Πυριτίου και ενώσεις του. Silicon στη φύση. Η χρήση του πυριτίου

Ένα από τα πιο δημοφιλή στην τέχνη και τη βιομηχανία των στοιχείων είναι το πυρίτιο. Αυτό οφείλει ασυνήθιστες ιδιότητες. Σήμερα υπάρχουν πολλές διαφορετικές ενώσεις αυτού του στοιχείου, οι οποίοι παίζουν σημαντικό ρόλο στη σύνθεση και τη δημιουργία των τεχνικών προϊόντων, υαλικά, γυαλί, εξοπλισμός, δομικά υλικά, κοσμημάτων και άλλες βιομηχανίες.

Γενικά χαρακτηριστικά του πυριτίου

Αν λάβουμε υπόψη τη θέση του πυριτίου του περιοδικού συστήματος, είναι δυνατόν να πούμε:

1. IV βρίσκεται στην κύρια υποομάδες της ομάδας.
2. Ο αριθμός ακολουθίας 14.
3. Ατομική μάζα 28.086.
4. Το χημικό σύμβολο Si.
5. Όνομα - πυριτίου, ή στη Λατινική - πυριτίου.
6. Η ηλεκτρονική διαμόρφωση του 4ε εξωτερικού στρώματος: 2ε: 8e.

Το κρυσταλλικό πλέγμα του πυριτίου είναι παρόμοιο με το πλέγμα διαμαντιού. Οι κόμβοι διατάσσονται άτομα, τον τύπο του - ένα πρόσωπο-με επίκεντρο κυβικό. Ωστόσο, λόγω της μεγαλύτερης μήκος των επικοινωνίας φυσικές ιδιότητες του πυριτίου διαφέρουν έντονα από τις ιδιότητες της τροποποίησης αλλοτροπικός άνθρακα.

Φυσικές και χημικές ιδιότητες

Υπάρχουν δύο αλλοτροπικός τροποποίηση του στοιχείου: άμορφο και κρύσταλλο. Είναι πολύ παρόμοια. Ωστόσο, όπως συμβαίνει με άλλα υλικά, η κύρια διαφορά μεταξύ τους - το πλέγμα κρυσταλλικού πυριτίου.

Στην περίπτωση αυτή, οι δύο εκδόσεις - μια σκόνη σε διάφορα χρώματα.

1. Κρυσταλλικό πυρίτιο είναι ένα λαμπερό σκούρο γκρι σκόνη-όπως το μέταλλο. Η δομή του αντιστοιχεί σε διαμάντια, αλλά διαφορετικές ιδιότητες. Διαθέτει:

• ευθραυστότητα?
• χαμηλή σκληρότητα?
• ιδιότητες ημιαγωγών?
• Η θερμοκρασία τήξης των 1415 ⁰ C?
• πυκνότητα 2,33 g / cm ^3?
• η θερμοκρασία βρασμού του 2700 ⁰ C.

χημική δραστηριότητα της είναι χαμηλό σε σύγκριση με άλλες αλλοτροπικός μορφή.

2. άμορφο πυρίτιο - καφέ καφέ σκόνη, έχει τη δομή silnorazuporyadochennogo διαμάντι. Η αντιδραστικότητα είναι αρκετά υψηλή.

Σε γενικές γραμμές, θα πρέπει να σημειωθεί ότι αντιδρούν αντιπάθειες πυριτίου. Για να καταστεί αντιδράσει, οι αναγκαίες θερμοκρασία όχι μικρότερη από 400-500 ⁰ C. Διάφορες χημικές ενώσεις που σχηματίζονται πυριτίου υπό αυτές τις συνθήκες. Όπως:

• οξείδια?
• αλογονίδια?
• αυτοκτονίες?
• νιτρίδια?
• βορίδια?
• καρβίδια.

