Silicon en zijn verbindingen. Silicium in de natuur. Het gebruik van silicium

Een van de meest populair in de kunst en de industrie van de elementen is silicium. Dat het dankt zijn bijzondere eigenschappen. Vandaag zijn er veel verschillende verbindingen van dit element, die een belangrijke rol bij de synthese en de creatie van technische producten, glaswerk, glas, apparatuur, bouwmaterialen, sieraden en andere industrieën te spelen.

Algemene kenmerken van silicium

Als we kijken naar de positie van silicium in het periodiek systeem, is het mogelijk te zeggen:

1. IV ligt in de belangrijkste subgroepen van de groep.
2. Het volgnummer 14.
3. Atoommassa 28,086.
4. Het chemische symbool Si.
5. Name - silicium, of in het Latijn - silicium.
6. De elektronenconfiguratie van de buitenlaag 4e: 2e: 8e.

Het kristalrooster silicium is vergelijkbaar met de diamant rooster. De knooppunten zijn ingericht atomen, het type - a face-centered cubic. Echter, vanwege de grotere lengte van de communicatie fysische eigenschappen van silicium sterk afwijken van de eigenschappen van koolstof allotropic modificatie.

Fysische en chemische eigenschappen

Er zijn twee allotropic modificatie van het element: amorf en kristal. Ze zijn zeer vergelijkbaar. Echter, zoals bij andere materialen, het belangrijkste verschil daartussen - de kristallijn silicium rooster.

In dit geval, beide versies - een poeder van verschillende kleuren.

1. Kristallijn silicium een glanzende donkergrijs poederachtig metaal. De structuur komt overeen met diamant, maar verschillende eigenschappen. Het heeft:

• kwetsbaarheid;
• lage hardheid;
• halfgeleidereigenschappen;
• De smelttemperatuur van 1415 ⁰ C;
• dichtheid van 2,33 g / ^cm3;
• de kooktemperatuur van 2.700 ⁰ C.

De chemische activiteit is laag in vergelijking met andere allotropic vorm.

2. Amorf silicium - bruin poeder, de structuur silnorazuporyadochennogo diamant. Reactiviteit hoog genoeg is.

In het algemeen moet worden opgemerkt dat silicium nadelen reageren. Te laten reageren, nodig temperatuur van ten minste 400-500 ⁰ C. Verschillende chemische verbindingen gevormd van silicium onder deze omstandigheden. Zoals:

• oxiden;
• halogeniden;
• zelfmoorden;
• nitriden;
• boriden;
• carbiden.

Misschien is de interactie van silicium met salpeterzuur of base, die een etsproces wordt genoemd. Wijdverbreide siliconen, die nu komen steeds vaker voor.

Als je in de natuur

Silicium is van nature in nogal een aanzienlijk bedrag. Het is op de tweede plaats na zuurstof prevalentie. Zijn gewicht fractie is ongeveer 30%. Zeewater bevat ook een actief element in een concentratie van 3 mg / L. Daarom kunnen we niet zeggen dat silicium in de natuur - het is een zeldzaam element.

Integendeel, er zijn veel verschillende stenen en mineralen, in het kader waarvan zij optreedt en waaruit kan worden gewonnen. De meest voorkomende natuurlijke siliciumverbindingen zijn:

1. Silica. De chemische formule _SiO2. Er is nogal een verscheidenheid aan vormen van mineralen en gesteenten op zijn basis: zand, vuursteen, veldspaat, kwarts, bergkristal, amethist, robijn, carneool, opaal, jaspis, en anderen.
2. Silicaten en aluminiumsilicaten. Kaolien, veldspaat, mica, kiezelzuur zouten, asbest, talk.

Zo, de verspreiding op grote schaal in de natuur silicium en de verbindingen zijn populair en de vraag naar mensen om te gebruiken voor technische doeleinden.

Silicon en zijn verbindingen

Aangezien zuivere geacht element bestaan kan dus verschillende betekenis kwikverbindingen. Vanuit chemisch oogpunt kan het drie oxidatietoestand +2, +4 zijn, -4. Vanuit deze en ook vanwege hun traagheid, maar vooral in de kristallijne roosterstructuur, genereert de volgende belangrijke typen stoffen:

• binaire verbindingen met niet-metalen (silaan, carbide, nitride, fosfide, enzovoort;
• oxiden;
• kiezelzuur;
• metaalsilicaten.

Laten we eens kijken hoe belangrijk het silicium en de verbindingen daarvan, zijn de meest voorkomende en populaire voor mensen.

siliciumoxiden

Er zijn twee soorten stoffen uitgedrukt door de formule:

• SiO;
• _SiO2.

Echter, de meest gebruikte is dioxide. Het bestaat in de natuur in de vorm van een zeer mooie halfedelstenen:

• agaat;
• Chalcedon,
• opaal;
• carnelian;
• jasper;
• amethist;
• strass.

Het gebruik van silicium in deze vorm heeft de toepassing bij de vervaardiging van juwelen gevonden. Ongelooflijk mooie gouden en zilveren sieraden gemaakt met deze halfedelstenen en halfedelstenen.

