Silisium og dets forbindelser. Silisium i naturen. Bruken av silisium

En av de mest populære innen teknikken og industrien av elementer er silisium. At det skylder sin uvanlige egenskaper. I dag er det mange forskjellige forbindelser dette elementet, som spiller en viktig rolle i syntesen og etablering av tekniske produkter, glass, glass, utstyr, byggevarer, smykker og andre næringer.

Generelle karakteristikker av silisium

Hvis vi vurdere plasseringen av silisium i det periodiske system, er det mulig å si:

1. IV er plassert i hoved undergrupper av gruppen.
2. Den sekvensnummer 14.
3. Atommasse 28,086.
4. Den kjemiske symbol Si.
5. Navn - silisium, eller på latin - silisium.
6. Den elektroniske konfigurasjon av det ytre lag 4e: 2e: 8e.

Krystallgitteret av silisium er lik den diamantgitteret. Nodene er innrettet atomer, dets type - en kubisk flatesentrert. Men på grunn av den større lengde av kommunikasjons fysikalske egenskapene av silikon sterkt avviker fra egenskapene til karbon allotropiske modifikasjoner.

Fysiske og kjemiske egenskaper

Det er to allotropiske modifikasjoner av elementet: amorft og krystall. De er veldig like. Imidlertid er som tilfellet er med andre materialer, er hovedforskjellen mellom dem - krystallinsk silisium gitter.

I dette tilfellet, begge versjoner - et pulver av forskjellige farger.

1. Krystallinsk silisium er en skinnende mørk grått pulver-lignende metall. Dens struktur tilsvarer diamant, men forskjellige egenskaper. Den har:

• skjørhet;
• lav hardhet;
• halvleder-egenskaper;
• Smeltetemperaturen av 1415 ⁰ C;
• densitet 2,33 g / ^cm3;
• en koketemperatur på 2700 ⁰ C.

Dets kjemiske aktivitet er lav sammenlignet med andre allotropiske form.

2. amorfe silisium - brunt brunt pulver, har strukturen silnorazuporyadochennogo diamant. Reaktivitet er høy nok.

Generelt bør det legges merke til at reagere silisium misliker. For å gjøre det reagere, er nødvendig temperatur ikke mindre enn 400-500 ⁰ C. Forskjellige kjemiske forbindelser som dannes av silisium under disse betingelser. For eksempel:

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

Kanskje interaksjonen av silisium med salpetersyre eller et alkali, som kalles en etseprosess. Utbredt silikoner, som nå er blitt mer vanlig.

Å være i naturen

Silicon finnes naturlig i ganske betydelig beløp. Det er på annenplass etter oksygen utbredelse. Dens vektandel er omtrent 30%. Sjøvann inneholder også et aktivt element i en konsentrasjon på 3 mg / L. Derfor kan vi ikke si at silisium i naturen - det er et sjeldent element.

Tvert imot, det er mange forskjellige bergarter og mineraler, som en del av der det skjer og hvor det kan utvinnes. De vanligste naturlige silisiumforbindelser er:

1. Silika. Den kjemiske formel _SiO2. Det er ganske mange former av mineraler og bergarter på sin basis: sand, flint, feltspat, kvarts, bergkrystall, ametyst, chalcedony, Lian, opal, Jasper, og andre.
2. Silikater og aluminiumsilikater. Kaolin, feltspat, glimmer, kiselsyre salter, asbest, talkum.

Dermed blir spredt i naturen silisium og dets forbindelser er populære og behovet for folk å bruke for tekniske formål.

Silisium og dets forbindelser

Siden ren anses å foreligge element kan derfor ikke ha forskjellig betydning av dets forbindelser. Fra kjemisk synspunkt kan det være tre oksydasjonsstatus 2, 4, -4. Ved å gå frem fra dette, og også på grunn av sin treghet, men særlig ved krystallgitteret struktur, genererer den følgende hovedtyper av substanser:

• binære forbindelser med ikke-metaller (silan, karbid, nitrid, fosfid, og så videre;
• oksider;
• kiselsyre;
• metallsilikater.

La oss vurdere hvor viktig silisium og dets forbindelser, er de mest vanlige og populære for folk.

silisiumoksyder

Det finnes to typer av substanser som uttrykkes ved formelen:

• SiO;
• SiO _2.

Imidlertid er den mest brukte har dioksyd. Det eksisterer i naturen i form av en meget vakker halvedelstener:

• Agate;
• kalsedon;
• opal;
• karneol;
• jaspis;
• ametyst,
• rhinestone.

Anvendes silisium i denne formen har funnet sin anvendelse ved fremstilling av smykker. Utrolig vakker gull og sølv smykker laget med disse halv-og halvedelstener.

Noen variasjoner av silika:

• kvarts;
• elv og kvarts sand ;
• flint;
• feltspat.

