Периодичната таблица е начинът, по който се четат химичните елементи. Имена на химични елементи

Как да използваме периодичната таблица? За непосветен човек четенето на периодичната таблица е същото като за гном, който гледа древните руни на елфите. А периодичната таблица може да ви разкаже много за света.

Освен че ви служи добре на изпита, той е просто незаменим при решаването на огромен брой химични и физични проблеми. Но как да го разчетем? За щастие днес всеки може да научи това изкуство. В тази статия ще ви кажем как да разберете периодичната таблица.

Периодичната таблица на химичните елементи (таблица на Менделеев) е класификация на химичните елементи, която установява зависимостта на различни свойства на елементите от заряда на атомното ядро.

История на създаването на таблицата

Дмитрий Иванович Менделеев не е бил обикновен химик, ако някой мисли така. Бил е химик, физик, геолог, метролог, еколог, икономист, нефтен работник, аеронавт, производител на инструменти и учител. През живота си ученият успя да проведе много фундаментални изследвания в различни области на знанието. Например, широко разпространено е мнението, че Менделеев е изчислил идеалната сила на водката - 40 градуса.

Не знаем какво е отношението на Менделеев към водката, но знаем със сигурност, че дисертацията му на тема „Беседа за комбинацията на алкохол с вода“ няма нищо общо с водката и разглежда концентрации на алкохол от 70 градуса. С всички заслуги на учения, откриването на периодичния закон на химичните елементи - един от основните закони на природата, му донесе най-широка слава.

Има легенда, според която учен сънувал периодичната таблица, след което трябвало само да усъвършенства появилата се идея. Но ако всичко беше толкова просто.. Тази версия за създаването на периодичната таблица, очевидно, не е нищо повече от легенда. На въпрос как е отворена масата, самият Дмитрий Иванович отговори: „ Мислех за това от може би двадесет години, но вие си мислите: седях там и изведнъж... свърши.“

В средата на деветнадесети век опитите за подреждане на известните химични елементи (известни са 63 елемента) са предприети паралелно от няколко учени. Например през 1862 г. Александър Емил Шанкуртоа поставя елементи по спирала и отбелязва цикличното повторение на химичните свойства.

Химикът и музикант Джон Александър Нюландс предложи своята версия на периодичната таблица през 1866 г. Интересен факт е, че ученият се е опитал да открие някаква мистична музикална хармония в подредбата на елементите. Сред другите опити имаше и опитът на Менделеев, който се увенча с успех.

През 1869 г. е публикувана първата таблична диаграма, а 1 март 1869 г. се счита за деня, в който е открит периодичният закон. Същността на откритието на Менделеев е, че свойствата на елементите с нарастваща атомна маса не се променят монотонно, а периодично.

Първата версия на таблицата съдържаше само 63 елемента, но Менделеев направи редица много нетрадиционни решения. И така, той се досети да остави място в таблицата за все още неоткрити елементи и също така промени атомните маси на някои елементи. Фундаменталната правилност на закона, извлечен от Менделеев, се потвърждава много скоро, след откриването на галий, скандий и германий, чието съществуване е предсказано от учения.

Модерен изглед на периодичната таблица

По-долу е самата таблица

Днес, вместо атомно тегло (атомна маса), концепцията за атомно число (броят на протоните в ядрото) се използва за подреждане на елементите. Таблицата съдържа 120 елемента, които са подредени отляво надясно по ред на нарастване на атомния номер (брой протони)

Колоните на таблицата представляват така наречените групи, а редовете представляват периоди. Таблицата има 18 групи и 8 периода.

1. Металните свойства на елементите намаляват при движение по период отляво надясно и се увеличават в обратна посока.
2. Размерите на атомите намаляват при движение отляво надясно по периоди.
3. Докато се движите отгоре надолу през групата, свойствата на редуциращия метал се увеличават.
4. Оксидиращите и неметалните свойства се увеличават, докато се движите по период отляво надясно.

Какво научаваме за даден елемент от таблицата? Например, нека вземем третия елемент в таблицата - литий, и да го разгледаме подробно.

На първо място виждаме самия символ на елемента и името му под него. В горния ляв ъгъл е атомният номер на елемента, в който ред е подреден елементът в таблицата. Атомният номер, както вече беше споменато, е равен на броя на протоните в ядрото. Броят на положителните протони обикновено е равен на броя на отрицателните електрони в атома (с изключение на изотопите).

Атомната маса е посочена под атомния номер (в тази версия на таблицата). Ако закръглим атомната маса до най-близкото цяло число, получаваме това, което се нарича масово число. Разликата между масовото число и атомното число дава броя на неутроните в ядрото. По този начин броят на неутроните в ядрото на хелия е два, а в литиевото е четири.

