PROTSESSOR? Liiv? Ja milline on teie assotsiatsioon selle sõnaga? Või võib-olla räni orus?
Mis iganes see oli, Siliconiga me näeme iga päev ja kui olete huvitatud teada, mida SI on ja mida nad söövad, ma küsin kassi.

Sissejuhatus

Olles üliõpilane, üks Moskva ülikoolide, eriala "nanomaterjalide", tahtsin tutvustada teile kallis lugeja, kõige olulisemate keemiliste elementide meie planeedi. Ma olen juba ammu valinud, kust alustada, süsiniku või räni ja kõik sama, otsustasin SI-s peatuda, sest mis tahes kaasaegse vidina süda põhineb sellel, kui saate seda muidugi väljendada. Püüan anda mõtteid väga lihtsaks ja kättesaadavaks, kirjutades seda materjali, mida ma ootasin, enamasti algajatele, aga ka rohkem arenenud inimesed saavad midagi huvitavat õppida, tahaksin öelda, et artikkel on kirjutatud ainult silmaringi laiendamiseks huvitatud. Ja nii painutage.

Silmium.

Silicon (Lat. Silmium), si, keemiline element IV perioodilise MendeleeV süsteemi rühmad; Aatomi number 14, aatomi kaal 28.086.
Looduses on element esindatud kolme stabiilse isotoobiga: 28SI (92,27%), 29SI (4,68%) ja 30SI (3,05%).
Tihedus (juures N.U.) 2,33 g / cm?
Sulamistemperatuur 1688 K

Pulber si

Ajalooline viide

Silikoonühendid, mis on maa peal laialt levinud, olid kiviajalt inimesele teada. Tööjõu ja jahi kivi tööriistade kasutamine kestis mitu aastatuhandeid. Silikoonühendite kasutamine nende töötlemisega seotud ühendite kasutamine on klaasi valmistamine - see algas umbes 3000 aastat eKr. e. (sisse Iidne Egiptus). Teiste ees kuulus ühendus Silicon - SiO2 oksiid (ränidioksiid). 18. sajandil peeti ränidioksiid lihtsaks ja omistati "maad" (peegeldub tema nimel). Silikao koostise keerukus paigaldati I. ya. Burtsellius. Esmakordselt oli 1825. aastal Silicon fluoriidi SIF4 elementaarne räni, taastades lõpliku metalli kaaliumi. Uus element anti nimi "Silia" (Lat. Silex - Flint). Vene nimi tutvustas G. I. Hess 1834. aastal.

Silicon on iseloomuliku liiva osana väga levinud

Silikooni levitamine looduses

Vastavalt maapõuedi levimusele Silicon - teine \u200b\u200b(pärast hapnikku) element, selle keskmine sisaldus litosfääris 29,5% (massi järgi). Maa kooriklooma räni mängib sama ülimalt rolli süsiniku loomade ja taimede maailmas. Geokeemia räni jaoks on oluline erakordselt vastupidav sideme hapnikuga. Umbes 12% litosfäärist on Si02 ränidioksiid kvarts mineraalsete ja selle sortide kujul. 75% litosfäärist põhinevad erinevatel silikaalide ja alumiiniosilate (põllu sfatts, vilgukad, amfiitoreid jne). Ränidioksiidi sisaldavate mineraalide koguarv ületab 400.

Siliconi füüsikalised omadused

Ma arvan, et see ei ole siin peatunud, kõik füüsikalised omadused Seal on vaba juurdepääs ja ma loetlen kõige elementaarsemalt.
Keemistemperatuur 2600 ° C
Silicon on läbipaistev pikkalaine IR-kiirte
Dielektriline konstant 11,7
Silicon kõvadus MOS 7.0
Tahaksin öelda, et räni on habras materjal, märgatav plastik deformatsioon algab temperatuuril üle 800 ° C.
Silicon on pooljuhtide, mistõttu ta leiab suurt kasutamist. Silikooni elektrilised omadused on väga sõltuvad lisanditest.

Siliconi keemilised omadused

Seal on palju muidugi võite öelda, kuid ma lõpetan kõige huvitavam. SI ühendustes (sarnane süsiniku) 4-VIENENENE.
Siliconi õhust kaitseoksiidi kile moodustumise tõttu isegi kõrgematel temperatuuridel. Hapnikuna oksüdeeritakse see 400 ° C-st, moodustades ränioksiidi (IV) Si02.
Silikoon on vastupidav hapetele ja lahustub ainult lämmastiku ja hüdrofluoriidhapete segus, see on kergesti lahustatud kuumades lahustes vesiniku vabanemisega.
Silikoon moodustab 2 hapniku sisaldavate silaanide rühma - siloksaanid ja siloksiin. Lämmastiku räni reageerib temperatuuril üle 1000 ° C, on oluline praktiline väärtus SI3N4 nitriid, mitte õhust oksüdeerides isegi 1200 ° C juures, vastupidav hapete suhtes (välja arvatud lämmastik) ja leelistad, samuti sulatatud metallid ja räbud, mis muudavad selle Väärtusliku materjali keemiatööstusele, samuti tulekindlate tootmise jaoks. Kõrge kõvadus, samuti termiline ja keemiline vastupidavus, silikoonühendid süsiniku (SIC silikoonkarbiidi) eristatakse ja boor (SIB3, SIB6, SIB12).

