Silicio (elemento químico) propiedades fórmula característico. historia inicial de silicio

Muchos dispositivos y aparatos tecnológicos modernos se han creado debido a las propiedades únicas de las sustancias que se encuentran en la naturaleza. La humanidad por la experimentación y el estudio cuidadoso de los elementos que nos rodean actualiza constantemente su propia invención – este proceso se le llama progreso tecnológico. Se basa en el simple, accesible a todo el mundo las cosas que nos rodean en la vida cotidiana. Por ejemplo, la arena, lo que puede resultar sorprendente e inusual? Los científicos fueron capaces de aislarlo del silicio – un elemento químico, sin la cual no habría ningún equipo informático. Su campo de aplicación es diversa y está en constante expansión. Esto se consigue mediante las propiedades únicas de átomo de silicio, su estructura y la posibilidad de compuestos simples con otras sustancias.

característica

En el sistema periódico, desarrollado D. I. Mendeleevym, silicio (elemento químico) indicado por el símbolo de Si. Se refiere a los no metales, se encuentra en el principal el cuarto grupo del tercer período, tiene el número atómico 14. Su proximidad al carbono no es accidental: en muchas de sus propiedades son comparables. No existe en la naturaleza en forma pura, como un elemento activo y tiene una suficientemente fuerte unión con el oxígeno. Material de base – de sílice, que es un óxido, y silicatos (arena). Cuando esto silicio (su compuesto natural) es uno de los elementos químicos más comunes en el mundo. contenido de fracción de masa de segundo es sólo para oxígeno (más de 28%). La capa de corteza superior contiene dióxido de silicio en la forma (esto cuarzo), diversos tipos de arcillas y arena. El segundo grupo más común se compone de sus silicatos. A una profundidad de unos 35 km de las capas superficiales se disponen depósitos de granito y basalto, que incluyen compuestos de silicio. El contenido en porcentaje del núcleo de la tierra no es descubierto todavía, pero más cerca de las capas superficiales de la capa (hasta 900 km) comprender silicatos. La composición de la concentración de agua de mar de silicio es de 3 mg / l, suelo lunar 40% consiste en compuestos. Cosmos, que la humanidad hasta la fecha ha examinado contienen este elemento químico en grandes cantidades. Por ejemplo, el análisis espectral de meteoritos, que se acerca al suelo a una distancia que está disponible para los investigadores, se ha demostrado que se componen de 20% de silicio. Hay una posibilidad de formación de la vida sobre la base de este elemento en nuestra galaxia.

proceso de investigación

Historia del descubrimiento del elemento químico silicio tiene varias etapas. Muchas sustancias, sistematizadas Mendeleev, utilizados por la humanidad durante siglos. Además, los elementos están en la forma natural, i .e. en compuestos que no han sido tratados químicamente, y todas sus propiedades no eran conocidos a las personas. En el proceso de estudiar todas las características de una sustancia que apareció nuevos usos. Las propiedades del silicio hasta la fecha no se han estudiado hasta el final – este elemento es suficientemente amplia y diversa gama de aplicaciones deja espacio para nuevos descubrimientos para las futuras generaciones de científicos. La tecnología moderna se acelerará significativamente este proceso. En el siglo XIX, muchos famosos químicos han estado tratando de obtener un silicio puro. Por primera vez fue posible hacer Tenaru L. y J. Gay-Lussac en 1811, pero el descubrimiento del elemento pertenece a J. Berzelius, que fue capaz no sólo para identificar la sustancia, sino también para describirlo. Químico de Suecia puso de silicio en 1823, para ello utilizó potasio metálico y la sal de potasio. La reacción tuvo lugar en el catalizador en forma de calor. La sustancia de color simple gris-marrón resultante es un silicio amorfo. elemento puro cristal se obtuvo en 1855 Sainte-Kler Devilem. La complejidad está directamente relacionada con la asignación de una alta resistencia a los enlaces atómicos. En ambos casos, la reacción química se dirige a un proceso de purificación de las impurezas, los modelos amorfos y cristalinos tienen diferentes propiedades.