Нашият курс “Периодична таблица за манекени” приключи. В заключение ви каним да гледате тематично видео и се надяваме, че въпросът как да използвате периодичната таблица на Менделеев е станал по-ясен за вас. Напомняме ви, че винаги е по-ефективно да изучавате нов предмет не сам, а с помощта на опитен наставник. Ето защо никога не трябва да забравяте за студентския сервиз, който с радост ще сподели своите знания и опит с вас.

След кислорода силицийе най-разпространеният елемент в земната кора. Има 2 стабилни изотопа: 28 Si, 29 Si, 30 Si. Силицият не се среща в свободна форма в природата.

Най-често срещаните: соли на силициева киселина и силициев оксид (силициев диоксид, пясък, кварц). Те са част от минерални соли, слюда, талк, азбест.

Алотропия на силиций.

U силицийИма 2 алотропни модификации:

Кристални (светлосиви кристали. Структурата е подобна на диамантената кристална решетка, където силициевият атом е ковалентно свързан с 4 еднакви атома и самият той е в sp3 - хибридизация);

Аморфен (кафяв прах, по-активна форма от кристална).

Свойства на силиция.

При температура силицият реагира с кислорода във въздуха:

Si + О 2 = SiO 2 .

Ако няма достатъчно кислород (липса на кислород), тогава може да възникне следната реакция:

2 Si + О 2 = 2 SiO,

Където SiO- монооксид, който също може да се образува по време на реакцията:

Si + SiO 2 = 2 SiO.

При нормални условия силицийможе да реагира с Е 2 , при нагряване - с кл 2 . Ако повишите още повече температурата, тогава Siще можете да взаимодействате с нИ С:

4Si + S 8 = 4SiS 2 ;

Si + 2F 2 = SiF 4.

Силицият е способен да реагира с въглерод, давайки карборунд:

Si + ° С = SiC.

Силицият е разтворим в смес от концентрирана азотна и флуороводородна киселина:

3Si + 4HNO3 + 12HF = 3SiF4 + 4NO + 8H2O.

Силицият се разтваря във водни разтвори на основи:

Si + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + H 2.

При нагряване с оксиди силицият диспропорционира:

2 MgO + 3 Si = Mg 2 Si + 2 SiO.

При взаимодействие с метали силицият действа като окислител:

2 Mg + Si = Mg 2 Si.

Приложение на силиций.

Силицият се използва най-широко в производството на сплави за придаване на здравина на алуминия, медта и магнезия и за производството на феросилициди, които са важни в производството на стомани и полупроводникови технологии. Силициевите кристали се използват в слънчеви клетки и полупроводникови устройства - транзистори и диоди.

Силицият също така служи като суровина за производството на органосилициеви съединения или силоксани, получени под формата на масла, смазочни материали, пластмаси и синтетичен каучук. Неорганичните силициеви съединения се използват в керамичната и стъкларската технология, като изолационен материал и пиезокристали.

Един от най-разпространените елементи в природата е силицият или силиций. Такова широко разпространение показва важността и значението на това вещество. Това бързо беше разбрано и научено от хора, които се научиха как правилно да използват силиций за своите цели. Използването му се основава на специални свойства, които ще обсъдим допълнително.

Силиций - химичен елемент

Ако характеризираме даден елемент чрез позиция в периодичната таблица, можем да идентифицираме следните важни точки:

1. Сериен номер - 14.
2. Периодът е третият малък.
3. Група - IV.
4. Подгрупата е основната.
5. Структурата на външната електронна обвивка се изразява с формулата 3s 2 3p 2.
6. Елементът силиций е представен от химическия символ Si, който се произнася „силиций“.
7. Степените на окисление, които проявява са: -4; +2; +4.
8. Валентността на атома е IV.
9. Атомната маса на силиция е 28,086.
10. В природата има три стабилни изотопа на този елемент с масови числа 28, 29 и 30.

По този начин, от химическа гледна точка, силициевият атом е доста проучен елемент; много от неговите различни свойства са описани.

История на откритието

Тъй като различните съединения на въпросния елемент са много популярни и изобилни в природата, още от древни времена хората са използвали и знаели за свойствата на много от тях. Чистият силиций остава извън човешкото познание в химията дълго време.

Най-популярните съединения, използвани в ежедневието и индустрията от народите на древните култури (египтяни, римляни, китайци, руснаци, перси и други), са скъпоценни и декоративни камъни на основата на силициев оксид. Те включват:

• опал;
• страз;
• топаз;
• хризопраз;
• оникс;
• халцедон и др.

