Պարբերական աղյուսակ, թե ինչպես են ընթերցվում քիմիական տարրերը: Քիմիական տարրերի անվանումները

Ինչպե՞ս օգտագործել պարբերական աղյուսակը: Չգիտակցված մարդու համար պարբերական աղյուսակը կարդալը նույնն է, ինչ էլֆերի հնագույն ռունագրերը թզուկի համար նայելը: Իսկ պարբերական աղյուսակը կարող է շատ բան պատմել աշխարհի մասին։

Քննությանը ձեզ ծառայելուց բացի, այն նաև ուղղակի անփոխարինելի է հսկայական քանակությամբ քիմիական և ֆիզիկական խնդիրների լուծման համար։ Բայց ինչպես կարդալ այն: Բարեբախտաբար, այսօր բոլորը կարող են սովորել այս արվեստը: Այս հոդվածում մենք ձեզ կասենք, թե ինչպես հասկանալ պարբերական աղյուսակը:

Քիմիական տարրերի պարբերական համակարգը (Մենդելեևի աղյուսակ) քիմիական տարրերի դասակարգում է, որը հաստատում է տարրերի տարբեր հատկությունների կախվածությունը ատոմային միջուկի լիցքից։

Աղյուսակի ստեղծման պատմությունը

Դմիտրի Իվանովիչ Մենդելեևը հասարակ քիմիկոս չէր, եթե ինչ-որ մեկն այդպես է կարծում։ Եղել է քիմիկոս, ֆիզիկոս, երկրաբան, չափագետ, բնապահպան, տնտեսագետ, նավթագործ, օդագնաց, գործիքագործ և ուսուցիչ։ Իր կյանքի ընթացքում գիտնականին հաջողվել է բազմաթիվ հիմնարար հետազոտություններ կատարել գիտելիքի տարբեր ոլորտներում։ Օրինակ, տարածված է այն կարծիքը, որ հենց Մենդելեևն է հաշվարկել օղու իդեալական ուժը՝ 40 աստիճան։

Մենք չգիտենք, թե Մենդելեևն ինչպես է վերաբերվել օղուն, բայց հաստատ հայտնի է, որ նրա դիսերտացիա «Դիսկուրս ալկոհոլի ջրի հետ համադրության մասին» թեմայով ոչ մի կապ չի ունեցել օղու հետ և դիտարկել է ալկոհոլի կոնցենտրացիաները 70 աստիճանից։ Գիտնականի բոլոր արժանիքներով հանդերձ, քիմիական տարրերի պարբերական օրենքի բացահայտումը` բնության հիմնարար օրենքներից մեկը, նրան ամենալայն համբավ բերեց:

Գոյություն ունի լեգենդ, ըստ որի գիտնականը երազում էր պարբերական համակարգի մասին, որից հետո նրան մնում էր միայն վերջնական տեսքի բերել ի հայտ եկած գաղափարը։ Բայց եթե ամեն ինչ այդքան պարզ լիներ.. Պարբերական աղյուսակի ստեղծման այս տարբերակը, ըստ երևույթին, ոչ այլ ինչ է, քան լեգենդ: Հարցին, թե ինչպես է բացվել սեղանը, ինքը՝ Դմիտրի Իվանովիչը, պատասխանել է. Ես դրա մասին մտածում էի երևի քսան տարի, և դու մտածում ես. ես նստեցի և հանկարծ ... պատրաստ է »:

Տասնիններորդ դարի կեսերին հայտնի քիմիական տարրերը (հայտնի էր 63 տարր) պարզեցնելու փորձերը միաժամանակ ձեռնարկվեցին մի քանի գիտնականների կողմից։ Օրինակ՝ 1862 թվականին Ալեքսանդր Էմիլ Շանկուրտուան ​​տարրերը դրեց խխունջի երկայնքով և նշեց քիմիական հատկությունների ցիկլային կրկնությունը։

Քիմիկոս և երաժիշտ Ջոն Ալեքսանդր Նյուլանդսն առաջարկել է պարբերական աղյուսակի իր տարբերակը 1866 թվականին։ Հետաքրքիր փաստ է այն, որ տարրերի դասավորության մեջ գիտնականը փորձել է բացահայտել որոշ միստիկ երաժշտական ​​ներդաշնակություն։ Մյուս փորձերի թվում էր Մենդելեևի փորձը, որը պսակվեց հաջողությամբ։

1869 թվականին հրապարակվել է աղյուսակի առաջին սխեման, իսկ 1869 թվականի մարտի 1-ը համարվում է պարբերական օրենքի հայտնաբերման օր։ Մենդելեևի հայտնագործության էությունը կայանում էր նրանում, որ աճող ատոմային զանգված ունեցող տարրերի հատկությունները փոխվում են ոչ թե միապաղաղ, այլ պարբերաբար։

Աղյուսակի առաջին տարբերակը պարունակում էր ընդամենը 63 տարր, սակայն Մենդելեևը մի շարք շատ ոչ ստանդարտ որոշումներ կայացրեց։ Այսպիսով, նա կռահեց, որ աղյուսակում տեղ կթողնի դեռ չբացահայտված տարրերը, ինչպես նաև փոխեց որոշ տարրերի ատոմային զանգվածները: Մենդելեևի կողմից ստացված օրենքի հիմնարար ճշգրտությունը հաստատվեց շատ շուտով գալիումի, սկանդիումի և գերմանիումի հայտնաբերումից հետո, որոնց գոյությունը կանխատեսել էին գիտնականները։

Պարբերական աղյուսակի ժամանակակից տեսք

Ստորև ներկայացված է հենց աղյուսակը:

Այսօր ատոմային քաշի (ատոմային զանգվածի) փոխարեն օգտագործվում է ատոմային թիվ (միջուկում պրոտոնների թիվը) հասկացությունը՝ տարրերը դասավորելու համար։ Աղյուսակը պարունակում է 120 տարր, որոնք դասավորված են ձախից աջ ատոմային թվի աճման կարգով (պրոտոնների թիվը)

Աղյուսակի սյունակները այսպես կոչված խմբեր են, իսկ տողերը՝ կետ։ Աղյուսակում կա 18 խումբ և 8 ժամանակաշրջան։

1. Տարրերի մետաղական հատկությունները նվազում են ձախից աջ ընկած ժամանակահատվածում շարժվելիս և մեծանում են հակառակ ուղղությամբ:
2. Ատոմների չափերը նվազում են, երբ նրանք ձախից աջ են շարժվում ժամանակաշրջանների երկայնքով:
3. Խմբում վերևից ներքև շարժվելիս մեծանում են նվազող մետաղական հատկությունները։
4. Ձախից աջ ընկած ժամանակահատվածում ավելանում են օքսիդացնող և ոչ մետաղական հատկությունները:

Ի՞նչ ենք մենք սովորում աղյուսակից տարրի մասին: Օրինակ, վերցնենք աղյուսակի երրորդ տարրը՝ լիթիումը, և մանրամասն դիտարկենք այն։