Bruken av silisium i slike typer implementert i konstruksjon, engineering, elektronikk, kjemisk industri, metallurgi. Sammen utgjør de nevnte oksyder henvise til en enkelt substans - silika.

Karbid Kremniya og bruken

Silisium og dets forbindelser - et materiale av fremtiden og den foreliggende. Et slikt materiale er silisiumkarbid eller karbid av elementet. Den kjemiske formel for SiC. Det forekommer i naturen som mineralet moissanite.

I ren form av karbon og silisiumforbindelse - er vakre, gjennomsiktige krystaller, diamantlignende struktur. Men for tekniske formål brukt malt i grønt og svart farge materiale.

Hovedkarakteristikk av stoffet, slik at bruken i industri, teknologi, kjemisk industri, følgende:

• bred spalte halvledere;
• meget høy styrke (7 Mohs skala) ;
• motstandsdyktig mot høye temperaturer;
• utmerket elektroustoychivost og termisk ledningsevne.

Alt dette tillater bruk av silisiumkarbid som et slipemateriale i metallurgi og kjemisk syntese. Det er også basert lysdioder produsere et bredt virkningsspektrum, deler til glassovn, dyser, fakler, smykker (moissanite forstås FIANITE ovenfor).

Silan og dens betydning

Hydrogen silisiumforbindelse er silan og navnet kan ikke oppnås ved direkte syntese fra utgangsmaterialer. For å oppnå de ulike metallsilisiumforbindelser anvendes, som underkastes syrebehandling. Som et resultat, er silan gass frigjøres og danner en metallsalt.

Det er interessant at forbindelsen i spørsmålet har aldri produsert alene. Alltid i omsetningen av en blanding av mono-, di- og Trisilane hvori silisiumatomene er bundet sammen i kjeder.

Av egenskapene til disse forbindelser - sterke reduksjonsmidler. Seg således lett oksyderes ved hjelp av oksygen, noen ganger eksplosivt. Voldsom reaksjon med halogener alltid med mye energi utgivelsen.

Anvendelsen av følgende silaner:

1. Reaksjoner av organisk syntese, som et resultat av dette er det viktig å silikoner - silikon, gummi, tettemidler, smøremidler, emulsjoner og andre.
2. Microelectronics (LCD-skjermer, integrerte tekniske diagrammer, etc.).
3. Høyrent silisium.
4. Tannprotetikk.

Dermed blir silaner i den moderne verden er høy.

Kiselsyre og silikater

Hydroksid av elementet - de er forskjellige silicas. fornem:

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

Alle av dem har fellestrekk - den ekstreme ubalansen i fri tilstand. De er lett brytes ned av varme. Under normale forhold, er det kortvarige, snu først til en sol, og deretter en gel. Etter tørking ble kiselgeler, er slike strukturer kalles. De blir brukt som adsorbenter i filtre.

Viktig fra det synspunkt av industrien, er saltene av kiselsyre - silikater. De er grunnlaget for fremstilling av slike stoffer, for eksempel:

• glass;
• betong;
• sement;
• zeolitt;
• kaolin;
• porselen;
• steingods;
• krystall;
• keramikk.

Alkalimetallsilikater - løselige, resten - ingen. Derfor er natrium- og kaliumsilikat kalt vannglass. Normal skrivesaker lim - dette er natriumsaltet av kiselsyre.

Men det mest interessante forbindelser er alle av samme glass. Som eneste alternativene for dette stoffet ingen anelse! I dag, gitt fargede, optiske, matte alternativer. Glass er oppsiktsvekkende i sin prakt og mangfold. Ved tilsetning av visse metall og ikke-metall-oksyder til blandingen, kan få en rekke forskjellige typer av glass. Noen ganger til og med den samme sammensetning, men med forskjellige prosentandeler av bestanddeler fører til en forskjell i egenskaper til forbindelsen. Eksempler er porselen, fajanse, som formel _SiO2 AL * ₂ O ₃ * K ₂ O.

Kvartsglass - er et skjema av høyrent produkt, hvis sammensetning er beskrevet som silica.

i silisiumforbindelser Discovery

I løpet av de siste årene, har studier vist at silisium og dets forbindelser - de viktigste aktørene i normal tilstand av levende organismer. C-mangel eller overskudd av et gitt element i forbindelse sykdommer slik som:

• kreft;
• tuberkulose;
• artritt;
• katarakt,
• spedalskhet;
• dysenteri;
• revmatisme;
• hepatitt og andre.

Eldingsprosessen i seg selv er også forbundet med kvantitativt innhold av silisium. Tallrike forsøk på pattedyr har vist at mangel av et element med hjerteinfarkt, slag, kreft og hepatitt C-virus er aktivert.