Освен това от древни времена е обичайно да се използва кварц в строителството. Самият елементарен силиций обаче остава неоткрит до 19 век, въпреки че много учени напразно се опитват да го изолират от различни съединения, използвайки катализатори, високи температури и дори електрически ток. Това са такива ярки умове като:

• Карл Шеле;
• Гей-Люсак;
• Тенар;
• Хъмфри Дейви;
• Антоан Лавоазие.

Йенс Якобс Берцелиус успява да получи силиций в неговата чиста форма през 1823 г. За да направи това, той проведе експеримент за сливане на пари от силициев флуорид и метален калий. В резултат получих аморфна модификация на въпросния елемент. Същите учени предложиха латинско име за открития атом.

Малко по-късно, през 1855 г., друг учен - Sainte-Clair-Deville - успява да синтезира друга алотропна разновидност - кристален силиций. Оттогава знанията за този елемент и неговите свойства започнаха да се разширяват много бързо. Хората разбраха, че има уникални характеристики, които могат да бъдат използвани много интелигентно, за да посрещнат собствените си нужди. Ето защо днес един от най-популярните елементи в електрониката и технологиите е силицият. Използването му само разширява границите си всяка година.

Руското име на атома е дадено от учения Хес през 1831 г. Това е останало и до днес.

По изобилие в природата силицият е на второ място след кислорода. Процентът му в сравнение с останалите атоми в земната кора е 29,5%. В допълнение, въглеродът и силицийът са два специални елемента, които могат да образуват вериги чрез свързване един с друг. Ето защо за последния са известни повече от 400 различни природни минерала, в които се намира в литосферата, хидросферата и биомасата.

Къде точно се намира силицият?

1. В дълбоките слоеве на почвата.
2. В скали, находища и масиви.
3. На дъното на водни тела, особено морета и океани.
4. В растенията и морския живот на животинското царство.
5. В човешкото тяло и сухоземните животни.

Можем да идентифицираме няколко от най-често срещаните минерали и скали, които съдържат големи количества силиций. Тяхната химия е такава, че масовото съдържание на чистия елемент в тях достига 75%. Конкретната цифра обаче зависи от вида на материала. И така, скали и минерали, съдържащи силиций:

• фелдшпати;
• слюда;
• амфиболи;
• опали;
• халцедон;
• силикати;
• пясъчници;
• алумосиликати;
• глини и други.

Натрупвайки се в черупките и екзоскелетите на морските животни, силицийът в крайна сметка образува мощни силициеви отлагания на дъното на водните тела. Това е един от естествените източници на този елемент.

Освен това е установено, че силицият може да съществува в чистата си естествена форма - под формата на кристали. Но такива депозити са много редки.

Физични свойства на силиция

Ако характеризираме разглеждания елемент според набор от физикохимични свойства, тогава на първо място е необходимо да посочим физическите параметри. Ето няколко основни:

1. Съществува под формата на две алотропни модификации - аморфна и кристална, които се различават по всички свойства.
2. Кристалната решетка е много подобна на тази на диаманта, тъй като въглеродът и силицият са практически еднакви в това отношение. Разстоянието между атомите обаче е различно (силицият е по-голям), така че диамантът е много по-твърд и по-силен. Решетъчен тип - кубичен лицево-центриран.
3. Веществото е много крехко и става пластично при високи температури.
4. Точката на топене е 1415˚C.
5. Точка на кипене - 3250˚С.
6. Плътността на веществото е 2,33 g/cm3.
7. Цветът на съединението е сребристосив, с характерен метален блясък.
8. Има добри полупроводникови свойства, които могат да варират с добавянето на определени агенти.
9. Неразтворим във вода, органични разтворители и киселини.
10. Специално разтворим в основи.

Идентифицираните физически свойства на силиция позволяват на хората да го манипулират и да го използват за създаване на различни продукти. Например, използването на чист силиций в електрониката се основава на свойствата на полупроводимостта.

Химични свойства

Химичните свойства на силиция са много зависими от условията на реакцията. Ако говорим за стандартни параметри, тогава трябва да посочим много ниска активност. Както кристалният, така и аморфният силиций са много инертни. Те не взаимодействат със силни окислители (с изключение на флуор) или със силни редуциращи агенти.

Това се дължи на факта, че върху повърхността на веществото моментално се образува оксиден филм от SiO 2, който предотвратява по-нататъшни взаимодействия. Може да се образува под въздействието на вода, въздух и пари.

