Silicon (химийн элемент) шинж онцлог томъёо. Silicon нээлтийн түүх

Олон Орчин үеийн технологийн тоног төхөөрөмж болон аппаратуудыг улмаас байгаль олж бодисын өвөрмөц шинж бий болсон байна. туршилтын биднийг эргэн тойронд элементийн анхааралтай судалснаар хүн төрөлхтөн байнга өөрийн бүтээл хүргэхийн - энэ үйл явц нь технологийн дэвшил гэж нэрлэдэг. Энэ нь өдөр тутмын амьдралд нь биднийг эргэн тойронд хүн бүр зүйлсийг хүртээмжтэй, энгийн дээр тулгуурласан байдаг. Жишээ нь, элс, юу нь гайхалтай, ер бусын байж чадах вэ? химийн элемент бөгөөд ямар ч компьютер тоног төхөөрөмж байхгүй байх байсан - Эрдэмтэд цахиур үүнийг тусгаарлаж чадсан юм. Хэрэглэх Түүний талбар янз бөгөөд байнга тэлж байна. Энэ нь цахиурын атом, түүний бүтэц, бусад бодис нь энгийн нэгдлүүд боломжийг өвөрмөц шинж хүрч байна.

онцлог

-Д үе үе систем, Д. I. Mendeleevym, цахиурын боловсруулсан (химийн элемент) тэмдэг Si заасан. Энэ нь, төрийн бус металл, гурав дахь үеийн гол дөрөв дэх бүлэг байрладаг хэлнэ нүүрстөрөгчийн 14. Түүний ойрхон санамсаргүй биш юм атомын дугаар нь: тэдний шинж чанар олон харьцуулж байгаа юм. идэвхтэй элемент, цэвэр хэлбэрээр байгаль дээр олж, хүчилтөрөгч нь хангалттай хүчтэй бонд байдаг байх. Үндсэн материал - цахиурын нь исэл бөгөөд силикатууд (элс). Энэ цахиурын (байгалийн нийлмэл) нь дэлхийн хамгийн түгээмэл химийн элементүүдийн нэг юм бол. Хэрэв масс хэсэг агуулга нь зөвхөн хүчилтөрөгч (28-аас дээш%) нь хоёр дахь нь юм. дээд царцдас давхарга хэлбэрээр цахиурын давхар исэл (энэ кварц), шаварлаг, элс төрөл бүрийн агуулдаг. Хоёр дахь хамгийн түгээмэл бүлэг нь силикатын хүртэл хийсэн байна. гадаргуу давхаргын 35 орчим км-ийн гүнд боржин болон базальт орд, цахиурын нэгдлүүд зэрэг зохион байгуулсан байна. Дэлхийн цөм хувь агуулга нь хараахан олж мэдсэн биш юм, харин мантийн гадаргуу давхаргын хамгийн ойр (900 км хүртэл) силикатын бүрдэнэ. Далайн цахиурын агууламж найрлага нь 3 мг / л байна сарны хөрсний 40% нь нэгдлийн бүрдэнэ. Космос, өнөөг хүртэл хүн төрөлхтөн шалгаж байна их хэмжээгээр энэ химийн элементийг агуулсан байдаг. Жишээ нь, спектрийн шинжилгээ хийх Солирын, судлаачид байдаг зайд газар хүрч, тэд цахиур 20% бүрдэнэ гэж харуулж байна. Манай галактикийн энэ элементийн үндсэн дээр амьдрал үүсэх боломжтой байдаг.