Enkele variaties van de silica:

• kwarts;
• rivier en kwartszand ;
• vuursteen;
• veldspaat.

Het gebruik van silicium in zulke types van constructie, engineering, elektronica, chemische industrie, metallurgie uitgevoerd. Samen vormen de genoemde oxyden betrekking op een stof - silica.

Karbid Kremniya en het gebruik ervan

Silicium en verbindingen daarvan - een materiaal van de toekomst en het heden. Een dergelijk materiaal is siliciumcarbide of carbide van het element. De chemische formule van SiC. Het in de natuur als het mineraal moissanite.

In zuivere vorm van koolstof en siliciumverbinding - is mooie transparante kristallen, diamantachtige structuur. Echter, voor technische doeleinden gebruikt geschilderd in groene en zwarte kleur materiaal.

Belangrijkste kenmerken van de stof, waardoor het gebruik ervan in de industrie, technologie, de chemische industrie, de volgende:

• grote kloof halfgeleider;
• zeer hoge weerstand (7 Mohs schaal) ;
• bestand tegen hoge temperaturen;
• uitstekende elektroustoychivost en thermische geleidbaarheid.

Dit alles maakt het gebruik van siliciumcarbide als schuurmiddel in de metallurgie en chemische synthese. Ook wordt gebaseerd LEDs produceren een breed werkingsspectrum, delen de glasoven, nozzles, toortsen, sieraden (moissanite duidelijk FIANITE hierboven).

Silaan en de betekenis ervan

Waterstof siliciumverbinding silaan en de naam kan niet worden verkregen door directe synthese uit uitgangsmaterialen. De verschillende metaalsilicides gebruikt, die worden onderworpen aan zuurbehandeling verkrijgen. Hierdoor wordt het silaangas vrijgegeven en vormt een metaalzout.

Het is interessant dat de verbinding in kwestie nooit alleen heeft geproduceerd. Altijd bij de reactie van een mengsel van mono-, di- en Trisilane waarin siliciumatomen met elkaar verbonden zijn in ketens.

Op de eigenschappen van deze verbindingen - sterke reductiemiddelen. Zich dus gemakkelijk geoxideerd door zuurstof, soms explosief. Heftige reactie met halogenen altijd met veel energie release.

De toepassing van de volgende silanen:

1. Reacties van organische synthese, als gevolg waarvan het belang siliconen - silicone, rubber, afdichtmiddelen, smeermiddelen, emulsies en anderen.
2. Microelectronics (LCD-monitoren, geïntegreerde technische diagrammen, etc.).
3. Hoge zuiverheid polysilicium.
4. Tandprothesen.

Zo is de silanen in de moderne wereld is hoog.

Kiezelzuur en silicaten

Hydroxide van het element - ze zijn verschillend silica. onderscheiden:

• meta;
• o;
• polysilicium en andere zuren.

Allemaal hebben ze gemeenschappelijke kenmerken - de extreme onbalans in de vrije staat. Ze zijn gemakkelijk afgebroken door warmte. Onder normale omstandigheden, zijn er kortstondige, draaien eerst in een sol en gel. Na drogen was de silicagels dergelijke structuren genoemd. Ze worden gebruikt als adsorbentia in filters.

Belangrijk vanuit het oogpunt van de industrie, zijn de zouten van kiezelzuren - silicaten. Zij vormen de basis van de voorbereiding van dergelijke stoffen, zoals:

• glas;
• beton;
• cement;
• zeoliet;
• kaolien;
• porselein;
• aardewerk;
• kristal;
• keramiek.

Alkalimetaalsilicaten - oplosbaar, de rest - geen. Derhalve wordt de natrium- en kaliumsilicaat genoemd waterglas. Normaal briefpapier kleefstof - dit is het natriumzout van kiezelzuur.

Maar het meest interessante verbindingen zijn allemaal van hetzelfde glas. Die enige opties voor deze stof geen idee! Vandaag de dag, gezien gekleurd, optisch, matte opties. Glaswerk verrassend in zijn glans en diversiteit. Bij het toevoegen van bepaalde metalen en niet-metalen oxides aan het mengsel verschillende glassoorten te verkrijgen. Soms zelfs dezelfde samenstelling, maar verschillende percentages van bestanddelen leidt tot een verschil in eigenschappen van de stof. Voorbeelden zijn porselein en aardewerk, welke formule SiO ₂ * Al ₂ O ₃ * _K2O

Kwarts glas - is een vorm van zeer zuiver product waarvan de samenstelling wordt beschreven als silica.

in de siliciumverbindingen Discovery

In de afgelopen jaren, hebben studies aangetoond dat silicium en de verbindingen ervan - de belangrijkste deelnemers in de normale toestand van levende organismen. C deficiëntie of overmaat van een bepaald element geassocieerde ziekten zoals:

• kanker;
• tuberculose;
• arthritis;
• cataract;
• lepra;
• dysenterie;
• reuma;
• hepatitis en anderen.

Verouderingsprocessen zelf worden ook geassocieerd met de kwantitatieve inhoud van silicium. Tal van experimenten op zoogdieren hebben aangetoond dat het ontbreken van een element met hartaanvallen, beroertes, kanker en hepatitis C virus wordt geactiveerd.