Silizium (chemisches Element) Eigenschaften charakteristisch Formel. Silicon Öffnung Geschichte

Viele moderne technische Geräte und Vorrichtungen wurden aufgrund der einzigartigen Eigenschaften von Stoffen in der Natur geschaffen. Die Menschheit durch Experimente und sorgfältige Untersuchung der Elemente, die uns ständig umgeben erweitert seine eigene Erfindung – dieser Prozess den technologischen Fortschritt genannt wird. Es basiert auf einfachen, für jedermann zugänglich Dinge, die uns im Alltag umgeben. Zum Beispiel kann der Sand, was kann es überraschend und ungewöhnlich sein? Die Wissenschaftler konnten es vom Silizium isolieren – ein chemisches Element, ohne die es keine Computerausrüstung wäre. Sein Einsatzgebiet ist vielfältig und wird ständig erweitert. Dies wird durch die einzigartigen Eigenschaften des Siliciumatoms, seine Struktur und die Möglichkeit der einfachen Verbindungen mit anderen Substanzen erreicht.

Feature

In periodischem System, entwickelte D. I. Mendeleevym, Silizium (chemisches Element) durch das Symbol Si. Es bezieht sich auf die Nichtmetalle, in der Haupt der vierten Gruppe der dritten Periode befindet, hat die Ordnungszahl 14. Die Nähe zu Kohlenstoff nicht zufällig ist: in vielen ihrer Eigenschaften vergleichbar sind. In der Natur nicht in reiner Form zu finden, als ein aktives Element und eine ausreichend starke Bindung mit Sauerstoff. Grundmaterial – Siliciumdioxid, das ein Oxid ist, und Silikate (Sand). Wenn dieses Silizium (seine natürliche Verbindung) ist einer der am häufigsten verwendeten chemischen Elemente in der Welt. Massenfraktionsgehalt davon ist nur noch von Sauerstoff (über 28%). Die obere Krustenschicht enthält Siliziumdioxid in Form (dies Quarz), verschiedene Typen von Ton und Sand. Die zweithäufigste Gruppe besteht aus seinen Silikaten. In einer Tiefe von etwa 35 km von den Oberflächenschichten Granit und Basalt Einlagen angeordnet ist, die Siliciumverbindungen umfassen. Der Anteil an der Erdkern ist noch nicht herausgefunden, aber am nächsten zu den Oberflächenschichten des Mantels (bis 900 km) umfasst Silikate. Die Zusammensetzung von Meerwasser Siliziumkonzentration beträgt 3 mg / l, Mondboden 40% von Verbindungen besteht. Cosmos, die Menschen der bisher untersucht hat, enthält dieses chemische Element in großen Mengen. Zum Beispiel kann die Spektralanalyse von Meteoriten, die den Boden in einem Abstand nähert , die den Forschern zur Verfügung steht, hat sich gezeigt , dass sie von 20% aus Silizium bestehen. Es besteht die Möglichkeit der Entstehung des Lebens auf der Grundlage dieses Elements in unserer Galaxie.

Forschungsprozess

Geschichte der Entdeckung des chemischen Elements Silizium weist mehrere Stufen. Viele Substanzen, systematisiert Mendelejew, von der Menschheit seit Jahrhunderten verwendet. Darüber hinaus sind die Elemente in der natürlichen Form sind, .e i. in Verbindungen, die nicht erreicht wurden chemisch behandelt, und alle ihre Eigenschaften wurden Menschen nicht bekannt. In dem Verfahren alle Merkmale eines Stoffes des Studiums trat er neue Nutzungen. Die Eigenschaften von Silizium bis heute nicht bis zum Ende untersucht worden – dieses Element ist ausreichend breit und vielseitig einsetzbarer läßt Raum für neue Entdeckungen für künftige Generationen von Wissenschaftlern. Moderne Technik wird diesen Prozess erheblich beschleunigen. Im XIX Jahrhundert haben viele berühmten Chemiker versuchen, ein reines Silizium zu erhalten. war es möglich, Tenaru L. und J. Homosexuell-Lussac im Jahr 1811, aber die Entdeckung des Elements gehört J. Berzelius, die in der Lage war, nicht nur zu identifizieren, die Substanz, sondern auch zum ersten Mal zu beschreiben, zu machen. Chemiker aus Schweden bekamen Silizium im Jahr 1823, für das er verwendete, metallisches Kalium und Kaliumsalz. Die Reaktion fand am Katalysator in Form von Wärme. Die sich ergebende einfache Substanz graubraune Farbe ist ein amorphes Silizium. Kristall reines Element wurde 1855 Sainte-Kler Devilem erhalten. Die Komplexität wird direkt auf Zuteilung einer hochfesten atomaren Bindungen zusammen. In beiden Fällen ist die chemische Reaktion, ein Verfahren der Reinigung von Verunreinigungen, die amorphen und kristallinen Modelle haben unterschiedliche Eigenschaften gerichtet ist.