Silicio: pronunciación elemento químico

El primer nombre del polvo resultante – Kizel – fue propuesto por Berzelius. En el Reino Unido y los Estados Unidos de silicio y hoy en día se conoce como el silicio (Silicio) o silicona (silicona). El término deriva de la palabra latina "flint" (o "piedra"), y en la mayoría de los casos está ligado al concepto de "tierra" debido a una amplia difusión en la naturaleza. Pronunciación rusa de la química es diferente, todo depende de la fuente. Fue llamado sílice (Zakharov aplica el término en 1810), Sicilia (1824, Dvigubsky, Soloviov), sílice (1825, miedo), y sólo en 1834, el químico ruso alemán Ivanovich Gess introduce un nombre que hasta ahora se utiliza la mayoría de las fuentes – silicio. La periódica de Mendeleyev Sistema de él símbolo designado de Si. Cómo leer el silicio elemento químico? Muchos estudiosos de los países de habla Inglés pronuncian su nombre como "B" o usan la palabra "silicona". De ahí el nombre de fama mundial del valle, que es una investigación y fabricación de la plataforma de hardware del equipo. población de habla rusa se refiere al elemento de silicio (de la palabra griega "Acantilado de la montaña").

Estar en la naturaleza: los campos

sistemas de montaña entera componen de compuestos de silicio, que no se encuentra en una forma pura, porque todos los minerales conocidos son dióxidos o silicatos (aluminosilicatos). La increíble belleza de las piedras utilizadas por la gente como un material ornamental – que los ópalos, amatistas, tipo de cuarzo, jaspe, calcedonia, ágata, cristal de roca, cornalina y muchos otros. Se forman debido a la ocurrencia de los diversos compuestos de silicio que determinaron la densidad, estructura, color y la dirección de uso. Revisar mundo inorgánico puede estar asociada con el mismo elemento químico, en el que el medio ambiente forma enlaces fuertes con metales o metales (zinc, magnesio, calcio, manganeso, titanio y así sucesivamente. D.). En comparación con otras sustancias, silicio bastante fácilmente accesible para la extracción a escala industrial: se encuentra en la mayoría de tipos de menas y minerales. Por lo tanto, los depósitos minadas activamente están vinculados a las fuentes más económicas de energía que la de los grupos territoriales de la materia. Cuarcitas y arena de cuarzo están disponibles en todos los países. La mayoría de los principales fabricantes y proveedores de silicio son: China, Francia, Noruega, Estados Unidos (Virginia Occidental, Ohio, Alabama, Nueva York), Australia, África del Sur, Canadá, Brasil. Todos los fabricantes utilizan una variedad de formas, que dependen del tipo de producto (técnica, de semiconductores, de alta silicio). Elemento químico enriquecido adicionalmente o alternativamente, purificada a partir de todos los tipos de impurezas tiene propiedades individuales de los cuales depende de su uso adicional. Esto también se aplica a la sustancia. estructura de silicio define el alcance de su aplicación.

Historia de uso

Muy a menudo, debido a la similitud de los nombres de las personas confunden el silicio y el pedernal, pero estos conceptos no son idénticos. Tenemos claro. Como ya se ha mencionado, en la naturaleza, el silicio no se encuentra en su forma pura, no se puede decir de sus conexiones (la misma sílice). Los principales minerales y rocas forman dióxido estamos considerando la sustancia – es arena (agua y sílice), cuarzo y cuarcita, feldespato y pedernal. Este último había oído debe tener todo, porque se da una gran importancia en la historia de la humanidad. Con esta atar las herramientas de piedra por los seres humanos durante la Edad de Piedra. Sus bordes afilados resultantes del astillado de la roca madre, facilita enormemente el trabajo de las antiguas amas de casa, y la posibilidad de afilar – cazadores y pescadores. Flint no tenía la fuerza de los productos de metal, pero los instrumentos fallidos podría ser fácilmente reemplazado. Su uso como un pedernal duró muchos siglos – hasta la invención de fuentes alternativas.

Con respecto a las realidades de hoy, las propiedades del silicio hacen que sea posible explotar el material para la decoración o la creación de vajillas de cerámica, con, además de un buen aspecto estético, tiene una serie de excelentes cualidades funcionales. Una dirección separada de su aplicación debido a la invención del vidrio hace aproximadamente 3000 años. Este evento proporciona una oportunidad para crear espejos, platos, mosaico vidrieras de compuestos que contienen silicio. sustancias iniciales fórmula suplementada componentes necesarios, permitiendo que el producto para dar el color deseado y el efecto sobre la resistencia del vidrio. Increíble belleza y variedad de obras de arte fueron hechas por un hombre de minerales y piedras que contienen silicio. Las propiedades curativas de este elemento han sido descritos por los científicos de la antigüedad y utilizado en toda la historia de la humanidad. Se colocan los pozos para el almacenamiento de agua potable para los productos utilizados en la vida cotidiana y en la medicina. El polvo obtenido por molienda se aplicó a las heridas. Se prestó especial atención al agua que insiste en un crisol hecho de compuestos que contienen silicio. composición de elementos químicos interactuó con ella, permitiendo que el número de destruir las bacterias y microorganismos patógenos. Y eso no es todos los sectores en los que estamos considerando la sustancia es muy, muy de la demanda. estructura de silicio provoca su multifuncionalidad.