Silikoon

Ma arvan, et see on kõige huvitavam osa, me peatame üksikasjalikumalt.
Sõltuvalt eesmärgist eristada:
1. Silicon Elektrooniline kvaliteet (T. N. Electronic Silicon) - kõrgeima kvaliteediga räni räni sisaldus 99,999% massist, elektroonilise kujuga räni eriline elektriline takistus võib olla vahemikus umbes 0,001 kuni 150 ω cm, kuid resistentsuse väärtus tuleb esitada Ainult selle lisatud segu on E. teiste lisandite kristallide löömine, pakkudes vähemalt konkreetset elektritaskust reeglina vastuvõetamatu.
2. Silikoon päikesepaistelise kvaliteediga (nn "Sunny Silicon") - räni sisaldava räni sisaldusega 99,99 massiprotsenti fotogalvaaniliste muundurite tootmiseks kasutatud kaalu järgi (päikesepaneelid).

3. Tehniline räni - räni plokid polükristalse struktuuri, mis on saadud karbrite taastumise puhta kvarts liivast; Sisaldab 98% räni, peamine segu - süsinikut eristatakse kõrge legeerivate elementide kõrge sisaldusega - boor, fosfor, alumiinium; Põhimõtteliselt kasutatakse polükristallilise räni saamiseks.

Tehnilise puhtuse räni (95-98%) saadakse grafiidi elektroode vahelise SIO2 ränidioksiidi elektrikaaril. Seoses semiconductori tehnoloogia arendamisega töötatakse välja puhta ja eriti puhta räni saamise meetodid. See eeldab silikooni kõige puhtamate allikate ühendite esialgset sünteesi, millest räni ekstraheeritakse taaskasutamise või soojuslagunemise teel.
Polükristalne räni ("Polycremia") on kõige puhtad tööstusliku räni kõige puhtad kujul toodetud pooltooted, mis saadakse tehnilise räni puhastamise teel kloriidiga ja fluoriidimeetoditega ja mida kasutatakse mono- ja multikrüstallilise räni tootmiseks.
Traditsiooniliselt saadakse polükristalliline räni tehnilisest ränikast, edastades selle lenduvatest silaanidest (monosilaan, šlorilaanid, fluorosilaanid), järgnevate saadud silaanide eraldamisega, valitud silaani destilleerimispuhastus ja silaani vähendamine metalliliseks silikooniks.
Puhas Semiconductor Silicon saadakse kahes tüübis: polücrystalline (taastada SICL4 või Sihcl3 tsink või vesinik, termiline lagunemine SIH4 ja SIH4) ja monokristalliline (turvavöönd sulamine ja "tõmbamine" ühe kristalli sulase räni - Czokhralski meetod).

Siin näete räni kasvatamise protsessi, czoteaalse meetodi meetodit.

Czokralsky meetod - Kristallide kasvatamise meetod, tõmmates sulami suure mahu suure mahu vabast pinnast kristalliseerumise alguse algatamisega, tuues teatud struktuuri ja kristallograafilise orientatsiooni seemnekristalli (või mitme kristallide) kokkupuutesse tasuta sulami pind.

Räni kasutamine

Spetsiaalselt dopeeritud räni kasutatakse laialdaselt materjali tootmiseks pooljuhtseadmete (transistorid, termistorid, elektri alaldid, türistorid; päikesepaiste kosmoselaev, samuti palju asju igasuguseid asju).
Kuna räni on läbipaistev lainepikkusega kiirte jaoks 1 kuni 9 μm, kasutatakse seda infrapuna optika.
Siliconil on mitmesugused ja kõik laienevad rakendused. Metallurgia SI-s.
Kasutatakse hapniku eemaldamiseks lahustatud sulatatud metallides (deoksüdatsioon).
Silicon on osa Suur hulk rauasulamite ja värviliste metallide hulka.
Tavaliselt annab räni sulamid suurenenud korrosioonikindluse, parandab nende valamisomadusi ja suurendab mehaanilist tugevust; Silikooni suurema sisuga võib siiski põhjustada ebakindlust.
Rauda, \u200b\u200bvase ja alumiiniumisulamid sisaldavad riget on suurim väärtus.
Ränidioksiidi töödeldakse klaasi, tsemendi, keraamiliste, elektriliste ja muude tööstusharudega.
Ultrachaft Silicon'i kasutatakse valdavalt ühe elektrooniliste seadmete (näiteks arvuti protsessori) ja ühe kiibi mikrotsircuitide tootmiseks.
Pure räni, superhumne ränijäätmed, puhastatud metallurgiline räni kristallilise räni kujul on päikeseenergia peamine tooraine.
Monokristalliline räni - lisaks elektroonikale ja päikeseenergiale, mida kasutatakse gaasi laserite peeglite valmistamiseks.