эрдэм шинжилгээний үйл явц

химийн элемент цахиурын илрүүлсэн түүх хэд хэдэн үе шат байдаг. Олон бодис, Менделеев системтэй, олон зууны турш хүн төрөлхтний хэрэглэдэг. Түүнээс гадна, элементүүд нь байгалийн хэлбэрээр байдаг, би .e. нэгдлүүдийг тэр химийн эмчилж чадахгүй байх байсан, мөн тэдний бүх шинж чанар нь ард түмэнд тодорхой бус байна. бодисын бүх боломжуудыг судлах явцад тэрээр шинэ хэрэглээг үзэгдэв. Өнөөг хүртэл цахиурын шинж эцэс хүртэл судалж чадаагүй байна - энэ элемент хангалттай програмууд нь өргөн, янз бүрийн хүрээ нь эрдэмтдийн хойч шинэ нээлт нь өрөөнд орхидог. Орчин үеийн технологи нь энэ үйл явцыг ихээхэн хурдасгах болно. XIX зуунд олон алдарт химич цэвэр цахиур авах гэж оролдож байна. анх удаа энэ нь 1811 онд Tenaru L. ба Ж. Gay-Lussac хийх боломжтой байсан ч элементийн нээлт Ж. Berzelius, түүнийг тайлбарлах нь мөн нь зөвхөн бодисыг тодорхойлох боломжтой, гэхдээ байсан хамаарагдана. Шведийн химич, 1823 онд цахиур болсон энэ тэрээр металл кали болон калийн давс хэрэглэдэг. урвалын дулааны хэлбэрээр катализатор боллоо. үр дүнд нь энгийн бодис бор саарал өнгө нь аморф цахиур юм. Кристал цэвэр элемент 1855 Сент-Kler Devilem авсан байна. нарийн төвөгтэй шууд өндөр бат бэх атомын бондын хуваарилах холбоотой юм. Аль ч тохиолдолд, химийн урвал хольц нь цэвэршүүлэх үйл явц чиглэсэн байна, аморф ба талст загварууд өөр өөр шинж чанартай байдаг.

Silicon: химийн элемент дуудлага

Kizel - - үр дүнд нь нунтаг нэр Berzelius санал болгож байна. Их Британи болон АНУ-д цахиур, өнөөдөр цахиур мэт (Silicium) эсвэл силиконоор (Silicon) гэж нэрлэдэг байжээ. цаг латин үг "цахиур" (эсвэл "чулуу") үүссэн бөгөөд ихэнх тохиолдолд энэ нь улмаас байгаль өргөн тархах нь үзэл баримтлал "газар" холбоотой юм. химийн ОХУ-ын дуудлага бүх эх сурвалжаас шалтгаална, өөр юм. Тэр цахиурын гэж нэрлэдэг байсан, Сицилийн (1824, Dvigubsky, Solovyov), цахиур (1825, айдас) (Zakharov 1810 онд нэр томъёог хэрэглэх), зөвхөн 1834 онд ОХУ-ын химич Германы Иванович Gess одоо хүртэл ашиглаж байсан нь нэрийг танилцуулна хамгийн эх сурвалж - цахиурын. Ээлжит Mendeleyev систем тэрээр томилогдсон бэлэг тэмдэг Si. химийн элемент цахиур хэрхэн унших вэ? Англи хэлээр ярьдаг орнуудын Олон эрдэмтэд "Б" гэж түүний нэрийг хэлэх, эсвэл үгийг "силикон" ашиглаж байна. Тиймээс хөндийд, компьютер тоног төхөөрөмжийн тавцан нь судалгаа, үйлдвэрлэл нь дэлхийн алдартай нэр. Орос хэлээр ярьдаг хүн амын цахиурын элемент (грек үг "хад уулын" -аас) хэлнэ.