propiedades

Para más detalles sobre las características del material que es necesario considerar, teniendo en cuenta todas las posibles propiedades. características químicas elemento de silicio plan incluyen propiedades físicas, parámetros eléctricos, los compuestos de estudio y condiciones de reacción, por lo que su pasaje. G. de silicio en la forma cristalina tiene un color gris oscuro con un brillo metálico. Centrada en las caras red cúbica de carbono se asemeja (diamante), pero debido a la mayor longitud de los enlaces no es tan fuerte. Plástico que hace calor hasta 800 ^{° C,} en otros casos, sigue siendo frágil. Las propiedades físicas de silicio hacen sustancia verdaderamente único: es transparente a la radiación infrarroja. Punto de fusión – 1410 ⁰ C y el punto de ebullición – 2600 ⁰ C, la densidad en condiciones normales – 2330 kg / m ^3. La conductividad térmica no es constante para las diversas muestras que se recibe en un valor aproximado de 25 ⁰ C. Las propiedades de la átomo de silicio permiten su uso como un semiconductor. Estas aplicaciones son de mayor demanda en el mundo actual. La magnitud de la conductividad influye en la composición de silicio y elementos, son en conjunto con ellos. Así, por conductividad electrónica mejorada se utilizan antimonio, arsénico, fósforo, para perforado – aluminio, galio, boro, indio. Al crear dispositivos con silicio se utiliza como un tratamiento de superficie de guía con el agente, que afecta al funcionamiento del aparato.

Las propiedades de silicio como un excelente conductor usado bastante extensamente en el instrumento moderno. Especialmente importante su uso en la fabricación de equipos sofisticados (por ejemplo, dispositivos informáticos modernos, computadoras).

Silicio: típico elemento químico

En la mayoría de los casos, el silicio es tetravalente, también hay comunicación en la que se puede fijar a dos. En condiciones normales, se poco activo, tiene un fuerte compuesto a temperatura ambiente sólo puede reaccionar con flúor en el estado de agregación gaseoso. Esto es debido a la película superficial efecto Dióxido de bloqueo, que se observa en la interacción con el oxígeno del ambiente o el agua. Para estimular las reacciones necesarias para utilizar un catalizador: un aumento de temperatura es ideal para una sustancia tal como el silicio. Elemento químico reacciona con el oxígeno a 400-500 ⁰ C, dando por resultado aumentos de película de dióxido de, el proceso de oxidación. Cuando la temperatura se eleva a 50 ⁰ C, la reacción con bromo, cloro, yodo, con lo que forman tetrahaluros volátiles. Con ácidos de silicio no reacciona, con la excepción de una mezcla de ácido fluorhídrico y nítrico, mientras que cualquier alcalino en un estado calentado es disolvente. Silanes producidos solamente por descomposición de siliciuros en la reacción con hidrógeno no entra en ella. Los compuestos más altos de resistencia y químicas difieren pasividad con boro y carbono. Alta resistencia a los álcalis y ácidos, con un compuesto de nitrógeno, que se produce a temperaturas superiores a 1000 ⁰ C. Los siliciuros se obtienen por reacción con metales, y en este caso depende de la valencia del elemento complementario, que muestra de silicio. sustancia Fórmula formado con la participación de un metal de transición es resistente a los ácidos. La estructura del átomo de silicio afecta directamente a sus propiedades y la capacidad de interactuar con otros elementos. El proceso de formación de enlaces en la naturaleza y cuando se exponen a la sustancia (en el laboratorio, el medio ambiente industrial) difiere significativamente. estructura de silicio asume su actividad química.