Ако промените стандартните условия и загреете силиций до температура над 400˚C, тогава неговата химическа активност ще се увеличи значително. В този случай той ще реагира с:

• кислород;
• всички видове халогени;
• водород.

При по-нататъшно повишаване на температурата е възможно образуването на продукти чрез взаимодействие с бор, азот и въглерод. Карборундът - SiC - е от особено значение, тъй като е добър абразивен материал.

Също така химичните свойства на силиция са ясно видими при реакции с метали. По отношение на тях той е окислител, поради което продуктите се наричат ​​силициди. Подобни съединения са известни за:

• алкален;
• алкалоземни;
• преходни метали.

Съединението, получено чрез сливане на желязо и силиций, има необичайни свойства. Нарича се феросиликонова керамика и се използва успешно в индустрията.

Силицият не взаимодейства със сложни вещества, следователно от всичките им разновидности той може да се разтвори само в:

• царска вода (смес от азотна и солна киселина);
• разяждащи алкали.

В този случай температурата на разтвора трябва да бъде най-малко 60˚C. Всичко това още веднъж потвърждава физическата основа на веществото - диамантена стабилна кристална решетка, която му придава здравина и инертност.

Методи за получаване

Получаването на силиций в неговата чиста форма е доста скъп процес от икономическа гледна точка. Освен това, поради свойствата си, всеки метод дава само 90-99% чист продукт, докато примесите под формата на метали и въглерод остават същите. Следователно, просто получаването на веществото не е достатъчно. Също така трябва да се почисти старателно от чужди елементи.

Като цяло производството на силиций се извършва по два основни начина:

1. От бял пясък, който е чист силициев оксид SiO 2. Когато се калцинира с активни метали (най-често магнезий), се образува свободен елемент под формата на аморфна модификация. Чистотата на този метод е висока, продуктът се получава с 99,9% добив.
2. По-широко разпространен метод в индустриален мащаб е синтероването на разтопен пясък с кокс в специализирани термични пещи. Този метод е разработен от руския учен Н. Н. Бекетов.

По-нататъшната обработка включва подлагане на продуктите на методи за пречистване. За тази цел се използват киселини или халогени (хлор, флуор).

Аморфен силиций

Характеризирането на силиция ще бъде непълно, ако всяка от неговите алотропни модификации не се разглежда отделно. Първият от тях е аморфен. В това състояние веществото, което разглеждаме, е кафяво-кафяв прах, фино диспергиран. Има висока степен на хигроскопичност и проявява доста висока химическа активност при нагряване. При стандартни условия той е в състояние да взаимодейства само с най-силния окислител - флуор.

Не е напълно правилно аморфният силиций да се нарича вид кристален силиций. Неговата решетка показва, че това вещество е само форма на фино диспергиран силиций, съществуващ под формата на кристали. Следователно, като такива, тези модификации са едно и също съединение.

Техните свойства обаче се различават, поради което е обичайно да се говори за алотропия. Самият аморфен силиций има висока способност за поглъщане на светлина. Освен това при определени условия този показател е няколко пъти по-висок от този на кристалната форма. Поради това се използва за технически цели. В тази форма (прах) съединението лесно се нанася върху всякаква повърхност, било то пластмаса или стъкло. Ето защо аморфният силиций е толкова удобен за използване. Приложение на базата на различни размери.

Въпреки че батериите от този тип се износват доста бързо, което е свързано с абразията на тънък слой от веществото, тяхното използване и търсене само нараства. В края на краищата, дори за кратък експлоатационен живот, слънчевите батерии на базата на аморфен силиций могат да осигурят енергия на цели предприятия. В допълнение, производството на такова вещество е безотпадно, което го прави много икономично.

Тази модификация се получава чрез редуциране на съединения с активни метали, например натрий или магнезий.

Кристален силиций

Сребристо-сива блестяща модификация на въпросния елемент. Тази форма е най-често срещаната и най-търсената. Това се обяснява с набора от качествени свойства, които притежава това вещество.

Характеристиките на силиция с кристална решетка включват класификацията на неговите видове, тъй като има няколко от тях:

1. Електронно качество - най-чистото и високо качество. Този тип се използва в електрониката за създаване на особено чувствителни устройства.
2. Слънчево качество. Самото име определя областта на употреба. Това е и силиций с доста висока чистота, чието използване е необходимо за създаване на висококачествени и дълготрайни слънчеви клетки. Фотоелектричните преобразуватели, създадени на базата на кристална структура, са с по-високо качество и устойчивост на износване от тези, създадени с помощта на аморфна модификация чрез разпрашаване върху различни видове субстрати.
3. Технически силиций. Този сорт включва онези проби от веществото, които съдържат около 98% от чистия елемент. Всичко останало отива към различни видове примеси:

• алуминий;
• хлор;
• въглерод;
• фосфор и други.

