен өзара іс-қимыл мүмкіндігін әсер етеді. табиғатта облигациялар қалыптастыру процесі және қашан (зертхана, өндірістік ортаның) зат ұшыраған айтарлықтай ерекшеленеді. Кремний құрылымы оның химиялық белсенділігін көздейді.

құрылым

кремний атомның тұйықталу құрылымы өз ерекшеліктері бар. Периодтық жүйедегі реттік нөмірі сәйкес келеді заряд негізгі 14. зарядталған бөлшектердің саны: протондар - 14; электрон - 14; нейтрондар - 14. кремний атомдарының тізбегі құрылымы мынадай: «-» Si +14) 2) 8) соңғы (сыртқы) электронды деңгейде 4. белгісі «+» немесе тотығу дәрежесін анықтайды 4 болып табылады. Şıh ₄ (-4 валенттік) - кремний оксиді формуласын SiO ₂ (валенттік 4+), ұшпа сутегі құрамы бар. кремний атомдарының үлкен сомасы кейбір қосылыстар осындай фтор бар қосылыстар ретінде 6 үйлестіру санын, болуы мүмкін. Молярлық массасы - 28 атом радиусы - 132 PS, электрондық қабық конфигурация: 1S 2S ^{2 2} 3S ^{2 6} 2P 3P ^2.

қолдану

толық БАЗ немесе кремний дәлдігі, құрылғылар, соның ішінде көптеген құру бойынша жартылай өткiзгiш, сондай-ақ пайдаланылатын легірленген (мысалы, күн батареяларын, транзисторлар, түзеткіштер мен т. D.). Ультра таза кремний күн жасушаларды (энергиясы) жасау үшін пайдаланылады. Түр бір кристалды айналар өндіру және лазерлік газ үшін пайдаланылады. Кремний қосылыстары шыны, керамикалық плитка, керамика, фарфор және фаянс алынған. өндірілетін тауарлардың алуан түрін олардың пайдалану жұмыс орнында, өнер және ғылым саласындағы, күнделікті өмірде орын, сипаттау қиын. нәтижесінде цемент қоспалары мен кірпіш әрлеу материалдарын құру шикізат болып табылады. майлар тарату, силикон қосылыстар негізінде жағар май материалдары айтарлықтай көптеген тетіктерін қозғалатын бөліктерінде үйкеліс азайтуға болады. агрессивті БАҚ санауыш (қышқылдар, температура) бірегей қасиеттері арқасында алюминидтер кеңінен өнеркәсібінде пайдаланылады. Олардың, электр ядролық және химиялық көрсеткіштері назарға кешенді өндірістердің сарапшыларды қабылдайды, кремний атом жоқ шағын рөлі мен құрылымын атқарады.

Біз ең жоғары технологиялы аталған және күні қолдану ілгеріледік. көп мөлшерде өндіріледі, ол ең көп тараған Техникалық кремний бірнеше жолмен пайдаланылады:

1. таза зат өндіру үшін шикізат ретінде.
2. металлургия саласын қоспалау үшін: кремний болуы отқа арттырады, коррозияға төзімділігі және механикалық беріктігі (осы элементтің артық, легирленген тым сынғыш бола алады) жақсартады.
3. металл артық оттегі алып тастау үшін раскислитель ретінде.
4. күші өндіру үшін шикізат (Si органикалық заттармен қосылыстар).
5. кремний-ферроқорытпа сутегі өндіру үшін.
6. күн панельдерін өндіру.

Ірі заттың құны және адам ағзасының қалыпты жұмыс істеуі үшін. Кремний құрылымы, оның қасиеттері бұл жағдайда шешуші болып табылады. Бұл жағдайда, оның өсуі немесе болмауы елеулі аурулардың әкеледі.

адамның денесі

бактерицидтік және антисептикалық ретінде кремний пайдаланып ұзақ уақыт бойы медицина. Бірақ сыртқы пайдалану барлық артықшылықтар бар бұл элемент үнемі адам ағзасына жаңартылды тиіс. оның мазмұнына қалыпты деңгейі жалпы өмір жақсарады. 70-тен астам микроэлементтер мен витаминдер болмауы жағдайда олар әр түрлі аурулар айтарлықтай төмен кедергісі орган метаболизденетін. кремний жоғары пайыздық сүйек, тері, сіңір байқалады. Ол күш қолдайды және серпімділігін беретін құрылымдық элементі рөлін атқарады. оның қосындыларын есебінен қалыптасады Барлық қаңқа қатты тіндердің. Соңғы жылдары жүргізілген зерттеулер нәтижесінде бүйрек, асқазан мен дәнекер ұлпаларында кремний мазмұны тапты. органның жұмыс істеуі осы органдардың рөлі өте үлкен, сондықтан оның мазмұнын төмендету тіршілік көптеген негізгі көрсеткіштері бойынша зиянды әсері болып табылады. Осы сияқты тері қабынуы, сүйектері жұмсарту, бауыр, бүйрек, пелена, шаш және тырнақ жағдайында тастар қалыптастыру, атеросклероз ретінде ықтимал ауруларды болдырмауға көмектеседі - азық-түлік және су органмен күні кремний 1 грамм алуға тиіс. Бұл элементтің мазмұны жеткілікті деңгейі иммунитетті арттырады кезде, зат алмасуды қалыпқа келтіреді, адам денсаулығы үшін қажетті көптеген элементтер сіңуін жақсартады. кремний диоксиді ірі сомасы - дәнді дақылдар, редис, қарақұмық. кремний суға айтарлықтай пайда әкеледі. оны пайдалану санын және жиілігін анықтау үшін мамандармен кеңесу ең үздік болып табылады.