шинж чанартай байх: салбарт

Бүхлээр нь уулын систем, цахиурын нэгдлүүд, цэвэр хэлбэрээр олж чадаагүй байна бүрдсэн бүх мэдэгдэж байгаа ашигт малтмал dioxides эсвэл силикатууд (алюминосиликат) байдаг учраас. Энэ opals, amethysts, кварц төрөл, хаш, манан, оникс, рок болор, carnelian болон бусад олон - гоёл чимэглэлийн материал болгон хүмүүс хэрэглэж чулуугаар гайхамшигтай гоо сайхан. Тэд улмаас нягтрал, бүтэц, өнгө, ашиглах чиглэлийг тодорхойлсон янз бүрийн цахиурын нэгдлүүд үүссэн байгуулагдсан байна. органик бус ертөнцийг хянаж ижил химийн элементийн, байгаль орчин металл буюу металл (цайр, магни, кальци, манган, титан гэх мэт. Д.) хүчтэй бонд бүрдүүлж нь холбоотой байж болох юм. бусад бодистой харьцуулахад, цахиурын нэлээн хялбар аж үйлдвэрийн хэмжээнд олборлох: Энэ хүдэр, эрдэс ихэнх төрлийн байдаг. Тиймээс идэвхтэй олборлох орд илүү асуудлаар нутаг дэвсгэрийн кластер нь эрчим хүчний хамгийн хямд эх үүсвэртэй холбоотой. Quartzites болон кварц элс, бүх улс оронд байдаг. Ихэнх томоохон үйлдвэрлэгчид болон цахиурын нийлүүлэгч нь: Хятад, Франц, Норвеги, Америкийн Нэгдсэн Улс (Баруун Виржини, Огайо, Алабама, Нью-Йорк), Австрали, Өмнөд Африк, Канад, Бразил. Бүх үйлдвэрлэгчид арга зам, бүтээгдэхүүн (техникийн, хагас дамжуулагч, өндөр цахиурын) төрлөөс хамаарч янз бүрийн ашигладаг. Үүнээс гадна, эсвэл өөр нэг арга нь баяжуулсан Химийн элемент, хольц нь бүх төрлийн цэвэршүүлсэн нь цаашид ашиглах хамаардаг хувь хүний шинж чанартай байдаг. Энэ нь бодисын хамаарна. Silicon бүтэц түүний үйлчлэх хүрээг тодорхойлдог.

ашиглалтын түүх

Маш олонтаа, учир нь хүмүүсийн нэрийг төстэй цахиур болон цахиур чулуу холих, харин эдгээр үзэл баримтлал ижил биш юм. Бид тодорхой байна. Урьд нь дурдагдсаны адил шинж чанартай, цахиурын өөрийн цэвэр хэлбэрээр олж байгаа бол, түүний холболт (нэг цахиурын) гэж хэлж болохгүй. гол эрдэс, чулуулаг бий диоксид бид бодис гэж бодож байгаа - элс (ус, цахиурын), кварц, кварцит юм хээрийн жонш болон цахиур чулуу. Энэ нь хүн төрөлхтний түүхэн дэх хамгийн их ач холбогдол өгч байгаа, учир нь сүүлийн бүх ёстой сонссон. Энэ нь чулуун зэвсгийн үед хүний үйл чулуун багаж уя. анчид загасчидын - суурь чулуулгийн тайрч үр дүнд түүний хурц ирмэг, их эртний гэрийн эзэгтэй ажлыг ба сууриа боломжийг олгодог. Цахиур чулуу металл бүтээгдэхүүний хүч чадал байхгүй байсан ч чадаагүй зэмсэг амархан сольж болно. цахиур чулуу, түүний хэрэглээ олон зуун үргэлжилсэн - өөр эх үүсвэрийн шинэ бүтээл хүртэл.

Өнөөдрийн бодит хувьд, цахиурын шинж боломжтой, засал чимэглэл болон керамик Бар бий болгох материалыг ашиглах, сайхан, гоо зүйн үзэмж гадна, энэ нь маш сайн үйл ажиллагааны чанар нь хэд хэдэн хамт хийдэг. улмаас 3000 орчим жилийн өмнө шил бүтээл өөрийн хэрэглэх нь тусдаа чиглэл. Энэ үйл явдал толь, аяга таваг, цахиур агуулсан нэгдлүүд Будаж шилэн мозайк бий болгох боломжийг олгосон. Формула эхний бодис бүтээгдэхүүн шилэн хүч чадал дээр хүссэн өнгө, үр нөлөө өгөх боломж олгож, шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэмж. Гайхамшигт гоо сайхан, урлагийн бүтээлийг олон төрлийн цахиур агуулсан ашигт малтмал, чулуу нь хүний хийсэн байна. Энэ элементийн эдгээх шинж чанар нь эртний эрдэмтэд тодорхойлсон бөгөөд хүн төрөлхтний түүхийн туршид ашиглаж байна. Тэд өдөр тутмын амьдрал болон анагаах ухаанд хэрэглэдэг бүтээгдэхүүний ус хадгалах ундны худаг гаргаж тавив. нунтаглах олж авсан нунтаг шарх хэрэглэж байна. Ялангуяа цахиур агуулсан нэгдлүүд хийсэн саванд шаардаж ус төлсөн байна. Химийн элементийн найрлага тоо эмгэг төрүүлэгч нян, бичил биетний устгах боломжийг олгож үүн харьцдаг. Тэгээд гэсэн үг биш маш эрэлт хэрэгцээтэй байгаа нь бид бодис гэж бодож байгаа бол бүх салбар юм. цахиурын бүтэц нь multifunctionality шалтгаан болж байна.