Последният вид въпросното вещество се използва за получаване на поликристали от силиций. За тази цел се извършват процеси на прекристализация. В резултат на това по отношение на чистотата се получават продукти, които могат да бъдат класифицирани като соларни и електронни качествени.

По своята същност полисилицийът е междинен продукт между аморфните и кристалните модификации. Тази опция е по-лесна за работа, по-добре се обработва и почиства с флуор и хлор.

Получените продукти могат да бъдат класифицирани, както следва:

• мултисилиций;
• монокристален;
• профилирани кристали;
• силициев скрап;
• технически силиций;
• производствени отпадъци под формата на фрагменти и остатъци от материя.

Всеки от тях намира приложение в индустрията и се използва пълноценно от хората. Следователно тези, които докосват силиций, се считат за неотпадъчни. Това значително намалява неговата икономическа цена, без да се отразява на качеството.

Използване на чист силиций

Индустриалното производство на силиций е доста добре установено и мащабът му е доста голям. Това се дължи на факта, че този елемент, както чист, така и под формата на различни съединения, е широко разпространен и търсен в различни отрасли на науката и технологиите.

Къде се използва кристален и аморфен силиций в чист вид?

1. В металургията, като легираща добавка, способна да променя свойствата на металите и техните сплави. По този начин се използва при топенето на стомана и чугун.
2. Използват се различни видове вещества за направата на по-чист вариант – полисилиций.
3. Силициевите съединения са цяла химическа индустрия, която днес придоби особена популярност. Органосиликоновите материали се използват в медицината, в производството на съдове, инструменти и много други.
4. Производство на различни соларни панели. Този метод за получаване на енергия е един от най-обещаващите в бъдещето. Екологичност, икономически изгодност и устойчивост на износване са основните предимства на този вид производство на електроенергия.
5. Силицият се използва за запалки от много дълго време. Дори в древни времена хората са използвали кремък, за да произвеждат искра, когато запалват огън. Този принцип е в основата на производството на различни видове запалки. Днес има видове, в които кремъкът е заменен със сплав с определен състав, което дава още по-бърз резултат (искряне).
6. Електроника и слънчева енергия.
7. Производство на огледала в газови лазерни устройства.

По този начин чистият силиций има много предимства и специални свойства, които му позволяват да се използва за създаване на важни и необходими продукти.

Приложение на силициеви съединения

В допълнение към простото вещество се използват и различни силициеви съединения и то много широко. Има цяла индустрия, наречена силикат. Тя се основава на използването на различни вещества, които съдържат този невероятен елемент. Какви са тези съединения и какво се произвежда от тях?

1. Кварцов или речен пясък - SiO 2. Използва се за производство на строителни и декоративни материали като цимент и стъкло. Всеки знае къде се използват тези материали. Никоя конструкция не може да бъде завършена без тези компоненти, което потвърждава важността на силициевите съединения.
2. Силикатна керамика, която включва материали като фаянс, порцелан, тухли и продукти на тяхна основа. Тези компоненти се използват в медицината, при производството на съдове, декоративни бижута, предмети от бита, в строителството и други ежедневни области на човешката дейност.
3. - силикони, силикагелове, силиконови масла.
4. Силикатно лепило - използва се като канцеларски материали, в пиротехниката и строителството.

Силицият, чиято цена варира на световния пазар, но не преминава отгоре надолу марката от 100 руски рубли за килограм (за кристал), е търсено и ценно вещество. Естествено съединенията на този елемент също са широко разпространени и приложими.

Биологична роля на силиция

От гледна точка на значението му за организма, силицият е важен. Неговото съдържание и разпределение в тъканите е както следва:

• 0,002% - мускули;
• 0,000017% - кост;
• кръвно - 3,9 mg/l.

Около един грам силиций трябва да се приема всеки ден, в противен случай ще започнат да се развиват болести. Никой от тях не е смъртоносно опасен, но продължителното гладуване на силиций води до:

• косопад;
• появата на акне и пъпки;
• крехкост и чупливост на костите;
• лесна капилярна пропускливост;
• умора и главоболие;
• появата на множество синини и натъртвания.

За растенията силицият е важен микроелемент, необходим за нормалния растеж и развитие. Експерименти върху животни показват, че тези индивиди, които приемат достатъчно силиций ежедневно, растат по-добре.