Ultrapure räni ja selle toodangu toode

Silikoon kehas

Silikoon kehas on erinevate ühendite kujul, mis osalevad peamiselt tahkete skeletiosade ja kudede moodustumisel. Eriti palju räni saab koguda mõned meretaimed (näiteks vetikate diatoomid) ja loomade (näiteks Silinogovogovaya käsnad, radioolearies), moodustades ookeani võimsaid ränioksiidi (IV) võimasid hoiuseid. Külmade merede ja järvede, biogeense ily, rikastatud räni, troopilistes meredes on madala räni lubjakivide. Maataimede hulgas kogunevad paljud räni teravilja, harud, palmipuud, kummutid. Selgroogsete loomadega, silikoonoksiidi (IV) sisaldus tuhasetes 0,1-0,5%. Sisse suurimad kogused Silicon leiti tiheda sidekoe, neerude, kõhunäärmega. Isiku igapäevases toidus sisaldab kuni 1 g räni. Kõrge sisaldus ränioksiidi (IV) õhu tolmu juures siseneb kopsudesse ja põhjustab haiguse - silikoosi.

Järeldus

Noh, see on kõik, kui sa lugeda lõpuni ja natuke spin, siis lähete edu saavutamiseks. Loodan, et ma kirjutasin mitte asjata ja mulle meeldis postitada vähemalt keegi. Tänan tähelepanu eest.

Silicon vabas vormis rõhutati 1811 Jg. Lyusadak ja L.Reom, kui läbis räni fluoriidi auru metallkaaliumi üle, kuid seda ei kirjeldatud elemendina. Rootsi keemik Y. Bercelius 1823. aastal andis selle poolt saadud räni kirjelduse kaaliumsoola K2-plaadi töötlemisel 6 SIF 6 metallkaaliumi töötlemisel kõrgetel temperatuuridel. Uus element anti nimi "Silia" (Lat. Silex - Flint). Vene nimi "Silicon" võeti kasutusele 1834. aastal Saksa Ivanovichi vene keemik Hess. Tõlgitud dr Kreeka. krhmnoz. - "Rock, Mountain".

Looduse leidmine, kviitung:

Looduses on räni erinevate kompositsiooni dioksiidi ja silikaadi kujul. Looduslik ränidioksiid on valdavalt kvartsi kujul, kuigi on ka teisi mineraale - Crystaliseline, tridimiit, Quitt, Coisit. Amorfne ränidioksiid leidub merede ja ookeanide põhjaosade setetes - need hoiused moodustati Si02-st, mis oli osa diatomi vetikast ja mõnedest infusroriosast.
Tasuta räni saab saada kaltsineerimisel magneesiumi peene valge liivaga, mis keemiline koostis See on peaaegu puhas ränioksiid, Si02 + 2 mg \u003d 2MGO + SI. Silikoonitööstuses saadakse tehniline puhtus, taastades Meldi Si02 koksi temperatuuril umbes 1800 ° C kaalikahjudes. Nii saadud silikooni puhtus võib ulatuda 99,9% -ni (peamised lisandid - süsinik, metall).

Füüsikalised omadused:

Amorfne Silicon on pruun pulbri vorm, mille tihedus on 2.0. / cm3. Kristalliline räni on tumehall, geniaalne kristalne aine, habras ja väga tahke, kristalliseerus teemantvõre. See on tüüpiline pooljuhtide (kannab elektrit paremini kui kummi tüüpi isolaator ja halvem kui dirsty - vask). Silicon habras, ainult kuumutamisel üle 800 ° C, muutub see plastikust aineks. Huvitav on see, et räni on infrapunakiirgusele läbipaistev, alustades lainepikkusest 1,1 mikromeeter.

Keemilised omadused:

Keemiliselt räni on madalafektiivne. Toatemperatuuril reageerib see ainult gaasilise fluoriga, samas kui lendav SIF 4 räni tetrafluoriid on moodustatud. Kui kuumutate temperatuurini 400-500 ° C, reageerib räni hapnikuga dioksiidi moodustumisega kloori, broomi ja jodomiga - vastavate kergesti lenduvate tetragaloidide sihal 4 moodustumisega. Temperatuuril umbes 1000 ° C, räni reageerib lämmastiku moodustava nitriid SI3 N4, boor - termiliselt ja keemiliselt vastupidav boriidid SIB 3, SIB 6 ja SIB 12. Silicon koos vesinikuga ei reageeri otseselt.
Etch Siliconile kasutatakse pakendi ja lämmastikhapete segu kõige laialdasemalt.
Silicon lahustub kuumades leelislahustes: SI + 2KOH + H2O \u003d K2 Si03 + 2H2
Siliconi jaoks on ühendused ükskõik mil määraga oksüdatsiooniga +4 või -4.