Silizium: chemisches Element Aussprache

Der erste Name des resultierenden Pulvers – Kizel – wurde von Berzelius vorgeschlagen. Im Vereinigten Königreich und den Vereinigten Staaten Silizium und heute wurde als Silizium (Silizium) oder Silikon (Silikon) bezeichnet. Der Begriff leitet sich von dem lateinischen Wort „Feuerstein“ (oder „Stein“), und in den meisten Fällen ist es auf den Begriff „Erde“ aufgrund einer weiten Verbreitung in der Natur gebunden. Russisch Aussprache der Chemikalie ist anders, es ist alles auf der Quelle abhängt. Er wurde Kieselsäure genannt (Zakharov angewandt, um den Begriff im Jahr 1810), Sizilien (1824, Dvigubsky, Solovyov), Siliciumoxid (1825, Angst) und nur im Jahr 1834, der russische Chemiker deutsche Ivanovich Gess führt einen Namen, die bis jetzt verwendet die meisten Quellen – Silizium. Das Perioden Mendelejew – System er bezeichnete Symbol Si. Wie das chemische Element Silizium lesen? Viele Wissenschaftler von englischsprachigen Ländern aussprechen seinen Namen als „B“ oder das Wort „Silikon“ verwenden. Daraus ergibt sich die weltbekannten Namen des Tales, die eine Forschung und Herstellung von Computer-Hardware-Plattform ist. Russischsprachigen Bevölkerung bezieht sich auf das Silizium-Element (vom griechischen Wort „Klippe Mountain“).

Sein in der Natur: Felder

Ganze Bergsysteme von Siliciumverbindungen zusammengesetzt, die nicht in reiner Form zu finden ist, da alle bekannten Mineralstoffe sind dioxide oder Silikate (Aluminosilicate). Die erstaunliche Schönheit der Steine von den Menschen als Ziermaterial verwendet – es Opalen, Amethysten, Quarz-Typ, Jaspis, Chalcedon, Achat, Bergkristall, Karneol und viele andere. Sie sind aufgrund des Auftretens der verschiedenen Siliziumverbindungen gebildet, die die Dichte, Struktur, Farbe und Gebrauchsrichtung bestimmt. Anorganischen überprüfen kann mit dem gleichen chemischen Elemente verbunden werden, in dem die Umgebung starke Bindungen mit Metallen oder Metallen bildet (Zink, Magnesium, Calcium, Mangan, Titan und so weiter. D.). Im Vergleich zu anderen Substanzen, Silizium ziemlich leicht zugänglich für die Extraktion im industriellen Maßstab: Es ist in den meisten Arten von Erzen und Mineralien gefunden. Daher werden aktiv abgebaut Ablagerungen zu den günstigsten Energiequellen verbunden als mit den territorialen Cluster der Materie. Quarzite und Quarzsand ist in allen Ländern verfügbar. Die meisten großen Hersteller und Siliziumlieferanten sind: China, Frankreich, Norwegen, USA (West Virginia, Ohio, Alabama, New York), Australien, Südafrika, Kanada, Brasilien. Alle Hersteller verwenden eine Vielzahl von Möglichkeiten, die von der Art des Produktes ab (technischen, Halbleiters, Hoch Silizium). Chemisches Element angereichert Zusätzlich oder alternativ aus allen Arten von Verunreinigungen gereinigt hat individuelle Eigenschaften, die auf ihrer weiteren Verwendung abhängt. Dies gilt auch für den Stoff. Siliziumstruktur definiert den Umfang seiner Anwendung.