Като независим химичен елемент силицийът става известен на човечеството едва през 1825 г. Което, разбира се, не попречи на използването на силициеви съединения в толкова много области, че е по-лесно да се изброят онези, в които елементът не се използва. Тази статия ще хвърли светлина върху физичните, механичните и полезните химични свойства на силиция и неговите съединения, приложения, а също така ще говорим за това как силицият влияе върху свойствата на стоманата и други метали.

Първо, нека да разгледаме общите характеристики на силиция. От 27,6 до 29,5% от масата на земната кора е силиций. В морската вода концентрацията на елемента също е значителна - до 3 mg/l.

По съдържание в литосферата силицият е на второ място след кислорода. Въпреки това, най-известната му форма, силициев диоксид, е диоксид и именно неговите свойства са станали основата за толкова широко използване.

Това видео ще ви каже какво е силиций:

Концепция и характеристики

Силицият е неметал, но при различни условия може да проявява както киселинни, така и основни свойства. Той е типичен полупроводник и се използва изключително широко в електротехниката. Неговите физични и химични свойства до голяма степен се определят от алотропното му състояние. Най-често се занимават с кристалната форма, тъй като нейните качества са по-търсени в националната икономика.

• Силицият е един от основните макроелементи в човешкото тяло. Недостигът му има пагубен ефект върху състоянието на костната тъкан, косата, кожата и ноктите. В допълнение, силицият влияе върху работата на имунната система.
• В медицината елементът, или по-скоро неговите съединения, намират първото си приложение именно в това си качество. Водата от кладенци, облицовани със силиций, беше не само чиста, но и имаше положителен ефект върху устойчивостта към инфекциозни заболявания. Днес съединения със силиций служат като основа за лекарства срещу туберкулоза, атеросклероза и артрит.
• Като цяло неметалът е слабо активен, но е трудно да се намери в чист вид. Това се дължи на факта, че във въздуха той бързо се пасивира от слой диоксид и спира да реагира. При нагряване химическата активност се увеличава. В резултат на това човечеството е много по-запознато със съединенията на материята, отколкото със себе си.

Така силицият образува сплави с почти всички метали - силициди. Всички те се характеризират с огнеупорност и твърдост и се използват в подходящи области: газови турбини, нагреватели на пещи.

Неметалът е поставен в таблицата на Д. И. Менделеев в група 6 заедно с въглерод и германий, което показва известна общност с тези вещества. По този начин общото с въглерода е способността му да образува съединения от органичен тип. В същото време силицийът, подобно на германия, може да проявява свойствата на метал в някои химични реакции, които се използват в синтеза.

Предимства и недостатъци

Както всяко друго вещество от гледна точка на употреба в националната икономика, силицият има определени полезни или не много полезни качества. Те са важни именно за определяне на областта на използване.

• Значително предимство на веществото е неговото наличност. В природата, вярно, не се среща в свободна форма, но все пак технологията за производство на силиций не е толкова сложна, но е енергоемка.
• Второто най-важно предимство е образуване на много съединенияс необичайно полезни свойства. Те включват силани, силициди, диоксид и, разбира се, голямо разнообразие от силикати. Способността на силиция и неговите съединения да образуват сложни твърди разтвори е почти безкрайна, което прави възможно безкрайно получаване на голямо разнообразие от вариации на стъкло, камък и керамика.
• Полупроводникови свойстванеметалът му осигурява място като основен материал в електротехниката и радиотехниката.
• Неметалът е нетоксичен, което дава възможност за използване във всяка индустрия, като в същото време не превръща технологичния процес в потенциално опасен.

Недостатъците на материала включват само относителна крехкост с добра твърдост. Силицият не се използва за носещи конструкции, но тази комбинация позволява повърхността на кристалите да бъде правилно обработена, което е важно за инструментостроенето.

Нека сега да поговорим за основните свойства на силиция.

Свойства и характеристики

Тъй като кристалният силиций най-често се използва в промишлеността, по-важни са неговите свойства и те са посочени в техническите спецификации. Физичните свойства на веществото са както следва:

• точка на топене – 1417 С;
• точка на кипене – 2600 С;
• плътността е 2,33 g/cu. cm, което показва крехкост;
• топлинният капацитет, както и топлопроводимостта, не са постоянни дори при най-чистите проби: 800 J/(kg K), или 0,191 cal/(g deg) и 84-126 W/(m K), или 0,20-0, 30 кал/(cm·sec·deg) съответно;
• прозрачно до дълговълново инфрачервено лъчение, което се използва в инфрачервената оптика;
• диелектрична проницаемост – 1,17;
• твърдост по скалата на Моос - 7.