Peamised ühendid:

Silikoondioksiid, Si02 - (Silicon anhüdriid), besmene. Kristall Aine, tulekindla (1720 s), kõrge kõvadusega. Happeoksiid, keemiliselt lokeaktiivsed, suhtleb koos paigaldamise happe ja leeliselahusega, moodustades silikaadid viimasel juhul - silikaadid. Silikaadid moodustatakse ka ränioksiidi sulamise ajal leelisega, peaoksiidide ja mõnede sooladega
Si02 + 4NaOH \u003d Na4 SiO4 + 2H20; Sio 2 + Cao \u003d CASIO 3;
Na2CO 3 + CACO 3 + 6SIO 2 \u003d Na 2 casi 6 O 14 + 2CO 2 (segatud solikaatnaatriumi kaltsium, klaas)
Silikoonhapped - Nõrk, lahustumatu, moodustub siis, kui hape lisatakse silikaatlahusele geeli (gondiandilise aine) kujul. H 4 Sio 4 (orthocremium) ja H2 SiO3 (metanremium või räni) eksisteerivad ainult lahuses ja pöördumatult muutuvad Si02 kuumutamisel ja kuivatamisel. Saadud tahke poorne toode - silikageeliSellel on arenenud pind ja seda kasutatakse gaaside adsorbendi, kuivatina, katalüsaatori ja katalüsaatori kandjana.
Silikaadid - Silikoonhappe soolad enamasti (välja arvatud naatriumi ja kaaliumsilikaadid) on vees lahustumatud. Lahustuvate silikaatide lahust allutatakse tugeva hüdrolüüsiga.
Vesinikuühendid - süsivesinike analoogid, siray, ühendid, milles räni aatomid on ühendatud ühe sidemega, sillenKui räni aatomid on ühendatud kahe sidemega. Nagu süsivesinikud, moodustavad need ühendid ketid ja rõngad. Kõik silaanid võivad olla isepööratud, moodustavad õhuga plahvatusohtlikke segusid ja kergesti reageerivad veega: SIH 4 + 2H20 \u003d Si02 + 4H2
SIF 4 Silicon tetrafluoriidiFluorogeense (plaaditava) happe toimimise all moodustatakse ebameeldiva lõhnaga gaas, mis on ebameeldiva lõhnaga moodustatud räni ja paljude selle ühendite, kaasa arvatud klaasist:
Na 2 Sio 3 + 6HF \u003d 2NaF + SIF 4 + 3H2O
Reageerib vee moodustavad räni ja heksafluorooroorooroorooroorooroorooroorooroorooroorooroorooroorooroorooroorooroorooroorooroorooroorooroorooroorvaldia (H2SIF 6) happed:
3SIF 4 + 3H20 \u003d 2H2 SiF6 + H2 SiO2
H2 SIF6 on sarnane väävelhappega, soolad - fluorosilikaadid.

Taotlus:

Suurim räni kasutamine leidub sulamite tootmisel alumiiniumi, vase ja magneesiumi tugevuse saavutamiseks ning ferrosilitsiidide saamiseks, mis on olulised terase ja pooljuhtvarustuse tootmisel. Silikoonkristalle kasutatakse päikesepaneelides ja pooljuhtseadistes - transistorid ja dioodid. Silicon toob ka tooraineid silikoonühendite tootmiseks või õlide, määrdeainete, plastide ja sünteetiliste kummide kujul saadud siloksaanide tootmiseks. Anorgaanilised ühendid Silicon'i kasutatakse keraamika ja klaasitehnoloogias, nagu isolatsioonimaterjal ja piesokristallid

Mõnede organismide jaoks on räni oluline biogeenne element. See on osa taimede ja skeleti toetavatest koosseisudest - loomadel. Suurtes kogustes räni, mereorganismid on kontsentreeritud - vetikate, radolaarsete, käsnad. Suured kogused räni kontsentreeritakse kummutid ja teraviljad, kõigepealt - bambusest ja riisi alamfreadil, kaasa arvatud riis külvamine. Lihaste inimkoe sisaldab (1-2) · 10 -2% räni, luukoe - 17 · 10-4%, veri - 3,9 mg / l. Toiduga inimese kehas iga päev kerkib kuni 1 g räni.

Antonov S.M., Tomilin K.g.
HF Tyula, 571 grupp.

Allikad: Silicon. Wikipedia; Silicon online-entsüklopeedia "Circle Degrektiiv";
Silicon kohapeal

Silicon (SI) - Teine maapõude esinemissagedus on pärast hapnikku mittemetalli. Looduses on ühendites, see on haruldane puhtal kujul. Silicon Aatomi struktuur määrab elemendi omaduste.

Struktuur

Silicon - 14 element perioodilisustabel Mendeleev, mis asub kolmandal perioodil IV grupis. Suhteline aatomi mass - 28.

Joonis fig. 1. Asetage MendeleeV tabelis.

Silikooniaatomi südamik sisaldab 14 prootoniit ja 14 neuronit ning neil on positiivne laeng +14. Kerneli ümber on kolm elektroonilised kestadkus asub 14 elektroni. Välisseenergia tasemel hõivata neli elektrit, mis määravad elemendi valents. Silicon näitab aste oksüdatsiooni +2, sest 3R-tase on kaks kaugemata elektron. Element võib vabastada põnevil olekusse vaba 3D orbiidi tõttu, näidates oksüdatsiooni astet +4.

Joonis fig. 2. Aatomi struktuur.