Առաջին հերթին մենք տեսնում ենք հենց տարրի խորհրդանիշը և նրա անունը: Վերևի ձախ անկյունում տարրի ատոմային համարն է՝ ըստ աղյուսակում տարրի գտնվելու հերթականության։ Ատոմային թիվը, ինչպես արդեն նշվեց, հավասար է միջուկի պրոտոնների թվին։ Դրական պրոտոնների թիվը սովորաբար հավասար է ատոմի բացասական էլեկտրոնների թվին (բացառությամբ իզոտոպների)։

Ատոմային զանգվածը նշվում է ատոմային թվի տակ (աղյուսակի այս տարբերակում): Եթե ​​ատոմային զանգվածը կլորացնենք մոտակա ամբողջ թվին, ապա կստանանք այսպես կոչված զանգվածային թիվը։ Զանգվածային թվի և ատոմային թվի տարբերությունը տալիս է միջուկում նեյտրոնների թիվը։ Այսպիսով, հելիումի միջուկում նեյտրոնների թիվը երկու է, իսկ լիթիումում՝ չորս։

Այսպիսով, մեր դասընթացը «Մենդելեևի սեղան դյումիների համար» ավարտվեց: Եզրափակելով՝ հրավիրում ենք ձեզ դիտելու թեմատիկ տեսանյութ, և հուսով ենք, որ Մենդելեևի պարբերական աղյուսակն օգտագործելու հարցը ձեզ համար ավելի պարզ է դարձել։ Հիշեցնում ենք, որ նոր առարկա սովորելը միշտ ավելի արդյունավետ է ոչ միայնակ, այլ փորձառու մենթորի օգնությամբ։ Այդ իսկ պատճառով երբեք չպետք է մոռանաք ուսանողական ծառայության մասին, որը սիրով կկիսվի ձեզ հետ իրենց գիտելիքներով և փորձով։

Թթվածնից հետո սիլիցիումերկրակեղևի ամենաառատ տարրն է։ Այն ունի 2 կայուն իզոտոպ. 28 Սի, 29 Սի, 30 Սի. Սիլիցիումը բնության մեջ ազատ ձևով չի հանդիպում։

Առավել տարածված են՝ սիլիցիումի թթուների և սիլիցիումի օքսիդի (սիլիկ, ավազ, քվարց) աղեր։ Մտնում են հանքային աղերի, միկայի, տալկի, ասբեստի կազմի մեջ։

Սիլիցիումի ալոտրոպիա.

ժամը սիլիցիումԿան 2 ալոտրոպային փոփոխություններ.

Բյուրեղային (բաց մոխրագույն բյուրեղներ: Կառուցվածքը նման է ադամանդի բյուրեղային ցանցին, որտեղ սիլիցիումի ատոմը կովալենտորեն կապված է 4 միանման ատոմների հետ և գտնվում է sp3 - հիբրիդացում);

Ամորֆ (շագանակագույն փոշի, ավելի ակտիվ ձև, քան բյուրեղային):

սիլիցիումի հատկությունները.

Ջերմաստիճանում սիլիցիումը փոխազդում է մթնոլորտային թթվածնի հետ.

Սի + Օ 2 = SiO 2 .

Եթե ​​թթվածինը բավարար չէ (պակասում է), ապա կարող է տեղի ունենալ հետևյալ ռեակցիան.

2 Սի + Օ 2 = 2 SiO,

Որտեղ SiO- մոնօքսիդ, որը կարող է ձևավորվել նաև ռեակցիայի ընթացքում.

Սի + SiO 2 = 2 SiO.

Նորմալ պայմաններում սիլիցիումկարող է արձագանքել Ֆ 2 , երբ ջեռուցվում է - հետ Cl 2 . Եթե ​​ջերմաստիճանը հետագայում ավելացվի, ապա Սիհետ կկարողանա շփվել ՆԵվ Ս:

4Si + S 8 = 4SiS 2;

Si + 2F 2 \u003d SiF 4.

Սիլիկոնը կարողանում է արձագանքել ածխածնի հետ՝ տալով կարբորունդ:

Սի + Գ = SiC.

Սիլիցիումը լուծելի է խտացված ազոտական ​​և հիդրոֆտորաթթուների խառնուրդում.

3Si + 4HNO 3 + 12HF = 3SiF 4 + 4NO + 8H 2 O:

Սիլիցիումը լուծվում է ալկալիների ջրային լուծույթներում.

Si + 2NaOH + H 2 O \u003d Na 2 SiO 3 + H 2:

Օքսիդներով տաքացնելիս սիլիցիումը անհամաչափ է.

2 MgO + 3 Սի = մգ 2 Սի + 2 SiO.

Մետաղների հետ փոխազդեցության ժամանակ սիլիցիումը հանդես է գալիս որպես օքսիդացնող նյութ.

2 մգ + Սի = մգ 2 Սի.

Սիլիցիումի կիրառում.

Սիլիցիումը մեծագույն կիրառություն ունի համաձուլվածքների արտադրության մեջ՝ ալյումինին, պղնձին և մագնեզիումին ամրություն հաղորդելու և ֆերոսիլիցիդների արտադրության համար, որոնք կարևոր են պողպատների և կիսահաղորդչային տեխնոլոգիաների արտադրության մեջ։ Սիլիցիումի բյուրեղները օգտագործվում են արևային բջիջներում և կիսահաղորդչային սարքերում՝ տրանզիստորներում և դիոդներում:

Սիլիցիումը նաև ծառայում է որպես հումք սիլիցիումի օրգանական միացությունների կամ սիլոքսանների արտադրության համար, որոնք ստացվում են յուղերի, քսանյութերի, պլաստմասսաների և սինթետիկ կաուչուկների տեսքով։ Անօրգանական սիլիցիումային միացություններն օգտագործվում են կերամիկական և ապակու տեխնոլոգիայում՝ որպես մեկուսիչ նյութ և պիեզոկրիստալներ։

Բնության մեջ ամենատարածված տարրերից է սիլիցիումը կամ սիլիցիումը։ Նման լայն տարածումը խոսում է այս նյութի կարևորության և նշանակության մասին։ Սա արագ հասկացվեց և ընդունվեց այն մարդկանց կողմից, ովքեր սովորեցին, թե ինչպես ճիշտ օգտագործել սիլիցիումը իրենց նպատակների համար: Դրա կիրառումը հիմնված է հատուկ հատկությունների վրա, որոնց մասին մենք կխոսենք ավելի ուշ:

Սիլիցիում - քիմիական տարր

Եթե ​​այս տարրը բնութագրենք ըստ դիրքի պարբերական համակարգում, ապա կարող ենք առանձնացնել հետևյալ կարևոր կետերը.