Ίσως η αλληλεπίδραση του πυριτίου με νιτρικό οξύ ή ένα άλκαλι, η οποία ονομάζεται διαδικασία εγχάραξης. Ευρεία σιλικόνες, τα οποία είναι πλέον όλο και πιο συχνές.

Όντας στη φύση

Το πυρίτιο βρίσκεται φυσικά σε ένα αρκετά σημαντικό ποσό. Είναι στη δεύτερη θέση μετά την επικράτηση του οξυγόνου. κλάσμα βάρους του είναι περίπου 30%. Θαλασσινό νερό περιέχει επίσης ένα ενεργό στοιχείο σε μία συγκέντρωση 3 mg / L. Ως εκ τούτου, δεν μπορούμε να πούμε ότι το πυρίτιο στη φύση - είναι ένα σπάνιο στοιχείο.

Αντιθέτως, υπάρχουν πολλά διαφορετικά πετρώματα και μέταλλα, ως μέρος των οποίων εντάσσεται και από την οποία μπορεί να εξαχθεί. Οι πιο κοινές ενώσεις φυσικών πυριτίου είναι:

1. Silica. Ο χημικός τύπος SiO _2. Υπάρχει αρκετά μια ποικιλία των μορφών των ορυκτών και πετρωμάτων στη βάση του: την άμμο, πυρόλιθο, άστριο, χαλαζία, ορεία κρύσταλλος, αμέθυστος, χαλκηδόνιος, κορνεόλη, οπάλιο, ίασπη, και άλλα.
2. Πυριτικά και πυριτικά άλατα αργιλίου. Καολίνης, άστριο, μίκα, άλατα πυριτικό οξύ, αμίαντος, τάλκης.

Έτσι, η διαφορά ευρέως στη φύση πυριτίου και ενώσεις του είναι δημοφιλείς και η ζήτηση για τους ανθρώπους να χρησιμοποιούν για τεχνικούς λόγους.

Silicon και οι ενώσεις του

Από καθαρή θεωρείται ότι υπάρχει στοιχείο δεν μπορεί, ως εκ τούτου, έχουν διαφορετική σημασία των ενώσεων της. Από τη χημική άποψη, μπορεί να είναι τρεις κατάσταση οξείδωσης +2, +4, -4. Προχωρώντας από αυτό, και επίσης λόγω της αδράνειας τους, αλλά κυρίως κατά τη δομή κρυσταλλικού πλέγματος, παράγει τα εξής κύρια είδη ουσιών:

• δυαδική ενώσεις με μη-μέταλλα (σιλάνιο, καρβίδιο, νιτρίδιο, φωσφορούχο, και ούτω καθεξής?
• οξείδια?
• πυριτικό οξύ?
• πυριτικά άλατα μετάλλων.

Ας εξετάσουμε πόσο σημαντική είναι η σιλικόνη και οι ενώσεις του, είναι η πιο συνηθισμένη και δημοφιλής για τους ανθρώπους.

οξείδια πυριτίου

Υπάρχουν δύο τύποι ουσιών που εκφράζεται από τον τύπο:

• SiO?
• SiO _2.

Ωστόσο, το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο έχει διοξείδιο. Υπάρχει στη φύση με τη μορφή της ένα πολύ όμορφο ημιπολύτιμους λίθους:

• αχάτη?
• χαλκηδόνιος?
• οπάλιο?
• κορνεόλη?
• ίασπις?
• Αμέθυστος?
• στρας.

Η χρήση του πυριτίου υπό τη μορφή αυτή έχει βρει εφαρμογή του στην παρασκευή του κοσμήματος. Απίστευτα όμορφα χρυσά και ασημένια κοσμήματα φτιαγμένα με αυτά τα ημιπολύτιμους και ημιπολύτιμους λίθους.

Μερικές παραλλαγές του πυριτίου:

• χαλαζία?
• ποτάμι και χαλαζιακή άμμο ?
• πυριτόλιθο?
• αστρίους.