Silikooniaatomi struktuuri skeem - 1s 2 2S 22P6 3S 2 3P2 või +14 Si) 2) 8) 4.

Füüsikalised omadused

Silicon on tahke tumehall element metalli sära. See on pooljuhtide. Sellel on üks modifitseerimine, mis on sarnane allotroopsete süsiniku modifikatsiooniga struktuuriga - teemant. Silikooni aatomite vahelised ühendused ei ole siiski nii vastupidavad nii süsinikuaatomite vahel.

Joonis fig. 3. Silikoon.

Silicon leidub loodusest liiva, savi, kvartside, silikaadi koostises. Silikoondioksiid (Si02) - liiv. Hankige räni, kaltsineerides liiva süsiniku (söe) või metallidega:

2C + Si02 t˚ → SI + 2CO;
3SIO 2 + 4L → 3SI + 2Al 2O3;
2mg + Si02 t˚ → Si + 2MGO.

Silicon'i kasutatakse raadioelementide, fotoelijate tootmiseks soojuse põhjaliku materjali tootmise käigus.

Keemilised omadused

Tänu elektroonilisele struktuurile on Silicon võimeline reageerima teiste elementidega, võttes või andes elektroni. Metallide reaktsioonides toimib redutseerijana, mittemetallideta - oksüdeeriva ainega. Optimaalsete tingimuste kohaselt reageerib räni ainult fluoriga:

SI + 2F 2 → SiF 4.

Kuumutamisel reageerib:

hapnikuga (600 ° C) - SI + O2 → SiO2;
kloori (400 ° C) - SI + 2Cl2 → SICL4;
süsinikuga (2000 ° C) - SI + C → SIC;
lämmastikuga (1000 ° C) - 3SI + 2N2 → SI3 N4.

See on oksüdeerija metallidega reaktsioonides:

SI + 2mg → mg 2 si.

Võib reageerida kontsentreeritud leelisega vesiniku vabastamisega:

SI + 2NAOH + H20 → Na 2 SiO3 + 2H2.

Silicon ei reageeri otse vesiniku ja hapetega, lisaks vesinikkloriidhappele HF: SI + 6HF → H2 + 2H2 või SI + 4HF → SIF 4 + 2H2. Ühendi vesinikuga on silaan (SIH4) - saadakse soolahappe lagunemise teel - Mg 2 Si + 2H2 SO 4 → SIH 4 - + 2MGSO4.

Mida me teame?

Silicon - mittemetall neljanda rühma perioodilise süsteemi. Aatomi välise energiataseme juures on neli elektroni. Sellel on aste oksüdatsioon +2. Looduses on ühendites savi, liiva, kvartside ja muude ainete kujul. Silikooni muutmine on ainult üks räni muutmine, mis sarnane teemantiga. Hankige räni söe või metallidega liiva soojendamise teel. Reageerib elemendi mittemetallide, metallide ja leelistega. Vesiniku ja hapetega (erand - HF) ei reageeri.

Iseloomulik element

14 SI 1s 2 2S 2 2 pp 6 3S 2 3P 2

Isotoopid: 28 SI (92,27%); 29 SI (4,68%); 30 SI (3,05%)

Silicon - teine \u200b\u200bpärast hapnikku levimus Maa kooriku elementi (27,6 massi järgi). Vabariigis looduses ei esine, on peamiselt Si02 või silikaadi kujul.

SI ühendid on toksilised; sissehingamine väikseimad osakesed Sio 2 ja teised. Silikoonühendid (näiteks asbesti) põhjustab ohtliku haiguse - silikoosi

Peamises riigis on räni aatomil valents \u003d II ja põnevil olekus \u003d IV.

Kõige stabiilsem oksüdatsiooni SI on +4. Ühendites metallidega (silitsiid) s.o. -Four.

Silikooni saamise meetodid

Kõige tavalisem looduslik räniühend on ränidioksiid (ränidioksiid) Si02. See on räni peamine tooraine.

1) SIO 2 süsiniku taastumine kaare ahjudes 1800 ° C juures: Si02 + 2C \u003d SI + 2SO

2) Kõrge puhastatud SI tehnilisest saadusest saadakse vastavalt skeemile:

a) si → SICL 2 → Si

b) si → mg 2 si → sih 4 → sih

Siliconi füüsikalised omadused. Siliconi allotroopsed modifikatsioonid

1) kristalliline räni - hõbedane aine - hall metallist sära kristallrakk Teemantliik; t. pl. 1415 "C, t. Kip. 3249" C, tihedus 2,33 g / cm3; See on pooljuhtide.

2) amorfne silikoon - pruun pulber.

Siliconi keemilised omadused

Enamikus reaktsioonides toimib SI redutseerijana:

Madalatel temperatuuridel on räni keemiliselt inertne, kuumutamisel suureneb selle reaktiivsus järsult.