1. Սերիական համարը 14 է։
2. Ժամանակահատվածը երրորդ փոքրն է։
3. Խումբ - IV.
4. Ենթախումբը հիմնականն է։
5. Արտաքին էլեկտրոնային թաղանթի կառուցվածքն արտահայտվում է 3s 2 3p 2 բանաձևով։
6. Սիլիցիումի տարրը ներկայացված է Si քիմիական նշանով, որն արտասանվում է «սիլիկցիում»։
7. Այն օքսիդացման վիճակներն են. -4; +2; +4.
8. Ատոմի վալենտությունը IV է։
9. Սիլիցիումի ատոմային զանգվածը 28,086 է։
10. Բնության մեջ կան այս տարրի երեք կայուն իզոտոպներ՝ 28, 29 և 30 զանգվածային թվերով։

Այսպիսով, քիմիական տեսանկյունից սիլիցիումի ատոմը բավականաչափ ուսումնասիրված տարր է, նկարագրված են նրա տարբեր հատկություններից շատերը։

Հայտնաբերման պատմություն

Քանի որ դիտարկվող տարրի տարբեր միացությունները բնության մեջ շատ տարածված և զանգվածային են, հնագույն ժամանակներից մարդիկ օգտագործել և գիտեին դրանցից շատերի հատկությունների մասին: Մաքուր սիլիցիումը երկար ժամանակ մնաց քիմիայի մեջ մարդու գիտելիքներից դուրս:

Հին մշակույթների ժողովուրդների (եգիպտացիներ, հռոմեացիներ, չինացիներ, ռուսներ, պարսիկներ և այլք) առօրյա կյանքում և արդյունաբերության մեջ օգտագործվող ամենատարածված միացությունները սիլիցիումի օքսիդի վրա հիմնված թանկարժեք և դեկորատիվ քարերն էին: Դրանք ներառում են.

• օպալ;
• rhinestone;
• տոպազ;
• քրիզոպրազ;
• օնիքս;
• քաղկեդոնիան և այլն։

Հին ժամանակներից ընդունված է եղել օգտագործել քվարցը շինարարական բիզնեսում։ Այնուամենայնիվ, ինքնին տարրական սիլիցիումը մնաց չբացահայտված մինչև 19-րդ դարը, թեև շատ գիտնականներ ապարդյուն փորձեցին այն մեկուսացնել տարբեր միացություններից՝ օգտագործելով կատալիզատորներ, բարձր ջերմաստիճան և նույնիսկ էլեկտրական հոսանք։ Սրանք այնպիսի պայծառ մտքեր են, ինչպիսիք են.

• Կարլ Շելել;
• Gay-Lussac;
• Թենար;
• Համֆրի Դեյվի;
• Անտուան ​​Լավուազե.

Յենս Յակոբս Բերզելիուսին հաջողվեց մաքուր սիլիցիում ստանալ 1823թ. Դրա համար նա փորձ է անցկացրել սիլիցիումի ֆտորիդի և մետաղական կալիումի գոլորշիների միաձուլման վերաբերյալ: Արդյունքում նա ստացել է խնդրո առարկա տարրի ամորֆ մոդիֆիկացիան։ Նույն գիտնականն առաջարկել է հայտնաբերված ատոմի լատիներեն անվանումը։

Քիչ անց՝ 1855 թվականին, մեկ այլ գիտնականի՝ Սենթ Քլեր-Դևիլին հաջողվեց սինթեզել ևս մեկ ալոտրոպ սորտ՝ բյուրեղային սիլիցիում։ Այդ ժամանակից ի վեր այս տարրի և դրա հատկությունների մասին գիտելիքները սկսեցին շատ արագ աճել: Մարդիկ հասկացան, որ այն ունի յուրահատուկ առանձնահատկություններ, որոնք կարող են շատ խելամտորեն օգտագործվել իրենց սեփական կարիքները բավարարելու համար: Ուստի այսօր էլեկտրոնիկայի և տեխնիկայի ամենապահանջված տարրերից մեկը սիլիցիումն է։ Դրա օգտագործումը միայն ընդլայնում է իր սահմանները ամեն տարի:

Ատոմի ռուսերեն անվանումը տվել է գիտնական Հեսը 1831 թվականին։ Դա այն է, ինչ մնացել է մինչ օրս։

Սիլիցիումը բնության մեջ երկրորդն է թթվածնից հետո: Նրա տոկոսը երկրակեղևի բաղադրության մեջ այլ ատոմների համեմատ կազմում է 29,5%։ Բացի այդ, ածխածինը և սիլիցիումը երկու հատուկ տարրեր են, որոնք կարող են շղթաներ ստեղծել՝ միանալով միմյանց։ Այդ իսկ պատճառով վերջինիս համար հայտնի են ավելի քան 400 տարբեր բնական միներալներ, որոնց բաղադրության մեջ այն պարունակվում է լիտոսֆերայում, հիդրոսֆերայում և կենսազանգվածում։

Որտե՞ղ է կոնկրետ հայտնաբերվել սիլիցիումը:

1. Հողի խորը շերտերում:
2. Ժայռերում, հանքավայրերում և զանգվածներում:
3. Ջրային մարմինների, հատկապես ծովերի և օվկիանոսների հատակին:
4. Կենդանական թագավորության բույսերի և ծովային բնակիչների մեջ:
5. Մարդկանց և ցամաքային կենդանիների մեջ.

Հնարավոր է նշանակել մի քանի ամենատարածված հանքանյութեր և ապարներ, որոնցում մեծ քանակությամբ սիլիցիում կա: Նրանց քիմիան այնպիսին է, որ դրանցում մաքուր տարրի զանգվածային պարունակությունը հասնում է 75%-ի։ Այնուամենայնիվ, կոնկրետ ցուցանիշը կախված է նյութի տեսակից: Այսպիսով, սիլիցիում պարունակող ապարներն ու հանքանյութերը.

• Feldspars;
• միկա;
• ամֆիբոլներ;
• օպալներ;
• քաղկեդոնիա;
• սիլիկատներ;
• ավազաքարեր;
• ալյումինոսիլիկատներ;
• կավ և այլն:

Կուտակվելով ծովային կենդանիների պատյաններում և արտաքին կմախքներում՝ սիլիցիումը ի վերջո ձևավորում է սիլիցիումի հզոր հանքավայրեր ջրային մարմինների հատակին: Սա այս տարրի բնական աղբյուրներից մեկն է:

Բացի այդ, պարզվել է, որ սիլիցիումը կարող է գոյություն ունենալ մաքուր բնիկ ձևով՝ բյուրեղների տեսքով: Բայց նման ավանդները շատ հազվադեպ են:

Սիլիցիումի ֆիզիկական հատկությունները

Եթե ​​դիտարկվող տարրը բնութագրում ենք ֆիզիկաքիմիական հատկությունների մի շարքով, ապա առաջին հերթին պետք է նշվեն ֆիզիկական պարամետրերը: Ահա մի քանի հիմնական.