шинж чанар

материалын боломжуудын талаар илүү дэлгэрэнгүй мэдээллийг энэ нь харгалзан боломжит бүх шинж чанарыг авч үзэх шаардлагатай байна. Төлөвлөгөө элемент цахиурын химийн шинж чанар нь физик шинж, цахилгааны параметрийг, судалгаа нэгдлүүд болон урвалын нөхцөл, тиймээс тэдний аялал багтана. Талст хэлбэрээр Г. Silicon металл туяатай нь хар саарал өнгөтэй байдаг. төстэй нүүрстөрөгч (Diamond) куб сүлжээ нүүр төвтэй, харин улмаас холбоосууд илүү урттай шиг хүчтэй биш юм. Хуванцар энэ нь 800 ^{° С} дулаан ^{хүртэл,} бусад тохиолдолд, энэ нь хэврэг хэвээр байна вэ. цахиурын физик шинж чанар Энэ бол үнэхээр өвөрмөц бодисыг хийх: Энэ нь хэт ягаан туяаны цацраг, ил тод байна. Хайлах цэг - 1410 ⁰ С, буцлах - 2600 ⁰ С, хэвийн нөхцөлд нягтрал - 2330 кг / м ^3. Дулаан дамжуулалтын энэ нь цахиурын атомын шинж чанар нь хагас дамжуулагч болгон түүний хэрэглээг зөвшөөрдөг 25 ⁰ С-ийн ойролцоо үнэ цэнийн хүлээн авсан төрөл бүрийн дээжийг тогтмол биш байна. Ийм програмууд нь өнөөгийн дэлхийн эрэлт хамгийн их байдаг. дамжуулах магнитудын цахиур болон элементийн найрлагыг нөлөөлж, тэдний хамт байдаг. хөнгөн цагаан, gallium, бор, индий - Тэгэхээр, сайжруулсан электрон дамжуулах нь сурьма, хүнцэл, фосфор, цоолсон ашиглаж байна. цахиурын бүхий төхөөрөмжийг үүсгэх үед төлөөлөгч, аппарат үйл ажиллагааг нөлөөлөх нь гарын авлага гадаргуу эмчилгээ болгон ашиглаж байна.

маш сайн удирдаач гэж цахиурын шинж чанар орчин үеийн хэрэгслийн нэлээд өргөн хэрэглэдэг. боловсронгуй тоног төхөөрөмж (жишээ нь, орчин үеийн тооцоолон бодох төхөөрөмж, компьютер) үйлдвэрлэхэд нэн чухал түүний хэрэглээ.