1. Hapniku interakteerub Ts üle 400 ° C juures:

SI + O 2 \u003d SiO2 silikoksiid

2. Fluori reageerib toatemperatuuril:

SI + 2F 2 \u003d SIF 4 ränidioide tetrafluoriid

3. ülejäänud reaktsiooni halogeenidega temperatuuril \u003d 300-500 ° C juures

Si + 2h 2 \u003d sihal 4

4. väävlipaaridega 600 ° C juures moodustab disulfiidi:

5. Reaktsiooni lämmastikuga esineb üle 1000 ° C:

3SI + 2N 2 \u003d SI3 N 4 räni nitriid

6. Temperatuuril \u003d 1150 ° C reageerib süsinikuga:

Sio 2 + 3c \u003d SIIS + 2CO

Hardness Carborus on lähedal teemant.

7. Silikoon koos vesinikuga ei reageeri otseselt.

8. Silikooniriigid hapete toimele. Suhendab ainult lämmastiku ja fluoriidi (plaatide) hapetega seguga:

3SI + 12HF + 4NO 3 \u003d 3SIF 4 + 4NO + 8H20

9. Reageerib leelislahustega, et moodustada silikaadid ja vesiniku vabanemise:

SI + 2NAOH + H2O \u003d Na 2 SiO3 + 2H2

10. Silikooni taaskäivitavaid omadusi kasutatakse metallide vabastamiseks nende oksiididest:

2mpo \u003d si \u003d 2mg + si02

Reaktsioonides SI metallide - oksüdeeriv aine:

Silicon moodustab silitsiide S-metallide ja enamik D-metallid.

Selle metalli silikade koostise võib varieerida. (Näiteks Fesi ja Fesi 2; Ni 2 SI ja NISI 2.) Üks tuntumaid silitsiidide - magneesium-silitsiidi, mida saab saada lihtsate ainete otsese interaktsiooniga:

2mg + si \u003d mg 2 si

Sih (monosilaan) sih 4

Silay (ränidioksiid) SI N H2N + 2, (vrd alkaanidega), kus n \u003d 1-8. Silaan on alkaanide analoogid, erinevad neist kettide ebastabiilsus -Si-SI-.

Monosilaan SIH 4 - värvitu gaas ebameeldiva lõhnaga; Lahustatud etanoolis, bensiinis.

Meetodid saamise meetodid:

1. Magneesiummellide lagunemine vesinikkloriidhape: Mg 2 si + 4HCI \u003d 2MGCI 2 + sih 4

2. Halogelite taastamine SI ALUMINOHYDRID LITHIUM: SICL 4 + LIALH 4 \u003d SIH 4 + LICL + ALCL 3

Keemilised omadused.

Sylan on tugev redutseerija.

1.SiH 4 Oksüdeeriti hapniku poolt isegi väga madalatel temperatuuridel:

SIH 4 + 2O 2 \u003d Si02 + 2N 2

2. SIH 4 on kergesti hüdrolüüsitakse, eriti leeliselises keskkonnas:

SIH 4 + 2N2O \u003d Si02 + 4N 2

SIH 4 + 2NAOH + H2O \u003d Na 2 SiO3 + 4N2

Silicon Silicon Oxide (IV) Sio 2

Ränidioksiid on kujul olemas erinevad kuju: Kristalliline, amorfne ja klaasjas. Kõige tavalisem kristallvorm on kvarts. Quartzi kivide hävitamisel moodustuvad kvartsivad liivad. Kvarts ühe kristallid on läbipaistev, värvitu (rhinestone) või maalitud lisanditega erinevates värvides (Ametüst, ahhaat, Jasper jne).

Amorfne Si02 leitakse mineraalse opaali kujul: silikageel, mis koosneb Si02 kolloidi osakestest ja on väga hea adsorbent. Klaasjas Si02 on tuntud kvartsklaasina.

Füüsikalised omadused

Si02 lahustatakse vees väga kergelt, orgaanilistes lahustites ei ole see praktiliselt lahustunud. Ränidioksiid on dielektriline.

Keemilised omadused

1. Si02 on happeline oksiid, seega lahustub amorfne ränidioksiidi aeglaselt leeliste vesilahuste vesilahustes:

Sio 2 + 2NAOH \u003d Na 2 SiO3 + H2

2. Sio 2 suhtleb ka peaoksiididega kuumutamisel:

Si02 + K2O \u003d K 2 SiO3;

Sio 2 + Sao \u003d Casio 3

3. Non-volatiilne oksiid, Si02 nihutab süsinikdioksiidi Na2CO 3-st (kui sulandamine):

Sio 2 + Na2CO 3 \u003d Na 2 SiO 3 + CO 2

4. Rõja reageerib fluoriidi vesinikkloriidhappega, moodustades ränitoitega vesinikkloriidhappe H2SIF 6:

Si02 + 6HF \u003d H2SIF 6 + 2N20

5. Temperatuuril 250-400 ° C Si02 interakteerub gaasilise HF ja F2-ga, moodustades tetrafluorosilaani (räni tetrafluoriid):

Si02 + 4HF (gaas.) \u003d SIF 4 + 2N 2

Si02 + 2f 2 \u003d SIF 4 + O 2

Silikoonhapped

Teatud:

Ortocremiumhape H4 SiO4;

Metanremium (räni) happe H2 SiO3;

Di- ja polükoobia happed.

Kõik ränhapped on vees madala lahustuvad, kergesti moodustavad kolloidsed lahused.