Η χρήση του πυριτίου σε τέτοιους τύπους εφαρμοστεί στον τομέα των κατασκευών, της μηχανικής, των ηλεκτρονικών, χημική βιομηχανία, τη μεταλλουργία. Μαζί, οι αναγραφόμενες οξείδια αναφέρονται σε μία μόνο ουσία - διοξείδιο του πυριτίου.

Karbid Kremniya και η χρήση του

Πυριτίου και ενώσεις του - ένα υλικό του μέλλοντος και της παρούσας. Ένα τέτοιο υλικό είναι το καρβίδιο του πυριτίου ή καρβίδιο του στοιχείου. Ο χημικός τύπος του SiC. Εμφανίζεται στη φύση ως το ορυκτό moissanite.

Στην καθαρή μορφή του άνθρακα και ένωση πυριτίου - είναι όμορφο, διαφανείς κρύσταλλοι, αδαμαντοειδούς δομή. Ωστόσο, για τεχνικούς λόγους χρησιμοποιείται βαμμένα σε πράσινο και μαύρο χρώμα υλικό.

Κύρια χαρακτηριστικά της ουσίας, επιτρέποντας τη χρήση του στη βιομηχανία, την τεχνολογία, τη χημική βιομηχανία, τα εξής:

• ευρύ ημιαγωγών χάσμα?
• πολύ υψηλή αντοχή (7 κλίμακα Mohs) ?
• ανθεκτικό σε υψηλές θερμοκρασίες?
• άριστη elektroustoychivost και θερμική αγωγιμότητα.

Όλα αυτά επιτρέπει τη χρήση του καρβιδίου του πυριτίου ως λειαντικό υλικό στη μεταλλουργία και χημική σύνθεση. LEDs Επίσης, βασίζεται παράγουν ένα ευρύ φάσμα δράσης, τα μέρη στο γυαλί κλίβανο, ακροφύσια, δάδες, κοσμήματα (moissanite εκτιμηθεί FIANITE ανωτέρω).

Σιλανίου και η σημασία του

ένωση πυριτίου υδρογόνο είναι σιλάνιο και το όνομα δεν μπορεί να ληφθούν με άμεση σύνθεση από υλικά έναρξης. Για να ληφθεί η διάφορα μεταλλικά χρησιμοποιούνται πυριτιδίων, τα οποία υποβάλλονται σε επεξεργασία με οξύ. Ως αποτέλεσμα, το σιλάνιο αέριο απελευθερώνεται και σχηματίζει ένα άλας μετάλλου.

Είναι ενδιαφέρον το γεγονός ότι η εν λόγω ένωση δεν έχει κατασκευάσει ποτέ μόνοι. Πάντα στην αντίδραση ενός μίγματος μονο-, δι- και Trisilane στην οποία τα άτομα πυριτίου συνδέονται μεταξύ τους σε αλυσίδες.

Σχετικά με τις ιδιότητες των ενώσεων αυτών - ισχυροί αναγωγικοί παράγοντες. Οι ίδιοι έτσι εύκολα οξειδώνεται από οξυγόνο, μερικές φορές εκρηκτικά. Βίαιη αντίδραση με αλογόνα πάντα με πολλή απελευθέρωσης ενέργειας.

Η εφαρμογή των παρακάτω σιλάνια:

1. Αντιδράσεις της οργανικής σύνθεσης, ως αποτέλεσμα του οποίου, είναι σημαντικό να σιλικόνες - σιλικόνη, καουτσούκ, στεγανωτικών, λιπαντικά, γαλακτώματα και άλλα.
2. Μικροηλεκτρονικής (οθόνες LCD, ολοκληρωμένη τεχνική διαγράμματα, κλπ).
3. Υψηλή πολυπυριτίου καθαρότητας.
4. Οδοντιατρική προσθετική.

Έτσι, οι σιλάνια στο σύγχρονο κόσμο είναι υψηλή.

