propriétés silicium (élément chimique) de formule caractéristique. histoire d'ouverture Silicon

De nombreux dispositifs technologiques modernes et des appareils ont été créés en raison des propriétés uniques des substances présentes dans la nature. L'humanité par l'expérimentation et l'étude minutieuse des éléments qui nous entourent constamment mises à niveau de sa propre invention – ce processus est appelé le progrès technologique. Il est basé sur simple, accessible à tout le monde des choses qui nous entourent dans la vie de tous les jours. Par exemple, le sable, ce qu'il peut être surprenant et inhabituel? Les scientifiques ont pu isoler du silicium – un élément chimique, sans laquelle il n'y aurait pas de matériel informatique. Son champ d'application est diversifiée et est en constante expansion. Ceci est réalisé par les propriétés uniques de l'atome de silicium, de sa structure et de la possibilité de composés simples avec d'autres substances.

caractéristique

Dans le système périodique, développé D. I. Mendeleevym, silicium (élément chimique) indiquée par le symbole Si. Il fait référence aux non-métaux, est situé dans le principal du quatrième groupe de la troisième période, a le numéro atomique 14. Sa proximité de carbone n'est pas accidentelle: dans un grand nombre de leurs propriétés sont comparables. Pas trouvé dans la nature sous forme pure, comme un élément actif et a une liaison suffisamment forte avec l'oxygène. Matériau de base – de la silice, qui est un oxyde et les silicates (sable). Lorsque ce silicium (son composé naturel) est l'un des éléments chimiques les plus courants dans le monde entier. la teneur en fraction massique de celui-ci est la deuxième à l'oxygène (plus de 28%). La couche de croûte supérieure contient du dioxyde de silicium sous la forme (cet quartz), divers types d'argiles et de sable. Le deuxième groupe le plus courant est composé de ses silicates. À une profondeur d'environ 35 km des couches de surface sont disposées des dépôts de granit et de basalte, qui comprennent des composés de silicium. La teneur en pourcentage de n'est pas compris le noyau de la terre encore sorti, mais le plus proche des couches de surface du manteau (jusqu'à 900 km) comprennent des silicates. La composition de la concentration en silicium de l' eau de mer est de 3 mg / l, sol lunaire 40% est constitué de composés. Cosmos, que l'humanité à ce jour a examiné contiennent cet élément chimique en grande quantité. Par exemple, une analyse spectrale des météorites, qui se rapproche du sol à une distance qui est disponible pour les chercheurs, a montré qu'ils sont constitués de 20% de silicium. Il y a une possibilité de formation de la vie sur la base de cet élément dans notre galaxie.

processus de recherche

Historique de la découverte de l'élément silicium chimique comporte plusieurs étapes. De nombreuses substances, systématisées Mendeleïev, utilisés par l'homme depuis des siècles. De plus, les éléments sont sous la forme naturelle, i .e. dans les composés qui n'ont pas été traitées chimiquement, et toutes leurs propriétés ne sont pas connus pour les gens. Dans le processus d'étudier toutes les caractéristiques d'une substance, il est apparu de nouvelles utilisations. Les propriétés du silicium à ce jour n'a pas été étudié jusqu'à la fin – cet élément est suffisamment grand et divers d'applications laisse place à de nouvelles découvertes pour les futures générations de scientifiques. La technologie moderne va accélérer considérablement ce processus. Au XIXe siècle, de nombreux chimistes célèbres ont essayé d'obtenir un silicium pur. Pour la première fois, il était possible de faire Tenaru L. et J. Gay-Lussac en 1811, mais la découverte de l'élément appartient à J. Berzelius, qui a pu identifier non seulement la substance, mais aussi pour le décrire. Chemist Suède a obtenu silicium en 1823, pour cela, il utilise le sel de potassium et de potassium métallique. La réaction a eu lieu dans le catalyseur sous la forme de chaleur. La substance simple résultante de couleur gris-brun est un silicium amorphe. Cristal élément pur a été obtenu en 1855 Sainte-Kler Devilem. La complexité est directement liée à l'attribution d'une haute résistance liaisons atomiques. Dans les deux cas, la réaction chimique est un procédé de purification des impuretés, les modèles amorphes et cristallins ont des propriétés différentes.