Silicon: шинж чанар нь химийн элемент

Ихэнх тохиолдолд, цахиурын tetravalent байна, бас ямар Энэ нь хоёр тохируулж болно харилцаа холбоо юм. Энэ нь муу идэвхтэй байх нь хэвийн нөхцөлд зөвхөн хийн нийт муж дахь фтор урвалд орж болно өрөөний температурт хүчтэй нэгдэл юм. Энэ нь хаах нөлөө давхар ислийн гадаргуу кино, орчны хүчилтөрөгч, эсвэл усаар харилцан ажиглагдаж байна холбоотой юм. нь катализатор хэрэглэх шаардлагатай урвал дэмжихийн тулд: температурын өсөлт зэрэг цахиур зэрэг бодисын хувьд хамгийн тохиромжтой юм. Химийн элемент давхар ислийн кино нэмэгдэж, исэлдэх үйл явцыг үр дүнд 400-500 ⁰ С-хүчилтөрөгчтэй урвалд ордог. температур Бром, хлор, иод, дэгдэмхий tetrahalides бий түүгээр нь урвалыг 50 ⁰ С хүртэл өсгөсөн бол. хүчил, фторын болон азотын хүчлийн холимогт бусад нь цахиурын хариу үйлдэл нь халсан мужийн аль ч шүлтийн уусмал юм бол биш юм. устөрөгч нь урвалын зөвхөн silicides задрал гаргасан силанууд оруулж байна. хамгийн их хүч чадал, химийн нэгдлүүд бор ба нүүрс нь passivity ялгаатай байна. silicides металлаар урвалын авсан байна 1000 ⁰ С дээш температурт явагддаг бөгөөд энэ тохиолдолд нэмэлт элемент, цахиур харуулж valency хамаардаг азотын нэгдэл бүхий шүлт болон хүчил өндөр эсэргүүцэл. шилжилтийн металл оролцоотойгоор бий болсон Формула бодисын хүчил тэсвэртэй байдаг. цахиурын атомын бүтэц нь шууд түүний шинж чанар болон бусад элементүүдийн харилцан чадвар нөлөөлдөг. шинж чанартай бондыг үүсэх үйл явц, бодисын ил үед (лабораторид, аж үйлдвэрийн орчин) ихээхэн ялгаатай. Silicon бүтэц нь түүний химийн үйл ажиллагаа гэж үздэг.

бүтэц

цахиурын атомын хэлхээний бүтэц нь өөрийн гэсэн шинж чанартай байдаг. цэнэг үндсэн 14, үе үе систем дэх дараалал тоог харгалзана. цэнэгтэй бөөмсийн тоо: протон - 14; электрон - 14; "-" Si +14) 2) 8) 4. Өнгөрсөн (гадаад) электрон түвшинд тэмдэг "+" эсвэл исэлдэлтийн түвшинг тодорхойлдог 4 нь: - нейтрон цахиурын атомын 14. хэлхээний бүтэц дараах байдалтай байна. SiH ₄ (-4 нь валентын) - цахиурын исэл томъёо SiO ₂ (валентын 4+) нь дэгдэмхий устөрөгчийн нэгдэл байна. Зарим нэгдлүүд нь цахиурын атомын болох их хэмжээний ийм фтор бүхий нэгдэл болох 6 зохицуулалтын тоо байдаг. Молийн масс - 28 атомын радиус - 132 Жич, электрон бүрхүүлийн тохиргоо: 1S 2S ^{2 2} 3S ^{2 6} 2P 3P ^2.

програм

Гадаргуугийн болон бүрэн doped цахиурын маш олон нарийн, төхөөрөмжүүд гэх мэт (жишээ нь, нарны эс, транзистор, шулуутгагч, Т. Д.) үүсгэхэд хагас дамжуулагч болгон ашиглаж байна. Ультра цахиур нарны эс (эрчим хүч) үүсгэхэд ашиглагддаг байна. Санал нэг болор толь үйлдвэрлэл болон лазер хий ашигласан байна. Silicon нэгдлүүд авсан шил, керамик хавтанцар, ваар, шаазан болон шавар. үйлдвэрлэсэн барааны төрөл бүрийн тэдний ашиглалтын өдөр тутмын амьдралд, урлаг, шинжлэх ухаан, ажлын байран дахь тохиолддог, тайлбарлахад хэцүү юм. үр дүнд цемент холилдож болон тоосгон өнгөлгөөний материал бий болгох түүхий эд юм. тос хуваарилалт, силикон нэгдэл дээр суурилсан тос тосолгооны материал нэлээд олон арга замуудын хөдөлж хэсэгт үрэлтийг багасгаж болно. түрэмгий хэвлэл мэдээллийн лангуун (хүчил, температур) өвөрмөц шинж улмаас Silicides өргөн салбарт ашиглаж байна. Тэдний цахилгаан, цөмийн болон химийн үзүүлэлт цогц үйлдвэрлэл дээр мэргэжилтнүүд анхааралдаа авч, цахиурын атомын ямар ч жижиг үүрэг, бүтэц гүйцэтгэдэг.