1. Այն գոյություն ունի երկու ալոտրոպ մոդիֆիկացիաների տեսքով՝ ամորֆ և բյուրեղային, որոնք տարբերվում են բոլոր հատկություններով։
2. Բյուրեղյա վանդակը շատ նման է ադամանդի ցանցին, քանի որ ածխածինը և սիլիցիումը այս առումով գրեթե նույնն են: Այնուամենայնիվ, ատոմների միջև հեռավորությունը տարբեր է (սիլիկոնն ավելի շատ է), ուստի ադամանդը շատ ավելի կոշտ և ամուր է: Ցանցային տեսակը՝ խորանարդ դեմքով կենտրոնացված:
3. Նյութը շատ փխրուն է, բարձր ջերմաստիճանի դեպքում այն ​​դառնում է պլաստիկ։
4. Հալման կետը 1415˚С է։
5. Եռման կետ - 3250˚С:
6. Նյութի խտությունը 2,33 գ / սմ 3 է:
7. Միացության գույնը արծաթագույն-մոխրագույն է, արտահայտված է բնորոշ մետաղական փայլ։
8. Այն ունի լավ կիսահաղորդչային հատկություններ, որոնք կարող են տարբեր լինել որոշակի նյութերի ավելացման դեպքում:
9. Չլուծվող ջրի, օրգանական լուծիչների և թթուների մեջ:
10. Հատկապես լուծելի է ալկալիներում:

Սիլիցիումի նշանակված ֆիզիկական հատկությունները թույլ են տալիս մարդկանց վերահսկել այն և օգտագործել այն տարբեր ապրանքներ ստեղծելու համար: Օրինակ, էլեկտրոնիկայի մեջ մաքուր սիլիցիումի օգտագործումը հիմնված է կիսահաղորդչության հատկությունների վրա:

Քիմիական հատկություններ

Սիլիցիումի քիմիական հատկությունները մեծապես կախված են ռեակցիայի պայմաններից։ Եթե ​​մենք խոսում ենք ստանդարտ պարամետրերի մասին, ապա մենք պետք է նշանակենք շատ ցածր ակտիվություն: Ե՛վ բյուրեղային, և՛ ամորֆ սիլիցիումը շատ իներտ են: Նրանք չեն փոխազդում ուժեղ օքսիդացնող նյութերի (բացառությամբ ֆտորի) կամ ուժեղ վերականգնող նյութերի հետ։

Դա պայմանավորված է նրանով, որ նյութի մակերեսին ակնթարթորեն ձևավորվում է SiO 2-ի օքսիդ թաղանթ, որը կանխում է հետագա փոխազդեցությունները: Այն կարող է առաջանալ ջրի, օդի, գոլորշիների ազդեցության տակ։

Եթե, այնուամենայնիվ, փոխվեն ստանդարտ պայմանները, և սիլիցիումը տաքացվի մինչև 400˚С-ից բարձր ջերմաստիճան, ապա նրա քիմիական ակտիվությունը զգալիորեն կբարձրանա: Այս դեպքում այն ​​արձագանքելու է.

• թթվածին;
• բոլոր տեսակի հալոգեններ;
• ջրածինը։

Ջերմաստիճանի հետագա աճով հնարավոր է արտադրանքի ձևավորում բորի, ազոտի և ածխածնի հետ փոխազդեցության արդյունքում: Առանձնահատուկ նշանակություն ունի կարբորոնդը՝ SiC, քանի որ այն լավ հղկող նյութ է:

Բացի այդ, սիլիցիումի քիմիական հատկությունները հստակ երևում են մետաղների հետ ռեակցիաներում: Դրանց առնչությամբ այն օքսիդացնող նյութ է, ուստի արտադրանքը կոչվում է սիլիցիդներ։ Նմանատիպ միացությունները հայտնի են.

• ալկալային;
• ալկալային երկիր;
• անցումային մետաղներ.

Երկաթի և սիլիցիումի միաձուլման արդյունքում ստացված միացությունը արտասովոր հատկություններ ունի։ Այն կոչվում է ֆերոսիլիկոնային կերամիկա և հաջողությամբ օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ։

Սիլիցիումը չի փոխազդում բարդ նյութերի հետ, հետևաբար, դրանց բոլոր տեսակներից այն կարող է լուծվել միայն.

• aqua regia (ազոտական ​​և հիդրոքլորային թթուների խառնուրդ);
• կաուստիկ ալկալիներ.

Այս դեպքում լուծույթի ջերմաստիճանը պետք է լինի առնվազն 60 ° C: Այս ամենը ևս մեկ անգամ հաստատում է նյութի ֆիզիկական հիմքը՝ ադամանդի նման կայուն բյուրեղյա ցանց, որը տալիս է նրան ուժ և իներտություն։

Ինչպես կարելի է ստանալ

Սիլիցիումի մաքուր ձևով ստանալը տնտեսապես բավականին ծախսատար գործընթաց է: Բացի այդ, իր հատկությունների շնորհիվ ցանկացած մեթոդ տալիս է միայն 90-99% մաքուր արտադրանք, մինչդեռ մետաղների և ածխածնի տեսքով կեղտերը մնում են նույնը։ Այսպիսով, միայն նյութը ստանալը բավարար չէ: Այն նաեւ պետք է որակապես մաքրվի օտար տարրերից։

Ընդհանուր առմամբ, սիլիցիումի արտադրությունն իրականացվում է երկու հիմնական եղանակով.

1. Սպիտակ ավազից, որը մաքուր սիլիցիումի օքսիդ է SiO 2: Երբ այն կալցինացվում է ակտիվ մետաղներով (առավել հաճախ՝ մագնեզիումով), ձևավորվում է ազատ տարր՝ ամորֆ ձևափոխման տեսքով։ Այս մեթոդի մաքրությունը բարձր է, արտադրանքը ստացվում է 99,9 տոկոս եկամտաբերությամբ։
2. Արդյունաբերական մասշտաբով առավել տարածված մեթոդ է հալած ավազի սինթրումը կոքսով մասնագիտացված ջերմային վառարաններում: Այս մեթոդը մշակվել է ռուս գիտնական Ն.Ն.Բեկետովի կողմից:

Հետագա վերամշակումը բաղկացած է արտադրանքը մաքրման մեթոդների ենթարկելուց: Դրա համար օգտագործվում են թթուներ կամ հալոգեններ (քլոր, ֆտոր):

Ամորֆ սիլիցիում

Սիլիցիումի բնութագրումը թերի կլինի, եթե նրա յուրաքանչյուր ալոտրոպ մոդիֆիկացիա առանձին չդիտարկվի: Առաջինն ամորֆ է։ Այս վիճակում, նյութը, որը մենք դիտարկում ենք, շագանակագույն շագանակագույն փոշի է, նուրբ ցրված: Այն ունի հիգրոսկոպիկության բարձր աստիճան, տաքացնելիս ցուցաբերում է բավականաչափ բարձր քիմիական ակտիվություն։ Ստանդարտ պայմաններում այն ​​կարողանում է փոխազդել միայն ամենաուժեղ օքսիդացնող նյութի՝ ֆտորի հետ։

Ամորֆ սիլիցիումը պարզապես մի տեսակ բյուրեղային անվանելը լիովին ճիշտ չէ: Նրա վանդակը ցույց է տալիս, որ այս նյութը միայն մանր ցրված սիլիցիումի մի ձև է, որը գոյություն ունի բյուրեղների տեսքով։ Հետևաբար, որպես այդպիսին, այս փոփոխությունները միևնույն բաղադրությունն են:

Այնուամենայնիվ, նրանց հատկությունները տարբերվում են, և, հետևաբար, ընդունված է խոսել ալոտրոպիայի մասին: Ինքնին ամորֆ սիլիցիումն ունի լույսի կլանման բարձր կարողություն։ Բացի այդ, որոշակի պայմաններում այս ցուցանիշը մի քանի անգամ ավելի բարձր է, քան բյուրեղային ձևը: Հետեւաբար, այն օգտագործվում է տեխնիկական նպատակներով: Դիտարկվող ձևով (փոշի) միացությունը հեշտությամբ կիրառվում է ցանկացած մակերեսի վրա՝ լինի դա պլաստմասե կամ ապակի: Հետեւաբար, դա ամորֆ սիլիցիում է, որն այնքան հարմար է օգտագործման համար: Դիմումը հիմնված է տարբեր չափերի վրա:

Չնայած այս տեսակի մարտկոցների մաշումը բավականին արագ է, ինչը կապված է նյութի բարակ թաղանթի քայքայման հետ, այնուամենայնիվ, օգտագործումը և պահանջարկը միայն աճում է: Իրոք, նույնիսկ կարճ ծառայության ընթացքում ամորֆ սիլիցիումի վրա հիմնված արևային մարտկոցները կարող են էներգիա ապահովել ամբողջ ձեռնարկություններին: Բացի այդ, նման նյութի արտադրությունն առանց թափոնների է, ինչն այն դարձնում է շատ խնայող։

Այս մոդիֆիկացիան ստացվում է ակտիվ մետաղներով միացությունների վերականգնմամբ, օրինակ՝ նատրիումով կամ մագնեզիումով:

Բյուրեղային սիլիցիում

Քննարկվող տարրի արծաթագույն-մոխրագույն փայլուն մոդիֆիկացիան: Հենց այս ձևն է ամենատարածված և ամենապահանջվածը: Դա պայմանավորված է այս նյութի որակական հատկությունների մի շարքով:

Բյուրեղյա ցանցով սիլիցիումի բնութագիրը ներառում է դրա տեսակների դասակարգումը, քանի որ դրանցից մի քանիսը կան.

1. Էլեկտրոնային որակ՝ ամենամաքուր և ամենաբարձր որակը: Հենց այս տեսակն է օգտագործվում էլեկտրոնիկայի մեջ հատկապես զգայուն սարքեր ստեղծելու համար։
2. Արևային որակ. Անունն ինքնին սահմանում է օգտագործման տարածքը: Այն նաև բարձր մաքրության սիլիցիում է, որի օգտագործումն անհրաժեշտ է բարձրորակ և երկարատև արևային մարտկոցներ ստեղծելու համար։ Բյուրեղային կառուցվածքի հիման վրա ստեղծված ֆոտոգալվանային փոխարկիչներն ավելի բարձր որակի և մաշվածության դիմադրություն ունեն, քան նրանք, որոնք ստեղծվել են տարբեր տեսակի ենթաշերտերի վրա նստվածքի միջոցով ամորֆ ձևափոխման միջոցով:
3. Տեխնիկական սիլիցիում. Այս բազմազանությունը ներառում է նյութի այն նմուշները, որոնք պարունակում են մաքուր տարրի մոտ 98%-ը։ Մնացած ամեն ինչ գնում է տարբեր տեսակի կեղտերի.

• ալյումին;
• քլոր;
• Ածխածին;
• ֆոսֆոր և այլն:

Քննարկվող նյութի վերջին բազմազանությունը օգտագործվում է սիլիցիումի պոլիբյուրեղներ ստանալու համար։ Դրա համար իրականացվում են վերաբյուրեղացման գործընթացներ։ Արդյունքում մաքրության առումով ստացվում են ապրանքներ, որոնք կարելի է վերագրել արևային և էլեկտրոնային որակի խմբերին։

Իր բնույթով պոլիսիլիկոնը միջանկյալ արտադրանք է ամորֆ մոդիֆիկացիայի և բյուրեղայինի միջև: Այս տարբերակի հետ ավելի հեշտ է աշխատել, այն ավելի լավ է մշակվում և մաքրվում ֆտորով և քլորով:

Ստացված արտադրանքը կարելի է դասակարգել հետևյալ կերպ.

• մուլտիսիլիկոն;
• monocrystalline;
• պրոֆիլավորված բյուրեղներ;
• սիլիցիումի ջարդոն;
• տեխնիկական սիլիցիում;
• արտադրության թափոններ նյութի բեկորների և մնացորդների տեսքով.

Նրանցից յուրաքանչյուրը կիրառություն է գտնում արդյունաբերության մեջ և ամբողջությամբ օգտագործվում է մարդու կողմից։ Հետեւաբար, սիլիցիումի հետ կապվածները համարվում են թափոններից զերծ: Սա զգալիորեն նվազեցնում է դրա տնտեսական արժեքը՝ չազդելով որակի վրա։

Մաքուր սիլիցիումի օգտագործումը

Արդյունաբերությունում սիլիցիումի արտադրությունը բավականին լավ է հաստատված, և դրա մասշտաբները բավականին ծավալուն են։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ այս տարրը՝ թե՛ մաքուր, թե՛ տարբեր միացությունների տեսքով, լայն տարածում ունի և պահանջարկ ունի գիտության և տեխնիկայի տարբեր ճյուղերում։

Որտե՞ղ է օգտագործվում բյուրեղային և ամորֆ սիլիցիումը իր մաքուր տեսքով:

1. Մետալուրգիայում՝ որպես համաձուլվածքային հավելում, որը կարող է փոխել մետաղների և դրանց համաձուլվածքների հատկությունները։ Այսպիսով, այն օգտագործվում է պողպատի և երկաթի ձուլման մեջ։
2. Ավելի մաքուր տարբերակ արտադրելու համար օգտագործվում են տարբեր տեսակի նյութեր՝ պոլիսիլիկոն։
3. Սիլիցիումի միացությունները մի ամբողջ քիմիական արդյունաբերություն են, որն այսօր առանձնահատուկ ժողովրդականություն է ձեռք բերել: Սիլիկոնային նյութերն օգտագործվում են բժշկության մեջ, սպասքի, գործիքների արտադրության մեջ և շատ ավելին։
4. Տարբեր արևային մարտկոցների արտադրություն։ Էներգիայի ստացման այս մեթոդը ապագայում ամենահեռանկարայիններից է։ Էկոլոգիապես մաքուր, ծախսարդյունավետ և երկարակյաց - նման էլեկտրաէներգիայի արտադրության հիմնական առավելությունները:
5. Սիլիցիումը կրակայրիչների համար օգտագործվել է շատ երկար ժամանակ։ Նույնիսկ հին ժամանակներում մարդիկ կայծք էին օգտագործում կրակ վառելիս կայծ ստեղծելու համար։ Այս սկզբունքը հիմք է հանդիսանում տարբեր տեսակի կրակայրիչների արտադրության համար։ Այսօր կան տեսակներ, որոնցում կայծքարը փոխարինվում է որոշակի բաղադրության համաձուլվածքով, որն էլ ավելի արագ արդյունք է տալիս (կայծում)։
6. Էլեկտրոնիկա և արևային էներգիա.
7. Հայելիների արտադրություն գազային լազերային սարքերում.