Parem meetodid

1. leelismetalli silikaatide hapete sadestamine:

Na 2 Sio 3 + 2HCl \u003d H 2 SiO3 ↓ + 2Nacl

2. Chlorilane hüdrolüüs: SICL 4 + 4N2O \u003d H4 SiO4 + 4HCl

Keemilised omadused

Silikoonhapped on väga nõrgad happed (nõrgem kui söes).

Kuumutamisel on need dehüdreeritud koos moodustumisega lõpliku ränidioksiidisaadusena

H 4 Sio 4 → H 2 SiO3 → Sio 2

Silikaadid - Silikoonhapete soolad

Kuna ränhapped on äärmiselt nõrk, on nende soolad vesilahustes tugevalt renditud:

Na 2 Sio 3 + H2O \u003d Nahsio 3 + NaOH

Sio 3 2- + H2O \u003d HSIO 3 - + IT - (leelismeedia)

Samal põhjusel, kui sõita süsinikdioksiidi läbi silikaatlahuste, ränihape ümberasustatud:

K 2 Sio 3 + CO 2 + H2O \u003d H 2 SiO3 ↓ + K2CO 3

Sio 3 + CO 2 + H2O \u003d H 2 Sio 3 ↓ + CO 3

Seda reaktsiooni võib pidada kvalitatiivne reaktsioon silikaatidel.

Silikaatide hulgas on ainult Na2 SiO3 ja K 2 SiO3 hästi lahustuvad, mida nimetatakse lahustuvaks klaasiks ja nende vesilahused - Vedel klaas.

Klaas

Tavapärasel aknaklaasil on NA 2O São 6SIO 2 kompositsioon, st naatriumsilikaatide ja kaltsiumi segu. See saadakse sooda Na2C03, SASO 3 lubjakivi ja Si02 liiva liitumisel;

Na2CO 3 + CACO 3 + 6SIO 2 \u003d Na2O SAO 6SIO 2 + 2SO 2

Tsement

Pulbristatud kudumismaterjali moodustamine koos vee plastmassiga suheldes, keerates aja jooksul tahke kampaania keha; Peamine ehitusmaterjal.

Kõige tavalisem portlandi tsemendi keemiline koostis (massiprotsentides) - 20 - 23% Si02; 62 - 76% SAA; 4 - 7% al 2 o3; 2-5% FE 2O 3; 1-5% MGO.

Siliconi kirjeldus ja omadused

Silikoon - elementHästi kasutatud grupp, kolmanda perioodi elementide tabelis. Aatomi number 14. Siliconi valem- 3S2 3P2. 1811. aastal elemendina ja 1834. aastal vene nimi "Silicon", selle asemel endise Sicili asemel. Sulab 1414 ° C juures, keeb 2349 ° C juures.

Ta meenutab molekulaarset struktuuri, kuid halvem teda kõvadusega. Päris habras, kuumutatud olekus (vähemalt 800 ° C) omandab plastilisust. Särab infrapunakiirgus. Monokristalne räni tüüp on pooljuhtide omadused. Mõnede omaduste kohaselt siliconi aatomsarnaselt süsiniku aatomi struktuuriga. Elektrooniline ränik Neil on sama valents, nagu süsinikdioksiidi struktuuri puhul.

Töötajad siliconi omadused Sõltub selle teatud sisu sisust. Silicon on eeldab teist tüüpi juhtivus. Eelkõige on see "auk" ja "elektrooniline" tüüp. Esimese Silicon'i saamiseks lisatakse boor. Kui lisate fosfor, räni Omandab teise liiki juhtivuse. Kui räni kuumutatakse koos teiste metallidega, näiteks spetsiifiliste ühenditega, mida nimetatakse "silitsiide", näiteks reaktsiooniga " magneesium-Silicon«.

Silicon, mis läheb elektroonika vajadustele, hinnatakse peamiselt selle ülemiste kihtide omaduste järgi. Seetõttu on vaja pöörata tähelepanu nende kvaliteedile, see kajastab otseselt Üldine näitajad. See sõltub toodetud seadme tööst. Et saada kõige vastuvõetavamaid näitajaid ülemise räni kihtide, neid töödeldakse erinevate keemiliste meetoditega või kokkupuude kiiritamist.

Ühend "Sere-Silicon", Vormid ränisulfiidi, kergesti interakteerub vee ja hapnikuga. Kui hapnikuga reaktsioonid on temperatuuri tingimustes üle 400 ° C, selgub ränidioksiid. Samal temperatuuril muutuvad reaktsioonid kloori ja joodiga, samuti broomi, selle ajal moodustuvad lenduvad ained - tetragaloidid.

Ühendage räni ja vesinik, otsese kontaktiga, see ei tööta, sest see on kaudse iseloomuga meetodid. At 1000º C on reaktsioon lämmastikuga, samuti boori, selgub nitriid ja boriidi räni. Samal temperatuuril, ühendades räni süsinikuga, saate toota silikoonkarbiidi, nn "Carborund". Sellel kompositsioonil on tahke struktuur, keemiline aktiivsus on aeglane. Kasutatakse abrasiivsena.