Бид мэдлэгийн хамгийн эрчимтэй, дэвшилтэт технологийг өнөөг хүртэл бүртгүүлсэн. Техникийн цахиурын их хэмжээгээр үйлдвэрлэсэн хамгийн түгээмэл аргыг хэд хэдэн аргаар ашиглаж байна:

1. Цэвэрлэгч бодис үйлдвэрлэх түүхий эд бол.
2. Металлургийн салбарын хайлшийг хайлуулахын тулд цахиурын үлдэгдэл нь хугарах чанарыг нэмэгдүүлдэг, зэврэлт, механик хүчийг эсэргүүцэх чадварыг нэмэгдүүлдэг (энэ элементийн илүүдэлтэй, хайлш хэтэрхий хэврэг байж болно).
3. Металлаас ил гарсан хүчилтөрөгчийг зайлуулах дезодизаторын хувьд.
4. Силан үйлдвэрлэх түүхий эд (органик бодис бүхий цахиурын нэгдлүүд).
5. Цахиурын хайлшаас төмрийн хүдрийг үйлдвэрлэхэд зориулагдсан.
6. Нарны хавтан үйлдвэрлэл

Энэ бодисын үнэ цэнэ нь хүний бие махбодийн хэвийн үйл ажиллагаанд маш их тустай. Цахиурын бүтэц, түүний шинж чанар нь энэ тохиолдолд шийдвэрлэх арга юм. Энэ тохиолдолд илүүдэл буюу дутагдалтай тал нь ноцтой өвчинд хүргэдэг.

Хүний биед

Анагаах ухаан удаан хугацааны туршид цахиурыг нян устгах, ариутгах бодис болгон ашиглаж ирсэн. Гэхдээ гаднах хэрэглээний бүх ашиг тусын тулд энэ элемент нь хүний биед байнга шинэчлэгдэж байх ёстой. Түүний агуулгын хэвийн түвшин ерөнхийдөө амьдралыг сайжруулна. Үүний дутагдалтай тохиолдолд 70 гаруй бичил биетэн, витаминууд бие махбодид шингэхгүй байх бөгөөд энэ нь янз бүрийн өвчинд тэсвэртэй болно. Цахиур, цахиур, шөрмөс нь цахиурын хамгийн өндөр хувийг эзэлдэг. Энэ нь хүч чадлыг хадгалж, мэдрэмжийг бий болгодог бүтцийн элементийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Бүх араг ясны хатуу эдүүд түүний нэгдлүүд үүсдэг. Сүүлийн үеийн судалгаануудын үр дүнд цахиурын цахиурын агууламж, нойр булчирхай, холбогч эдүүд илрэв. Бие махбодийн үйл ажиллагаанд эдгээр эрхтнүүдийн гүйцэтгэх үүргийн хэмжээ хангалттай, ингэснээр түүний агуулгыг багасгах нь амьдралын олон үндсэн үзүүлэлтийн хувьд сүйрэлд хүргэх болно. Хоол хүнс, усаар өдөрт 1 гр цахиурыг хүлээн авах хэрэгтэй. Энэ нь арьсанд үрэвсэх, ясыг зөөлрүүлэх, элэг, бөөр, нүдний хараа, үс, хумс, атеросклерозын зэрэг өвчнөөс зайлсхийхэд тусалдаг. Энэ элементийн агуулгын хангалттай түвшинд дархлаа нэмэгдэж, бодисын солилцооны үйл явц хэвийн болсноор хүний эрүүл мэндэд зайлшгүй шаардлагатай олон элементийг шингээх болно. Цахиурын хамгийн их хэмжээ - үр тариа, улаан лууван, сагамхай. Их хэмжээний ашиг нь цахиурын усыг авчирдаг. Ашиглах тоо, давтамжийг тодорхойлохын тулд мэргэжилтэнтэй зөвлөлдөнө.