Այսպիսով, մաքուր սիլիցիումն ունի բազմաթիվ շահավետ և հատուկ հատկություններ, որոնք թույլ են տալիս օգտագործել այն կարևոր և անհրաժեշտ ապրանքներ ստեղծելու համար:

Սիլիցիումի միացությունների օգտագործումը

Բացի պարզ նյութից, օգտագործվում են նաև տարբեր սիլիցիումային միացություններ և շատ լայնորեն։ Արդյունաբերության մի ամբողջ ճյուղ կա, որը կոչվում է սիլիկատ: Հենց նա է հիմնված տարբեր նյութերի օգտագործման վրա, որոնք ներառում են այս զարմանալի տարրը: Որո՞նք են այդ միացությունները և ի՞նչ է ստացվում դրանցից:

1. Քվարց կամ գետի ավազ - SiO 2: Այն օգտագործվում է շինարարական և դեկորատիվ նյութերի արտադրության համար, ինչպիսիք են ցեմենտը և ապակին: Որտեղ են օգտագործվում այդ նյութերը, բոլորը գիտեն: Առանց այս բաղադրիչների ոչ մի շինարարություն ամբողջական չէ, ինչը հաստատում է սիլիցիումի միացությունների կարևորությունը:
2. Սիլիկատային կերամիկա, որը ներառում է այնպիսի նյութեր, ինչպիսիք են ֆայանսը, ճենապակին, աղյուսը և դրանց հիման վրա պատրաստված արտադրանքները: Այս բաղադրիչներն օգտագործվում են բժշկության մեջ, սպասքի, դեկորատիվ զարդերի, կենցաղային իրերի արտադրության մեջ, շինարարության և մարդկային գործունեության այլ կենցաղային ոլորտներում:
3. - սիլիկոններ, սիլիկոնե գելեր, սիլիկոնե յուղեր:
4. Սիլիկատային սոսինձ - օգտագործվում է որպես գրենական պիտույքներ, պիրոտեխնիկայում և շինարարության մեջ:

Սիլիկոնը, որի գինը համաշխարհային շուկայում տարբերվում է, բայց վերևից ներքև չի անցնում 100 ռուսական ռուբլու մեկ կիլոգրամի սահմանագիծը (մեկ բյուրեղի համար), պահանջված և արժեքավոր նյութ է։ Բնականաբար, այս տարրի միացությունները նույնպես տարածված են և կիրառելի։

Սիլիցիումի կենսաբանական դերը

Մարմնի համար նշանակության տեսակետից սիլիցիումը կարևոր է։ Դրա բովանդակությունը և հյուսվածքներում բաշխումը հետևյալն է.

• 0,002% - մկանային;
• 0,000017% - ոսկոր;
• արյուն - 3,9 մգ / լ:

Ամեն օր մոտ մեկ գրամ սիլիցիում պետք է ներս մտնի, հակառակ դեպքում հիվանդությունները կսկսեն զարգանալ։ Նրանց մեջ մահաբերներ չկան, սակայն երկարատև սիլիցիումային սովը հանգեցնում է.

• մազերի կորուստ;
• պզուկների և պզուկների տեսք;
• ոսկորների փխրունություն և փխրունություն;
• հեշտ մազանոթային թափանցելիություն;
• հոգնածություն և գլխացավեր;
• բազմաթիվ կապտուկների և կապտուկների տեսքը.

Բույսերի համար սիլիցիումը կարևոր միկրոտարր է, որն անհրաժեշտ է նորմալ աճի և զարգացման համար: Կենդանիների վրա կատարված փորձերը ցույց են տվել, որ այն անհատները, ովքեր օրական բավարար քանակությամբ սիլիցիում են օգտագործում, ավելի լավ են աճում:

Որպես անկախ քիմիական տարր՝ սիլիցիումը մարդկությանը հայտնի դարձավ միայն 1825 թվականին։ Ինչն, իհարկե, չխանգարեց սիլիցիումի միացությունների կիրառմանը այնպիսի ոլորտներում, որ ավելի հեշտ է թվարկել նրանց, որտեղ տարրը չի օգտագործվում։ Այս հոդվածը լույս կսփռի սիլիցիումի և նրա միացությունների ֆիզիկական, մեխանիկական և օգտակար քիմիական հատկությունների, կիրառությունների վրա, ինչպես նաև կխոսենք այն մասին, թե ինչպես է սիլիցիումը ազդում պողպատի և այլ մետաղների հատկությունների վրա:

Սկսենք, եկեք կանգ առնենք սիլիցիումի ընդհանուր բնութագրերի վրա: Երկրակեղևի զանգվածի 27,6-ից մինչև 29,5%-ը սիլիցիում է։ Ծովի ջրում տարրի կոնցենտրացիան նույնպես արդար է՝ մինչև 3 մգ/լ։

Լիտոսֆերայում տարածվածության առումով սիլիցիումը զբաղեցնում է երկրորդ պատվավոր տեղը թթվածնից հետո։ Այնուամենայնիվ, դրա ամենահայտնի ձևը` սիլիցիումը, օքսիդ է, և հենց դրա հատկություններն են հիմք դարձել նման լայն կիրառման համար:

Այս տեսանյութը ձեզ կպատմի, թե ինչ է սիլիցիումը.

Հայեցակարգ և առանձնահատկություններ

Սիլիցիումը ոչ մետաղ է, սակայն տարբեր պայմաններում այն ​​կարող է դրսևորել ինչպես թթվային, այնպես էլ հիմնային հատկություններ։ Այն տիպիկ կիսահաղորդիչ է և չափազանց լայնորեն կիրառվում է էլեկտրատեխնիկայում։ Նրա ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները մեծապես որոշվում են ալոտրոպ վիճակով։ Ամենից հաճախ նրանք գործ ունեն բյուրեղային ձևի հետ, քանի որ դրա որակներն ավելի պահանջված են ազգային տնտեսության մեջ։

• Սիլիցիումը մարդու մարմնի հիմնական մակրոէլեմենտներից մեկն է: Դրա բացակայությունը վնասակար ազդեցություն է ունենում ոսկրային հյուսվածքի, մազերի, մաշկի, եղունգների վիճակի վրա։ Բացի այդ, սիլիցիումը ազդում է իմունային համակարգի աշխատանքի վրա:
• Բժշկության մեջ տարրը, ավելի ճիշտ՝ դրա միացությունները, գտան իրենց առաջին կիրառությունն այս հզորությամբ: Կայծքարով պատված հորերի ջուրը ոչ միայն մաքուր էր, այլև դրական ազդեցություն ունեցավ վարակիչ հիվանդությունների նկատմամբ դիմադրողականության վրա։ Այսօր սիլիցիումով միացությունները հիմք են հանդիսանում տուբերկուլյոզի, աթերոսկլերոզի և արթրիտի դեմ դեղամիջոցների համար։
• Ընդհանուր առմամբ, ոչ մետաղը անգործուն է, սակայն դժվար է գտնել այն իր մաքուր տեսքով։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ օդում այն ​​արագ պասիվացվում է երկօքսիդի շերտով և դադարում է արձագանքել։ Երբ տաքացվում է, քիմիական ակտիվությունը մեծանում է։ Արդյունքում մարդկությունը շատ ավելի ծանոթ է նյութի միացություններին, այլ ոչ թե ինքն իրեն։