Silicium: élément chimique prononciation

Le premier nom de la poudre résultante – Kizel – a été proposé par Berzelius. Au Royaume-Uni et le silicium aux Etats-Unis et aujourd'hui a été appelés silicium (silicium) ou de silicone (silicone). Le terme dérive du mot latin « silex » (ou « pierre »), et dans la plupart des cas, il est lié au concept de « terre » en raison d'une large diffusion dans la nature. Prononciation russe du produit chimique est différente, tout dépend de la source. Il a été appelé silice (Zakharov appliqué le terme en 1810), la Sicile (1824, Dvigubsky, Soloviev), de la silice (1825, peur), et seulement en 1834, le chimiste russe allemand Ivanovitch Gess introduit un nom jusqu'à présent utilisé la plupart des sources – silicium. Le périodique Mendeleïev système qu'il symbole désigné Si. Comment lire le silicium élément chimique? De nombreux chercheurs des pays anglophones prononcent son nom comme « B » ou utiliser le mot « silicone ». D'où le nom mondialement célèbre de la vallée, qui est une recherche et la fabrication de plate-forme de matériel informatique. population russophone se réfère à l'élément de silicium (du mot grec « falaise montagne »).

Être dans la nature: champs

systèmes de montagne entières composées de composés du silicium, qui ne se trouve sous une forme pure, parce que tous les minéraux connus sont des dioxydes ou des silicates (aluminosilicates). La beauté étonnante des pierres utilisées par les gens comme matériau décoratif – il opales, améthystes, type de quartz, jaspe, calcédoine, agate, cristal de roche, cornaline et bien d'autres. Ils sont formés en raison de l'apparition des différents composés du silicium qui ont déterminé la densité, la structure, la couleur et la direction d'utilisation. Revue mondiale inorganique peut être associé au même élément chimique, dans lequel l'environnement forme des liaisons solides avec des métaux ou des métaux (zinc, le magnésium, le calcium, le manganèse, le titane et ainsi de suite. D.). En comparaison avec d'autres substances, le silicium assez facilement accessible pour l'extraction à l'échelle industrielle: il se trouve dans la plupart des types de minerais et de minéraux. Par conséquent, les dépôts activement minées sont liés aux sources les plus abordables de l'énergie que les grappes territoriales de la matière. Quartzites et du sable de quartz sont disponibles dans tous les pays. La plupart des grands fabricants et fournisseurs de silicium sont: la Chine, la France, la Norvège, États-Unis (Virginie-Occidentale, l'Ohio, l'Alabama, New York), Australie, Afrique du Sud, le Canada, le Brésil. Tous les fabricants utilisent une variété de façons, qui dépendent du type de produit (technique, semi-conducteurs, haute teneur en silicium). Élément chimique enrichi en plus ou, purifié de tous les types d'impuretés a des propriétés individuelles dont dépend de son utilisation ultérieure. Cela vaut également pour la substance. Structure de silicium définit la portée de son application.

Historique de l'utilisation

Très souvent, en raison de la similitude des noms de personnes confondent le silicium et le silex, mais ces concepts ne sont pas identiques. Nous sommes clairs. Comme déjà mentionné, dans la nature, le silicium ne se trouve pas dans sa forme pure, ne peut pas être dit au sujet de ses connexions (la même silice). Les principaux minéraux et roches se sont formées du dioxyde que nous considérons la substance – est du sable ( l' eau et la silice), le quartz et quartzites, feldspath et silex. Celui-ci avait entendu doit avoir tout, parce qu'il est donné une grande importance dans l'histoire de l'humanité. Avec ce lien les outils de pierre par les humains au cours de l'âge de pierre. Ses arêtes vives résultant de l'écaillage de la roche, facilite grandement le travail des femmes au foyer anciens, et la possibilité d'aiguiser – chasseurs et pêcheurs. Flint n'a pas eu la force de produits métalliques, mais les instruments ont échoué pourrait facilement être remplacé. Son utilisation comme un silex a duré plusieurs siècles – jusqu'à l'invention de sources alternatives.

En ce qui concerne les réalités d'aujourd'hui, les propriétés du silicium permettent d'exploiter le matériel pour la décoration ou la création de la vaisselle en céramique, avec, en plus d'une belle apparence esthétique, il a un certain nombre d'excellentes qualités fonctionnelles. Une direction distincte de son application en raison de l'invention du verre il y a environ 3000 ans. Cet événement a permis de créer des miroirs, des plats, la mosaïque en verre teinté de composés contenant du silicium. Formule substances initiales complétées composants nécessaires, ce qui permet au produit pour obtenir la couleur désirée et l'effet sur la résistance du verre. beauté incroyable et la variété des œuvres d'art ont été faites par un homme de minéraux et de pierres contenant du silicium. Les propriétés curatives de cet élément ont été décrits par les scientifiques de l'antiquité et utilisé tout au long de l'histoire de l'humanité. Ils ont jeté les puits pour le stockage de l'eau potable pour les produits utilisés dans la vie quotidienne et en médecine. La poudre obtenue par broyage a été appliquée sur les plaies. Une attention particulière a été accordée à l'eau qui insiste dans un pot en composés contenant du silicium. Composition d'élément chimique en interaction avec elle, permettant ainsi le nombre de détruire les bactéries pathogènes et des micro-organismes. Et ce n'est pas tous les secteurs où nous envisageons la substance est très, très en demande. la structure de silicium provoque sa multifonctionnalité.