Geschichte der Verwendung

Sehr oft, wegen der Ähnlichkeit der Namen von Menschen verwechseln Silizium und Feuerstein, aber diese Begriffe sind nicht identisch. Wir sind klar. Wie bereits erwähnt, in der Art, Silizium nicht in seiner reinen Form gefunden wird, kann nicht über seine Verbindungen (das gleiche Siliciumdioxid) gesagt werden. Die wichtigsten Mineralien und Gesteinen Dioxid gebildet wir betrachten die Substanz – ist Sand (Wasser und Siliciumdioxid), Quarz und Quarzit, Feldspat und Flint. Letztere hatte gehört, müssen alle, denn es ist sehr wichtig in der Geschichte der Menschheit gegeben ist. Damit binden die Steinwerkzeuge von den Menschen in der Steinzeit. Seine scharfen Kanten aus dem Abplatzen des Fundaments führen, erleichtern die Arbeit der alten Hausfrauen, und die Möglichkeit, Schärfen – Jäger und Fischer. Flint hat die Stärke von Metallerzeugnissen nicht, aber die ausgefallenen Instrumente leicht ersetzt werden könnten. Seine Verwendung als Feuerstein dauerte viele Jahrhunderte – bis zur Erfindung von alternativen Quellen.

Im Hinblick auf dem heutigen Gegebenheiten, die Eigenschaften von Silizium ermöglichen es, das Material für die Dekoration oder die Schaffung von Keramikgeschirr zu nutzen, mit, zusätzlich zu einer schönen ästhetischen Erscheinung, es eine Reihe von ausgezeichneten funktionellen Eigenschaften hat. Eine separate Richtung ihrer Anwendung durch die Erfindung von Glas vor etwa 3000 Jahren. Dieses Ereignis bot die Möglichkeit zu schaffen, Spiegeln, Geschirr, Buntglasmosaik von Verbindungen, die Silicium. Formel Ausgangsstoffe benötigten Komponenten ergänzt, so dass das Produkt die gewünschte Farbe und die Wirkung auf die Festigkeit des Glases zu ergeben. Erstaunliche Schönheit und Vielfalt der Kunstwerke wurden von einem Mann aus Mineralien und Steinen, die Silicium hergestellt. Die heilenden Eigenschaften dieses Elements sind von Wissenschaftlern der Antike und verwendet in der Geschichte der Menschheit beschrieben worden. Sie legten die Brunnen aus für die Wasserspeicherung für im Alltag und in der Medizin Produkte zu trinken. Das Pulver, das durch Mahlen erhalten wurde auf die Wunden aufgetragen. Besonderes Augenmerk wurde auf Wasser bezahlt, die in einem Topf besteht aus Verbindungen, die Silizium. Chemische Elementzusammensetzung in Wechselwirkung mit ihr, so dass die Anzahl pathogene Bakterien und Mikroorganismen zerstören. Und das ist nicht alle Sektoren, in denen wir die Substanz erwägen, ist sehr, sehr gefragt. Siliziumstruktur verursacht ihre Multifunktionalität aus.

Eigenschaften

Weitere Informationen zu den Eigenschaften des Materials ist es notwendig, zu prüfen, unter Berücksichtigung aller möglichen Eigenschaften. Planelement Silizium chemische Eigenschaften umfassen physikalische Eigenschaften, elektrische Parameter die Studie Verbindungen und Reaktionsbedingungen, und so ihren Durchgang. G. Silicon in der kristallinen Form hat eine dunkelgraue Farbe mit einem metallischen Glanz. Kubisch-flächenzentrierten Gitter aus Kohlenstoff ähnelt (Diamant), aber aufgrund der größeren Länge der Verbindungen ist nicht so stark. Plastic es tut Wärme bis zu 800 ^{° C,} in anderen Fällen es instabil bleibt. Die physikalischen Eigenschaften von Silizium machen es wirklich einzigartige Substanz: es ist transparent für Infrarotstrahlung. Schmelzpunkt – 1410 ⁰ C und das Sieden – 2600 ⁰ C, die Dichte unter Normalbedingungen – 2330 kg / m ^3. Die Wärmeleitfähigkeit ist nicht konstant für die verschiedenen Proben in einem ungefähren Wert von 25 ⁰ C. Die Eigenschaften des Siliciumatoms ermöglichen seine Verwendung als Halbleiter empfangen wird. Solche Anwendungen sind in der Nachfrage in der heutigen Welt der meisten. Die Größe der Leitfähigkeit beeinflusst die Zusammensetzung von Silicium und Elemente, werden in Verbindung mit ihnen. Also, für eine verbesserte elektronische Leitfähigkeit verwendet, Antimon, Arsen, Phosphor, für Loch – Aluminium, Gallium, Bor, Indium. Wenn Geräte mit Silicium zu schaffen als Führungsoberflächenbehandlung mit dem Mittel verwendet wird, das den Betrieb der Vorrichtung beeinflußt.