Koos S. raud, räni See moodustab spetsiaalse segu, see võimaldab sulatada neid elemente, milles moodustub ferrosilliga keraamika. Lisaks on selle sulamistemperatuur palju väiksem kui siis, kui need sulatatakse eraldi. Temperatuuri režiimis üle 1200º C algab elemendi moodustumine silikoonoksiidSamuti osutub teatud tingimustel välja silikoonhüdroksiid. Kui söövitav ränik, leeliselised lahused vee baasil kasutatakse. Nende temperatuur peaks olema vähemalt 60 ° C.

Siliconi väli ja kaevandamine

Element - teine \u200b\u200blevimine planeedile aine. Ränik See on peaaegu kolmandik mahust maakoor. Ainult hapnik on tavalisem. Seda ekspresseeritakse peamiselt ränidioksiid - ühend, mis põhineb ränidioksiidil. Silikoondioksiidi peamised derivaadid on flint, erinevad liivad, kvarts, samuti väli. Pärast neid silikate silikoonühendeid. Norporid räni - haruldane nähtus.

Räni kasutamine

Silicon, keemilised omadused mis määravad selle rakenduse ala, jaguneb mitmeks liiki. Vähem puhas räni läheb metallurgilistele vajadustele: edasi, näiteks lisandina alumiinium, Silicon Muudab aktiivselt selle omadusi, deoksidisaatorid jne See muudab aktiivselt metallide omadusi, lisades neile. struktuur. Ränik Allogehes neid muutuvate töötajate vahel omadused, Silicon See piisab samal ajal väga väikest summat.

Samuti toodab toorjalanikust paremaid derivaate, eriti mono- ja polükristallilise räni, samuti räni orgaanilised orgaanilised silikoonid ja mitmesugused orgaanilised õlid. Ta leidis ka oma kasutamise tsemendi ja klaasitööstuse tootmises. Ta ei läinud ümber telliskivi tootmise, tehaste tehastele ja ka ilma selleta ei õnnestu.

Silicon on osa tuntud silikaadi liimist, mis läheb remondi tööle ja enne kui teda kasutati kirjatarvete vajadusteni, kuni ilmus praktilisemate asendajateni. Mõnede pürotehniliste toodete koostis on ka räni. Sellest ja selle rauasulamitest saad vesiniku välitingimustes.

Mis on rohkem kvalitatiivsemat silikoon? Plaadid Solar paneelid on ka Silicon, loomulikult ei ole tehniline. Nende vajaduste jaoks on vaja täiusliku puhtuse räni või vähemalt kõrgeima puhastusseadme tehnilist räni.

Nn "Elektrooniline ränik", Mis sisaldab räni peaaegu 100%, on palju paremaid näitajaid. Seetõttu on eelistatav ultra-selgete elektrooniliste seadmete ja keerukate kiipide tootmisel. Nende valmistamisega nõuavad kvaliteetset tootmist skeem, Siliconsest peaks ainult minema kõrgem kategooria. Nende seadmete toimimine sõltub sellest, kui palju sisaldab räni Soovimatud lisandid.

Silicon võtab oluline koht looduses ja enamik elusolendeid kogevad pidevalt vajadust. Nende jaoks on see selline hoone koosseis, sest see on äärmiselt oluline lihaskonna tervisele. Iga päev neelab inimene kuni 1 g silikoonühendid.

Kas Silicon saab kahjulik?

Jah, põhjusel, et ränidioksiid on äärmiselt tolmu moodustumise jaoks. Sellel on ärritav mõju keha limaskestadele ja suudab aktiivselt koguneda kopsudesse, põhjustades silikosi. Selleks, räniosade töötlemisega seotud räniosade tootmisel on vaja kasutada respiraatoreid. Eriti oluline nende kohalolekule, kui me räägime räni monoksiidist.

Ränhind

Nagu te teate, põhineb kõik kaasaegsed elektroonikaseadmed telekommunikatsioonist ja arvutitehnoloogiate lõpetamisest räni kasutamisel oma pooljuhtide omadused. Selle teiste analoogide rakendatakse palju vähemal määral. Unikaalsed omadused Silicon ja selle derivaadid on paljude aastate jooksul konkurentsist väljas. Hoolimata hindade langusest 2001. aastal silicon, müük Kiiresti tuli normaalseks. Ja juba 2003. aastal oli käive 24 tuhat tonni aastas.

Viimaste tehnoloogiate jaoks, mis nõuavad räni peaaegu kristallide puhtust, ei ole selle tehnilised analoogid sobivad. Ja selle keerulise puhastussüsteemi tõttu suureneb hind vastavalt mõnikord. Polycrystalline räni tüüp on tavalisem, selle ühe kristalne prototüüp on mõnevõrra vähem nõudlus. Samal ajal on pooljuhtide räni kasutamise osakaal käibe osa käibest.

Toote hinnad varieeruvad sõltuvalt puhtuse ja sihtkoha silicon, Osta Mis, võite alustada 10 senti kg toor tooraine ja kuni $ 10 ja kõrgem "elektroonilise" räni.