Електрическите свойства на неметала силно зависят от примесите. В индустрията тази функция се използва чрез модулиране на желания тип полупроводник. При нормални температури силицият е крехък, но при нагряване над 800 С е възможна пластична деформация.

Свойствата на аморфния силиций са поразително различни: той е силно хигроскопичен и реагира много по-активно дори при нормални температури.

Структурата и химичният състав, както и свойствата на силиция са разгледани във видеото по-долу:

Състав и структура

Силицият съществува в две алотропни форми, които са еднакво стабилни при нормални температури.

• Кристалима вид на тъмносив прах. Веществото, въпреки че има кристална решетка, подобна на диамант, е крехко поради прекалено дългите връзки между атомите. Интерес представляват неговите полупроводникови свойства.
• При много високо налягане можете да получите шестоъгълнамодификация с плътност 2,55 g/cu. см. Тази фаза обаче все още не е намерила практическо значение.
• Аморфен– кафяво-кафяв прах. За разлика от кристалната форма, той реагира много по-активно. Това се дължи не толкова на инертността на първата форма, а на факта, че във въздуха веществото е покрито със слой диоксид.

Освен това е необходимо да се вземе предвид друг вид класификация, свързана с размера на силициевия кристал, които заедно образуват веществото. Кристалната решетка, както е известно, предполага ред не само на атомите, но и на структурите, които тези атоми образуват - така нареченият далечен ред. Колкото по-голямо е, толкова по-хомогенно ще бъде веществото по свойства.

• Монокристален– пробата е един кристал. Структурата му е максимално подредена, свойствата му са хомогенни и добре предвидими. Това е най-търсеният материал в електротехниката. Той обаче е и един от най-скъпите видове, тъй като процесът на получаването му е сложен и скоростта на растеж е ниска.
• Мултикристален– пробата се състои от няколко големи кристални зърна. Границите между тях образуват допълнителни дефектни нива, което намалява показателите на образеца като полупроводник и води до по-бързо износване. Технологията за отглеждане на мултикристали е по-проста и следователно материалът е по-евтин.
• Поликристален– състои се от голям брой зърна, разположени произволно едно спрямо друго. Това е най-чистият вид индустриален силиций, използван в микроелектрониката и слънчевата енергия. Доста често се използва като суровина за отглеждане на много- и монокристали.
• Аморфният силиций също заема отделна позиция в тази класификация. Тук редът на атомите се поддържа само на най-късите разстояния. В електротехниката обаче все още се използва под формата на тънки филми.

Производство на неметали

Получаването на чист силиций не е толкова лесно, като се има предвид инертността на неговите съединения и високата точка на топене на повечето от тях. В индустрията най-често прибягват до редукция с въглероден диоксид. Реакцията се провежда в дъгови пещи при температура 1800 С. По този начин се получава неметал с чистота 99,9%, което не е достатъчно за неговото използване.

Полученият материал се хлорира, за да се получат хлориди и хидрохлориди. След това съединенията се пречистват по всички възможни методи от примеси и се редуцират с водород.

Веществото може също да бъде пречистено чрез получаване на магнезиев силицид. Силицидът е изложен на солна или оцетна киселина. Получава се силан, като последният се пречиства чрез различни методи - сорбция, ректификация и др. След това силанът се разлага на водород и силиций при температура 1000 С. В този случай се получава вещество с фракция на примеси 10 -8 -10 -6%.

Приложение на веществото

За промишлеността електрофизичните характеристики на неметала са от най-голям интерес. Неговата монокристална форма е полупроводник с индиректна междина. Неговите свойства се определят от примеси, което прави възможно получаването на силициеви кристали с определени свойства. По този начин добавянето на бор и индий прави възможно отглеждането на кристал с дупкова проводимост, а въвеждането на фосфор или арсен прави възможно отглеждането на кристал с електронна проводимост.