propriétés

Pour plus de détails sur les caractéristiques du matériau, il est nécessaire de considérer, compte tenu de toutes les propriétés possibles. élément plan des caractéristiques chimiques de silicium comprennent des propriétés physiques, des paramètres électriques, les composés de l'étude et les conditions de réaction, et ainsi de leur passage. G. silicium sous la forme cristalline a une couleur gris foncé avec un reflet métallique. réseau cubique centré face de carbone ressemble (diamant), mais en raison de la plus grande longueur des liens est pas aussi forte. Plastique , il fait la chaleur jusqu'à 800 ^{° C,} dans d' autres cas, il reste fragile. Les propriétés physiques du silicium en font substance unique: elle est transparente au rayonnement infrarouge. Point de fusion – 1410 ⁰ C et l'ébullition – 2600 ⁰ C, la densité dans les conditions normales – 2330 kg / m ^3. La conductivité thermique est pas constante pour les différents échantillons , il est reçu dans une valeur approximative de 25 ⁰ C. Les propriétés de l'atome de silicium permettent son utilisation en tant que semi – conducteur. De telles applications sont les plus en demande dans le monde d'aujourd'hui. L'ampleur de conductivité influence la composition du silicium et des éléments, sont en liaison avec eux. Ainsi, pour une conductivité électronique améliorée sont utilisés l'antimoine, l'arsenic, le phosphore, pour perforé – aluminium, le gallium, le bore, l'indium. Lors de la création des dispositifs à base de silicium est utilisé en tant que traitement de surface de guidage avec l'agent, ce qui affecte le fonctionnement de l'appareil.

Les propriétés du silicium comme un excellent conducteur utilisé très largement dans l'instrument moderne. Il est particulièrement important de son utilisation dans la fabrication d'équipements sophistiqués (par exemple, des appareils informatiques modernes, ordinateurs).

Silicium: élément chimique caractéristique

Dans la plupart des cas, le silicium est tétravalent, il y a aussi la communication dans laquelle il peut être réglé sur deux. Dans des conditions normales, il est peu actif, est composé solide à la température ambiante ne peut réagir avec le fluor dans l'état d'agrégat gazeux. Cela est dû à l'effet de blocage film de surface de dioxyde, que l'on observe dans l'interaction avec l'oxygène ambiant ou de l'eau. Pour stimuler les réactions nécessaires à l'utilisation d'un catalyseur: une augmentation de la température est idéal pour une substance tel que le silicium. Élément chimique réagit avec l' oxygène à 400-500 ⁰ C, ce qui entraîne des augmentations de film de dioxyde, le processus d'oxydation. Lorsque la température est portée à 50 ⁰ C , la réaction avec le brome, le chlore, l' iode, de sorte que les tétrahalogénures volatils formés. Avec des acides silicium ne réagit pas, à l'exception d'un mélange d'acide fluorhydrique et nitrique, alors que toute alcalin dans un état chauffé est de solvant. Silanes produites uniquement par décomposition de siliciures dans la réaction avec de l'hydrogène ne pénètre pas. La plus haute résistance et des composés chimiques différents passivité avec du bore et du carbone. résistance élevée aux alcalis et aux acides, avec un composé de l' azote, qui se produit à des températures supérieures à 1000 ⁰ C. Les siliciures sont obtenus par réaction avec des métaux, et dans ce cas dépend de la valence de l'élément complémentaire, qui représente le silicium. substance de formule formé avec la participation d'un métal de transition est résistant aux acides. La structure de l'atome de silicium affecte directement ses propriétés et la capacité d'interagir avec d'autres éléments. Le processus de formation de liaisons dans la nature et lorsqu'ils sont exposés à la substance (dans le laboratoire, l'environnement industriel) diffère de manière significative. Structure de silicium assume son activité chimique.