Die Eigenschaften von Silizium als hervorragender Leiter verwendet recht ausführlich im modernen Instrument. Besonders wichtig, seine Verwendung bei der Herstellung von hoch entwickelten Geräten (zum Beispiel moderne EDV-Geräte, Computer).

Silizium: charakteristisches chemisches Element

In den meisten Fällen ist das Silizium vierwertigen, gibt es auch die Kommunikation in dem es auf zwei eingestellt werden. Unter normalen Bedingungen ist es schlecht aktiv ist, hat eine starke Verbindung, bei Raumtemperatur mit Fluor in dem gasförmigen Aggregatzustand nur reagieren kann. Dies ist aufgrund der Sperrwirkung Dioxide Oberflächenfilm, der im Zusammenwirken mit dem Umgebungssauerstoff oder Wasser beobachtet wird. Um die Reaktionen zu stimulieren, erforderlich, einen Katalysator zu verwenden: eine Erhöhung der Temperatur ist ideal für eine Substanz wie beispielsweise Silizium. Chemisches Element reagiert mit Sauerstoff bei 400-500 ⁰ C, Dioxide Films zunimmt resultierende, den Prozess der Oxidation. Wenn die Temperatur auf 50 ⁰ C , die Umsetzung mit Brom angehoben, Chlor, Jod, wodurch flüchtige Tetrahalogenide gebildet. Mit Säuren Silizium reagiert nicht, mit Ausnahme von einer Mischung aus Flußsäure und Salpetersäure, während jede Alkali in einem erwärmten Zustand Lösungsmittel ist. Silanen nur durch Zersetzung von Siliziden bei der Umsetzung mit Wasserstoff nicht eintreten wird erzeugt. Die höchste Festigkeit und chemische Verbindungen unterscheiden Passivität mit Bor und Kohlenstoff. Hohe Beständigkeit gegen Alkalien und Säuren, mit einer Verbindung von Stickstoff, die bei Temperaturen über 1000 ⁰ C erfolgt die Silizide durch Reaktion mit Metallen erhalten werden, und in diesem Fall hängt von der Wertigkeit des komplementären Elements, das Silizium zeigt. Formel Substanz mit der Teilnahme von einem Übergangsmetall gebildet ist beständig gegen Säuren. Die Struktur des Siliciumatom beeinflußt direkt seine Eigenschaften und die Fähigkeit, mit anderen Elementen zu interagieren. Der Prozess der Bildung von Bindungen in der Natur, und wenn die Substanz (im Labor, industriellen Umgebung) unterscheidet sich deutlich ausgesetzt. Siliziumstruktur nimmt seine chemische Aktivität.

Struktur

Die Schaltungsstruktur des Siliciumatoms hat seine eigenen Merkmale. Der Ladungs Kern 14, der auf die Sequenznummer in dem Periodensystem entspricht. Die Anzahl der geladenen Teilchen: Protonen – 14; Elektronen – 14; Neutronen – 14. Die Schaltungsstruktur der Siliciumatome ist die folgende: Si +14) 2) 8), 4. Auf der letzten (äußeren) Elektronenstrahlen Ebene 4, die den Grad der Oxidation mit dem Zeichen „+“ oder bestimmt, „-“. Siliciumoxid hat die Formel SiO ₂ (Valenz 4+), ein flüchtiges Wasserstoffverbindung – SiH ₄ (Valenz von -4). Große Menge an Siliciumatom in einigen Verbindungen eine Koordinationszahl von 6, wie eine Verbindung mit Fluor. Molare Masse – 28 Atomradius – 132 ps, die Elektronenschalenkonfiguration: 1S 2S 3S ^{2 2 2 6 2} 2P ^3P.