• Силицият буквално служи като основа на съвременната електротехника. От него се правят транзистори, фотоклетки, интегрални схеми, диоди и т.н. Освен това функционалността на устройството почти винаги се определя само от приповърхностния слой на кристала, което определя много специфични изисквания за повърхностна обработка.
• В металургията техническият силиций се използва както като модификатор на сплавта - придава по-голяма здравина, така и като компонент - в например, и като разкислител - при производството на чугун.
• Свръхчистите и пречистени металургични материали формират основата на слънчевата енергия.
• Неметалният диоксид се среща в природата в много различни форми. Кристалните му разновидности – опал, ахат, карнеол, аметист, планински кристал – са намерили своето място в бижутерията. Модификации, които не са толкова привлекателни на външен вид - кремък, кварц - се използват в металургията, строителството и радиоелектрониката.
• Съединение на неметал с въглерод, карбид, се използва в металургията, инструментостроенето и химическата промишленост. Той е широколентов полупроводник, характеризиращ се с висока твърдост - 7 по скалата на Моос, и здравина, което позволява да се използва като абразивен материал.
• Силикати - тоест соли на силициева киселина. Нестабилен, лесно се разлага под въздействието на температурата. Тяхната забележителна особеност е, че образуват множество и разнообразни соли. Но последните са в основата на производството на стъкло, керамика, фаянс, кристал и др. Спокойно можем да кажем, че съвременното строителство се основава на различни силикати.
• Стъклото представлява най-интересният случай тук. Основата му е алумосиликати, но незначителни примеси на други вещества - обикновено оксиди - придават на материала много различни свойства, включително цвят. - фаянсът, порцеланът всъщност има една и съща формула, макар и с различно съотношение на компонентите, а разнообразието му също е невероятно.
• Неметалът има още една способност: той образува съединения като въглеродните, под формата на дълга верига от силициеви атоми. Такива съединения се наричат ​​органосилициеви съединения. Обхватът на тяхното приложение е не по-малко известен - това са силикони, уплътнители, смазки и т.н.

Силицият е много често срещан елемент и е от необичайно голямо значение в много области на националната икономика. Освен това активно се използва не само самото вещество, но и всички негови разнообразни и многобройни съединения.

Това видео ще ви разкаже за свойствата и приложенията на силиция:

Всички имена на химични елементи идват от латински. Това е необходимо преди всичко, за да могат учени от различни страни да се разбират.

Химични символи на елементите

Елементите обикновено се обозначават с химични знаци (символи). Според предложението на шведския химик Берцелиус (1813) химичните елементи се обозначават с началната или началната и една от следващите букви от латинското наименование на даден елемент; Първата буква винаги е главна, втората - малка. Например водородът (Hydrogenium) се обозначава с буквата H, кислородът (Oxygenium) с буквата O, сярата (Sulfur) с буквата S; живак (Hydrargyrum) - букви Hg, алуминий (Aluminium) - Al, желязо (Ferrum) - Fe и др.

Ориз. 1. Таблица на химичните елементи с имена на латински и руски език.

Руските имена на химични елементи често са латински имена с модифицирани окончания. Но има и много елементи, чието произношение се различава от латинския източник. Това са или местни руски думи (например желязо), или думи, които са преводи (например кислород).

Химическа номенклатура

Химическата номенклатура е правилното наименование на химичните вещества. Латинската дума nomenclatura се превежда като "списък с имена"

В ранния етап от развитието на химията веществата са получавали произволни, произволни имена (тривиални имена). Силно летливите течности се наричаха алкохоли, включително „солен алкохол“ - воден разтвор на солна киселина, „силитриев алкохол“ - азотна киселина, „амониев алкохол“ - воден разтвор на амоняк. Маслените течности и твърди вещества се наричаха масла, например концентрираната сярна киселина се наричаше „витриолно масло“, а арсеновият хлорид се наричаше „арсеново масло“.

Понякога веществата са кръстени на техния откривател, например „солта на Глаубер“ Na 2 SO 4 * 10H 2 O, открита от немския химик И. Р. Глаубер през 17 век.

Ориз. 2. Портрет на И. Р. Глаубер.

Древните имена могат да показват вкуса на веществата, цвета, мириса, външния вид и медицинския ефект. Едно вещество понякога имаше няколко имена.

До края на 18 век химиците познават не повече от 150-200 съединения.

Първата система от научни наименования в химията е разработена през 1787 г. от комисия от химици, ръководена от А. Лавоазие. Химическата номенклатура на Лавоазие послужи като основа за създаването на национални химически номенклатури. За да се разбират химиците от различни страни, номенклатурата трябва да е единна. Понастоящем съставянето на химични формули и имена на неорганични вещества е предмет на система от номенклатурни правила, създадена от комисия на Международния съюз за чиста и приложна химия (IUPAC). Всяко вещество се представя с формула, в съответствие с която се изгражда систематичното наименование на съединението.

Ориз. 3. А. Лавоазие.

Какво научихме?

Всички химични елементи имат латински корени. Латинските наименования на химичните елементи са общоприети. Те се прехвърлят на руски чрез проследяване или превод. някои думи обаче имат оригинален руски смисъл, например мед или желязо. Всички химични вещества, състоящи се от атоми и молекули, са обект на химическа номенклатура. Системата от научни имена е разработена за първи път от А. Лавоазие.

Тест по темата

Оценка на доклада

Среден рейтинг: 4.2. Общо получени оценки: 768.