Այսպիսով, սիլիցիումը ձևավորում է համաձուլվածքներ գրեթե բոլոր մետաղների հետ՝ սիլիցիդներով։ Դրանք բոլորն առանձնանում են իրենց հրակայունությամբ և կարծրությամբ և օգտագործվում են իրենց համապատասխան տարածքներում՝ գազատուրբիններ, վառարանների ջեռուցիչներ։

Դ. Ի. Մենդելեևի աղյուսակում 6-րդ խմբում դրված է ոչ մետաղ՝ ածխածնի, գերմանիումի հետ միասին, ինչը ցույց է տալիս որոշակի ընդհանրություն այդ նյութերի հետ։ Այսպիսով, ածխածնի հետ այն «ընդհանուր» է օրգանական տիպի միացություններ ստեղծելու ունակության հետ: Միևնույն ժամանակ, սիլիցիումը, ինչպես և գերմանինը, կարող է որոշ քիմիական ռեակցիաներում դրսևորել մետաղի հատկություններ, որն օգտագործվում է սինթեզում։

Առավելություններն ու թերությունները

Ինչպես ցանկացած այլ նյութ՝ ժողովրդական տնտեսության մեջ կիրառման առումով, սիլիցիումն ունի որոշակի օգտակար կամ ոչ շատ որակներ։ Դրանք կարևոր են օգտագործման տարածքը որոշելու համար։

• Նյութի զգալի առավելությունն այն է հասանելիություն. Բնության մեջ, սակայն, այն ազատ վիճակում չէ, բայց այնուամենայնիվ, սիլիցիումի ստացման տեխնոլոգիան այնքան էլ բարդ չէ, թեև էներգիա սպառող է։
• Երկրորդ կարևոր առավելությունն է բազմակի միացությունների ձևավորումարտասովոր առավելություններով։ Սրանք սիլաններ են, սիլիցիդներ, երկօքսիդ և, իհարկե, տարբեր սիլիկատներ: Սիլիցիումի և նրա միացությունների՝ բարդ պինդ լուծույթներ ձևավորելու ունակությունը գործնականում անսահման է, ինչը թույլ է տալիս անվերջ ստանալ ապակու, քարի և կերամիկայի բազմազան տատանումներ:
• Կիսահաղորդիչների հատկություններըոչ մետաղը նրան տեղ է հատկացնում որպես բազային նյութ էլեկտրատեխնիկայում և ռադիոտեխնիկայում։
• Ոչ մետաղ է ոչ թունավոր, որը թույլ է տալիս կիրառել ցանկացած ոլորտում, և միևնույն ժամանակ տեխնոլոգիական գործընթացը չի վերածում պոտենցիալ վտանգավոր գործընթացի։

Նյութի թերությունները ներառում են միայն հարաբերական փխրունություն լավ կարծրությամբ: Սիլիցիումը չի օգտագործվում կրող կառույցների համար, սակայն այս համադրությունը հնարավորություն է տալիս ճիշտ մշակել բյուրեղների մակերեսը, ինչը կարևոր է գործիքավորման համար։

Այժմ խոսենք սիլիցիումի հիմնական հատկությունների մասին։

Հատկություններ և բնութագրեր

Քանի որ բյուրեղային սիլիցիումը առավել հաճախ օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ, հենց դրա հատկություններն են ավելի կարևոր, և հենց նրանք են տրված տեխնիկական բնութագրերում: Նյութի ֆիզիկական հատկություններն են.

• հալման կետ - 1417 C;
• եռման կետ - 2600 C;
• խտությունը՝ 2,33 գ/խմ։ տեսեք, ինչը ցույց է տալիս փխրունություն;
• ջերմային հզորությունը, ինչպես նաև ջերմային հաղորդունակությունը, հաստատուն չեն նույնիսկ ամենամաքուր նմուշների վրա՝ 800 Ջ/(կգ Կ), կամ 0,191 կկալ/(գ աստիճան) և 84-126 Վտ/(մ Կ), կամ 0,20-0, 30 կալ/(սմ վրկ աստիճան), համապատասխանաբար;
• թափանցիկ մինչև երկար ալիքի ինֆրակարմիր ճառագայթում, որն օգտագործվում է ինֆրակարմիր օպտիկայի մեջ.
• դիէլեկտրական հաստատուն - 1,17;
• կարծրություն Մոհսի սանդղակով - 7:

Ոչ մետաղի էլեկտրական հատկությունները մեծապես կախված են կեղտերից: Արդյունաբերության մեջ այս հատկանիշն օգտագործվում է կիսահաղորդչի ցանկալի տեսակի մոդուլյացիայի միջոցով: Նորմալ ջերմաստիճանի դեպքում սիլիցիումը փխրուն է, բայց երբ տաքացվում է 800 C-ից բարձր, հնարավոր է պլաստիկ դեֆորմացիա:

Ամորֆ սիլիցիումի հատկությունները զարմանալիորեն տարբեր են. այն բարձր հիգրոսկոպիկ է և շատ ավելի ակտիվ է արձագանքում նույնիսկ նորմալ ջերմաստիճանի դեպքում:

Կառուցվածքը և քիմիական կազմը, ինչպես նաև սիլիցիումի հատկությունները քննարկվում են ստորև ներկայացված տեսանյութում.

Կազմը և կառուցվածքը

Սիլիցիումը գոյություն ունի երկու ալոտրոպ ձևերով, որոնք հավասարապես կայուն են նորմալ ջերմաստիճանում:

• ԲյուրեղյաԱյն ունի մուգ մոխրագույն փոշու տեսք։ Նյութը, թեև այն ունի ադամանդի նման բյուրեղյա վանդակ, փխրուն է ատոմների միջև չափազանց երկար կապի պատճառով: Հետաքրքիր են նրա կիսահաղորդչային հատկությունները:
• Շատ բարձր ճնշման դեպքում դուք կարող եք ստանալ վեցանկյունփոփոխություն 2,55 գ/խմ խտությամբ: տե՛ս Սակայն այս փուլը դեռ գործնական նշանակություն չի գտել։
• Ամորֆ- Շագանակագույն փոշի: Ի տարբերություն բյուրեղային ձևի, այն շատ ավելի ակտիվ է արձագանքում: Դա պայմանավորված է ոչ այնքան առաջին ձևի իներտությամբ, որքան նրանով, որ օդում նյութը ծածկված է երկօքսիդի շերտով։