Anwendung

Tenside oder vollständig dotiertes Silizium als Halbleiter bei der Erzeugung von vielen, einschließlich Genauigkeit, Vorrichtungen (beispielsweise Solarzellen, Transistoren, Gleichrichter und t. D.) verwendet. Reinstsilicium verwendet Solarzellen zu schaffen (Energie). Typ-Einkristall für die Herstellung von Spiegeln und ein Lasergas verwendet. Siliciumverbindungen erhalten Glas, Fliesen, Keramik, Porzellan und Steingut. Die Vielfalt der Arten von Waren hergestellt ist schwer zu beschreiben, ihre Ausbeutung geschieht im Alltag, in der Kunst und Wissenschaft, am Arbeitsplatz. Der resultierende Zement ist der Rohstoff-Mischungen und Ziegel Oberflächenmaterialien zu erstellen. Verteilung von Ölen, Schmiermitteln auf Basis von Silikonverbindungen können erheblich die Reibung in den sich bewegenden Teilen vieler Mechanismen reduzieren. Silicide aufgrund einzigartigen Eigenschaften in aggressiven Medien Zähler (Säuren, Temperaturen) werden in der Industrie weit verbreitet. Deren elektrische, nuklearen und chemischen Indikatoren berücksichtigen die Experten bei komplexen Produktionen, spielt keine geringe Rolle und Struktur des Siliziumatom.

Wir haben die meisten High-Tech und erweiterte bisher Anwendung aufgeführt. Die häufigste, die in großen Mengen produziert wird Technical Silizium auf verschiedene Weise verwendet wird:

1. Als Rohstoff für die Herstellung einer reinen Substanz.
2. Zum Legieren metallurgische Industrie: die Anwesenheit von Silizium die Feuerfestigkeit erhöht, verbessert die Korrosionsbeständigkeit und die mechanische Festigkeit (mit einem Überschuß dieses Elements kann die Legierung zu spröde worden ist).
3. Als Desoxidationsmittel für überschüssigen Sauerstoff aus dem Metall zu entfernen.
4. Rohstoffe für die Herstellung von Silanen (Si-Verbindungen mit organischen Substanzen).
5. Für die Wasserstoffproduktion von Silizium-Eisen-Legierung.
6. Die Produktion von Solarzellen.

Großer Wert des Stoffes und für das normale Funktionieren des menschlichen Organismus. Siliziumstruktur, seine Eigenschaften sind in diesem Fall entscheidend. In diesem Fall führt ein Überschuss oder Mangel an ihn zu schweren Krankheiten.

Der menschliche Körper

Medizin für eine lange Zeit unter Verwendung von Silizium als bakterizid und antiseptisch. Aber mit all den Vorteilen der Verwendung im Freien muss dieses Element ständig im menschlichen Körper erneuert. Das normale Niveau ihres Inhalts wird das Leben im Allgemeinen verbessern. Im Fall eines Mangels an mehr als 70 Spurenelemente und Vitamine, die sie vom Körper metabolisiert, was zu einer Vielzahl von Krankheiten deutlich geringerer Widerstand. Der höchste Anteil an Silizium in Knochen, Haut, Sehnen beobachtet. Er spielt die Rolle eines Strukturelements, das die Festigkeit unterstützt und verleiht Elastizität. Alle Skeletthartgewebe auf Kosten seiner Verbindungen gebildet. Als Ergebnis der jüngsten Studien fanden einen Siliciumgehalt in der Niere, der Bauchspeicheldrüse und des Bindegewebes. Die Rolle dieser Einrichtungen in die Funktionsweise des Körpers ist recht groß, so reduziert sein Gehalt negative Auswirkungen auf viele Schlüsselindikatoren des Lebensunterhalts. Der Tag mit Nahrung und Wasser Körper 1 Gramm Silizium erhalten soll – dies wird dazu beitragen, mögliche Krankheiten zu vermeiden, wie Entzündungen der Haut, den Knochens Erweichung, Bildung von Steinen in der Leber, Nieren, verschwommenes Sehen, Haar- und Nagel Bedingungen, Atherosklerose. Wenn ein ausreichendes Maß an dem Inhalt dieser Immunität Element erhöht, Stoffwechsel normalisiert, verbessert die Aufnahme vieler Elemente, die für die menschliche Gesundheit. Die größte Menge an Kieselsäure – in Getreidekulturen, Radieschen, Buchweizen. Bringt erhebliche Vorteile für Silizium Wasser. Um zu bestimmen, ist die Anzahl und Häufigkeit der Nutzung am besten mit einem Spezialisten zu konsultieren.