structure

La structure du circuit de l'atome de silicium a ses propres caractéristiques. Le noyau de charge 14, ce qui correspond au numéro de séquence dans le système périodique. Le nombre de particules chargées: protons – 14; électron – 14; neutrons – 14. La structure du circuit d'atomes de silicium est la suivante: Si 14) 2) 8) 4. Le dernier (niveau d'électrons externe) sont 4 qui détermine le degré d'oxydation avec le signe « + » ou « – ». L' oxyde de silicium a la formule SiO ₂ (valence 4+), un composé d'hydrogène volatil – SiH ₄ (valence de -4). Une grande quantité d'atomes de silicium peuvent, dans certains composés ont un nombre de coordination de 6, par exemple un composé avec un atome de fluor. Masse molaire – 28 rayon atomique – 132 ps, la configuration de la couche électronique: 1S 2S ^{2 2 2 6} 3S 2P 3P ^2.

application

Tensio-actifs ou du silicium dopé entièrement est utilisé comme semi-conducteur lors de la création de plusieurs, y compris la précision, des dispositifs (par exemple, des cellules solaires, des transistors, redresseurs et t. D.). silicium ultra pur est utilisé pour créer des cellules solaires (énergie). Type de cristal unique est utilisé pour la fabrication d'un miroir et d'un gaz laser. Des composés de silicium de verre obtenu, carreaux de céramique, céramique, porcelaine et faïence. La variété des types de biens produits est difficile à décrire, leur exploitation se produit dans la vie quotidienne, dans l'art et la science, dans le lieu de travail. Le ciment résultant est la matière première pour créer des mélanges et des matériaux de finition en briques. Répartition des huiles, des lubrifiants à base de composés de silicone peut réduire considérablement le frottement dans les parties mobiles de nombreux mécanismes. Siliciures en raison des propriétés uniques contre des milieux agressifs (acides, températures) sont largement utilisés dans l'industrie. Leurs indicateurs électriques, nucléaires et chimiques tiennent compte des experts sur les productions complexes, joue un rôle non négligeable et la structure de l'atome de silicium.

Nous avons répertorié les plus high-tech et de pointe à l'application de la date. Le plus courant, qui est produite en grande quantité de silicium technique est utilisée de plusieurs façons:

1. Comme matière première pour la production d'une substance pure.
2. Pour allier l'industrie métallurgique: la présence de silicium augmente la réfractarité, améliore la résistance à la corrosion et de résistance mécanique (avec un excès de cet élément, l'alliage peut devenir trop fragile).
3. En tant que désoxydant pour éliminer l'excès d'oxygène dans le métal.
4. Matières premières pour la production de silanes (composés de Si par des matières organiques).
5. Pour la production d'hydrogène d'un alliage de silicium-fer.
6. Production de panneaux solaires.

Grande valeur de la substance et le fonctionnement normal de l'organisme humain. Structure de silicium, ses propriétés sont dans ce cas décisif. Dans ce cas, un excédent ou l'absence de conduit à des maladies graves.

Le corps humain

La médecine pendant une longue période en utilisant du silicium comme bactéricide et antiseptique. Mais avec tous les avantages de l'extérieur cet élément doit être constamment renouvelé dans le corps humain. Le niveau normal de son contenu permettra d'améliorer la vie en général. En cas d'absence de plus de 70 oligo-éléments et de vitamines, ils sont métabolisés par le corps, ce qui est nettement plus faible résistance à une variété de maladies. Le pourcentage le plus élevé de silicium est observée dans l'os, de la peau, des tendons. Il joue le rôle d'un élément structurel qui soutient la force et donne de l'élasticité. Tous les tissus durs du squelette formé aux dépens de ses composés. À la suite des études récentes ont montré une teneur en silicium dans les reins, le pancréas et les tissus conjonctifs. Le rôle de ces organismes dans le fonctionnement du corps est assez grand, réduisant ainsi son contenu est l'impact négatif sur de nombreux indicateurs clés de la vie. Le jour avec de la nourriture et le corps de l'eau devrait recevoir 1 gramme de silicium – ce qui permettra d'éviter les maladies possibles telles que l'inflammation de la peau, ramollissement des os, la formation de pierres dans le foie, les reins, la vision brouillée, les cheveux et les conditions des ongles, l'athérosclérose. Quand un niveau suffisant de la teneur de cet élément augmente l'immunité, le métabolisme normalise, améliore l'absorption de nombreux éléments nécessaires pour la santé humaine. La plus grande quantité de silice – dans les cultures de céréales, les radis, le sarrasin. Apportera des avantages considérables à l'eau de silicium. Pour déterminer le nombre et la fréquence de son utilisation est préférable de consulter un spécialiste.