estructura

La estructura de circuito del átomo de silicio tiene sus propias características. El núcleo de carga 14, que corresponde al número de secuencia en el sistema periódico. El número de partículas cargadas: protones – 14; electrón – 14; neutrones – 14. La estructura de circuito de átomos de silicio es la siguiente: Si 14) 2) 8) 4. En el último nivel de electrones (externo) son 4 que determina el grado de oxidación con el signo "+" o "-". El óxido de silicio tiene la fórmula SiO ₂ (valencia 4+), un compuesto de hidrógeno volátil – SiH ₄ (valencia de -4). Gran cantidad de átomos de silicio pueden, en algunos compuestos tienen un número de coordinación de 6, tal como un compuesto con flúor. Masa molar – 28 atómica radio – 132 ps, la configuración de capa de electrones: 1S 2S ^{2 2 2} 3S ⁶ 2P 3P ^2.

solicitud

Tensioactivos o de silicio totalmente dopado se utiliza como el semiconductor sobre la creación de muchos, incluyendo precisión, dispositivos (por ejemplo, células solares, transistores, rectificador y t. D.). Ultrapura de silicio se utiliza para crear células solares (energía). Tipo de cristal único se utiliza para la fabricación de espejos y un gas láser. compuestos de silicio de cristal obtenido, baldosas de cerámica, cerámica, porcelana y loza. La variedad de tipos de bienes producidos es difícil de describir, su explotación se produce en la vida cotidiana, en el arte y la ciencia, en el lugar de trabajo. El cemento resultante es la materia prima para crear mezclas y materiales de acabado de ladrillo. Distribución de los aceites, lubricantes a base de compuestos de silicona puede reducir significativamente la fricción en las partes móviles de muchos mecanismos. Siliciuros debido a las propiedades únicas en contra medios agresivos (ácidos, temperaturas) son ampliamente utilizados en la industria. Sus indicadores eléctricos, nucleares y químicas tienen en cuenta los expertos en producciones complejas, no juega ningún papel pequeño y la estructura del átomo de silicio.

Hemos enumerado las más alta tecnología y avanzado a la fecha de solicitud. El más común, que se produce en grandes cantidades de silicio técnica se utiliza de varias maneras:

1. Como materia prima para la producción de una sustancia pura.
2. Para aleación industria metalúrgica: la presencia de silicio aumenta la refractariedad, mejora la resistencia a la corrosión y resistencia mecánica (con un exceso de este elemento, la aleación puede llegar a ser demasiado frágil).
3. Como desoxidante para eliminar el exceso de oxígeno del metal.
4. Materias primas para la producción de silanos (Si los compuestos con sustancias orgánicas).
5. Para la producción de hidrógeno de aleación de silicio-hierro.
6. La producción de paneles solares.

Valor grande de la sustancia y para el funcionamiento normal del organismo humano. estructura de silicio, sus propiedades son en este caso decisivo. En este caso, un exceso o falta de ella conduce a enfermedades graves.

El cuerpo humano

La medicina desde hace mucho tiempo el uso de silicio como un agente bactericida y antiséptico. Sin embargo, con todos los beneficios del uso al aire libre de este elemento debe renovarse constantemente en el cuerpo humano. El nivel normal de su contenido va a mejorar la vida en general. En caso de una falta de más de 70 elementos traza y vitaminas que son metabolizados por el cuerpo, que es significativamente más baja resistencia a una variedad de enfermedades. El mayor porcentaje de silicio se observa en los huesos, piel, tendones. Él juega el papel de un elemento estructural que soporta la fuerza y da elasticidad. Todo el tejido duro del esqueleto formado a expensas de sus compuestos. Como resultado de estudios recientes encontrado un contenido de silicio en el riñón, el páncreas y los tejidos conectivos. El papel de estos cuerpos en el funcionamiento del cuerpo es bastante grande, por lo que reduce su contenido es impacto perjudicial sobre muchos de los indicadores clave de los medios de vida. El día con la comida y el cuerpo de agua debe recibir 1 gramo de silicio – esto ayudará a evitar posibles enfermedades tales como la inflamación de la piel, de ablandamiento de los huesos, la formación de piedras en el hígado, los riñones, visión borrosa, el cabello y las condiciones de las uñas, la aterosclerosis. Cuando un nivel suficiente del contenido de esta inmunidad elemento aumenta, normaliza el metabolismo, mejora la absorción de muchos elementos necesarios para la salud humana. La mayor cantidad de sílice – en cultivos de cereales, los rábanos, el trigo sarraceno. Traerá beneficios significativos para el agua de silicio. Para determinar el número y la frecuencia de su uso es mejor consultar con un especialista.