Πυριτικό οξύ και πυριτικά άλατα

Υδροξείδιο του στοιχείου - είναι διαφορετικά πυριτικά. διακρίνονται:

• μετα?
• o?
• πολυπυριτίου και άλλα οξέα.

Όλοι τους έχουν κοινά χαρακτηριστικά - την ακραία ανισορροπία σε ελεύθερη κατάσταση. Είναι εύκολα αποσυντίθεται από τη θερμότητα. Υπό κανονικές συνθήκες, υπάρχουν βραχύβια, μετατρέποντας πρώτα σε ένα κολλοειδές διάλυμα και στη συνέχεια ένα πήκτωμα. Μετά την ξήρανση, τα πηκτώματα διοξειδίου του πυριτίου, οι εν λόγω δομές που ονομάζονται. Χρησιμοποιούνται ως προσροφητικών στα φίλτρα.

Σημαντικό από την άποψη της βιομηχανίας, είναι τα άλατα των πυριτικών οξέων - πυριτικά. Αποτελούν τη βάση της προετοιμασίας των εν λόγω ουσιών, όπως:

• γυαλί?
• σκυροδέματος?
• τσιμέντο?
• ζεόλιθος?
• καολίνη?
• πορσελάνη?
• πήλινα?
• κρύσταλλο?
• κεραμικά.

Πυριτικά αλκαλιμετάλλου - διαλυτό, το υπόλοιπο - όχι. Ως εκ τούτου, το πυριτικό νάτριο και κάλιο ονομάζεται ποτήρι νερό. Κανονική κόλλα χαρτικά - αυτό είναι το άλας νατρίου του πυριτικού οξέως.

Αλλά οι πιο ενδιαφέρουσες ενώσεις είναι όλοι το ίδιο ποτήρι. Ποια μόνες επιλογές για αυτήν την ουσία, καμία ιδέα! Σήμερα, λόγω χρώματος, οπτική, επιλογές ματ. Γυάλινα είναι τρομάζοντας το μεγαλείο και την ποικιλομορφία της. Κατά την προσθήκη ορισμένων μετάλλων και Αμέταλλα οξειδίων στο μείγμα μπορεί να ληφθεί μία ποικιλία τύπων γυαλιού. Μερικές φορές ακόμη και η ίδια σύνθεση, αλλά διαφορετικά ποσοστά των συστατικών οδηγεί σε μια διαφορά στις ιδιότητες της ουσίας. Παραδείγματα είναι πορσελάνη και ψαμμόλιθος υλικά, τα οποία τύπου SiO ₂ * Al ₂ O ₃ * K ₂ O.

Γυαλί χαλαζία - είναι μια μορφή υψηλής καθαρότητας προϊόντος, του οποίου η σύνθεση περιγράφεται ως διοξείδιο του πυριτίου.

στην ανακάλυψη ενώσεων πυριτίου

Τα τελευταία χρόνια, μελέτες έχουν δείξει ότι πυριτίου και ενώσεις του - τα πιο σημαντικά συμμετέχοντες στην κανονική κατάσταση των ζωντανών οργανισμών. ανεπάρκεια C ή περίσσεια ενός δεδομένου στοιχείου που σχετίζεται ασθένειες όπως:

• καρκίνο?
• φυματίωση?
• αρθρίτιδα?
• καταρράκτη?
• λέπρα?
• δυσεντερία?
• ρευματισμούς?
• ηπατίτιδα και άλλα.

διαδικασίες γήρανσης ίδιοι συνδέονται επίσης με την ποσοτική περιεκτικότητα πυριτίου. Πολυάριθμες πειράματα σε θηλαστικά έχουν δείξει ότι η έλλειψη ενός ιού στοιχείου έχοντας καρδιακές προσβολές, εγκεφαλικά επεισόδια, ο καρκίνος και η ηπατίτιδα C ενεργοποιείται.