Բացի այդ, անհրաժեշտ է հաշվի առնել դասակարգման մեկ այլ տեսակ՝ կապված սիլիցիումի բյուրեղի չափերի հետ, որոնք միասին կազմում են նյութ։ Բյուրեղյա վանդակը, ինչպես հայտնի է, ենթադրում է ոչ միայն ատոմների, այլև այդ ատոմների կազմած կառուցվածքների դասավորությունը՝ այսպես կոչված, հեռահար կարգ։ Որքան մեծ է այն, այնքան նյութը հատկություններով ավելի համասեռ կլինի:

• միաբյուրեղային- նմուշը մեկ բյուրեղյա է: Նրա կառուցվածքը հնարավորինս դասավորված է, հատկությունները միատարր են և լավ կանխատեսելի։ Հենց այս նյութն է առավել պահանջված էլեկտրատեխնիկայում: Այնուամենայնիվ, այն նույնպես պատկանում է ամենաթանկ տեսակին, քանի որ դրա ստացման գործընթացը բարդ է, իսկ աճի տեմպերը՝ ցածր։
• Բազմաբյուրեղային– նմուշը բաղկացած է մի շարք խոշոր բյուրեղային հատիկներից: Նրանց միջև սահմանները ստեղծում են լրացուցիչ թերի մակարդակներ, ինչը նվազեցնում է նմուշի աշխատանքը որպես կիսահաղորդիչ և հանգեցնում է ավելի արագ մաշվածության: Բազմաբյուրեղների աճեցման տեխնոլոգիան ավելի պարզ է, և, հետևաբար, նյութը ավելի էժան է:
• Պոլիկյուրիստական- բաղկացած է միմյանց համեմատ պատահականորեն դասավորված մեծ քանակությամբ հատիկներից: Սա արդյունաբերական սիլիցիումի ամենամաքուր տեսակն է, որն օգտագործվում է միկրոէլեկտրոնիկայի և արևային էներգիայի մեջ: Հաճախ այն օգտագործվում է որպես հումք բազմաբյուրեղների աճեցման համար։
• Այս դասակարգման մեջ առանձին դիրք է գրավում նաև ամորֆ սիլիցիումը։ Այստեղ ատոմների կարգը պահպանվում է միայն ամենակարճ հեռավորությունների վրա։ Այնուամենայնիվ, էլեկտրատեխնիկայում այն ​​դեռ օգտագործվում է բարակ թաղանթների տեսքով:

Ոչ մետաղների արտադրություն

Մաքուր սիլիցիում ստանալն այնքան էլ հեշտ չէ՝ հաշվի առնելով դրա միացությունների իներտությունը և դրանց մեծ մասի հալման բարձր ջերմաստիճանը։ Արդյունաբերության մեջ առավել հաճախ օգտագործվում է ածխածնի երկօքսիդի նվազեցումը: Ռեակցիան իրականացվում է աղեղային վառարաններում 1800 C ջերմաստիճանում: Այսպիսով, ստացվում է 99,9% մաքրությամբ ոչ մետաղ, որը բավարար չէ դրա օգտագործման համար:

Ստացված նյութը քլորացվում է՝ քլորիդներ և հիդրոքլորիդներ ստանալու համար։ Այնուհետև միացությունները մաքրվում են բոլոր հնարավոր մեթոդներով կեղտից և կրճատվում ջրածնով։

Հնարավոր է նաև մաքրել նյութը՝ ստանալով մագնեզիումի սիլիցիդ։ Սիլիցիդը ենթարկվում է հիդրոքլորային կամ քացախաթթվի գործողությանը։ Ստացվում է սիլան, իսկ վերջինս զտվում է տարբեր մեթոդներով՝ սորբում, ուղղում և այլն։ Այնուհետև 1000 C ջերմաստիճանում սիլանը քայքայվում է ջրածնի և սիլիցիումի, այս դեպքում ստացվում է 10 -8 -10 -6% կեղտոտ բաժնով նյութ։

Նյութի օգտագործումը

Արդյունաբերության համար առավել մեծ հետաքրքրություն են ներկայացնում ոչ մետաղների էլեկտրաֆիզիկական բնութագրերը։ Նրա միաբյուրեղային ձևը անուղղակի բաց կիսահաղորդիչ է: Նրա հատկությունները որոշվում են կեղտերով, ինչը հնարավորություն է տալիս ստանալ ցանկալի հատկություններով սիլիցիումի բյուրեղներ։ Այսպիսով, բորի, ինդիումի ավելացումը հնարավորություն է տալիս աճեցնել անցքերի հաղորդունակությամբ բյուրեղ, իսկ ֆոսֆորի կամ մկնդեղի ներմուծումը` էլեկտրոնային հաղորդունակությամբ բյուրեղ:

• Սիլիկոնը բառացիորեն ծառայում է որպես ժամանակակից էլեկտրատեխնիկայի հիմք: Դրանից պատրաստվում են տրանզիստորներ, ֆոտոբջիջներ, ինտեգրալ սխեմաներ, դիոդներ և այլն։ Ավելին, սարքի ֆունկցիոնալությունը գրեթե միշտ որոշվում է միայն բյուրեղի մերձմակերևութային շերտով, ինչը հանգեցնում է մակերևութային մշակման շատ կոնկրետ պահանջների:
• Մետաղագործության մեջ տեխնիկական սիլիցիումը օգտագործվում է և՛ որպես համաձուլվածքի փոփոխիչ՝ այն տալիս է ավելի մեծ ուժ, և որպես բաղադրիչ՝ օրինակ, և որպես դեօքսիդիչ՝ չուգունի արտադրության մեջ։
• Արեգակնային էներգիայի հիմքը կազմում են գերմաքուր և զտված մետալուրգիան:
• Ոչ մետաղական երկօքսիդը բնության մեջ հանդիպում է շատ տարբեր ձևերով: Նրա բյուրեղային սորտերը՝ օպալը, ագատը, կարնելիան, ամեթիստը, քարաբյուրեղը, իրենց տեղն են գտել ոսկերչության մեջ։ Փոփոխություններ, որոնք այնքան էլ գրավիչ չեն արտաքին տեսքով՝ կայծքար, քվարց, օգտագործվում են մետալուրգիայում և շինարարության մեջ և ռադիոէլեկտրատեխնիկայում։
• Ոչ մետաղի միացությունը ածխածնի՝ կարբիդի հետ, օգտագործվում է մետալուրգիայում, գործիքաշինության մեջ և քիմիական արդյունաբերության մեջ։ Այն լայն բացվածքով կիսահաղորդիչ է, որը բնութագրվում է բարձր կարծրությամբ՝ Մոհսի սանդղակով 7, և ամրությամբ, որը թույլ է տալիս այն օգտագործել որպես հղկող նյութ։
• Սիլիկատներ - այսինքն, սիլիցիաթթվի աղեր: Անկայուն է, հեշտությամբ քայքայվում է ջերմաստիճանի ազդեցության տակ։ Նրանք ուշագրավ են նրանով, որ ձևավորում են բազմաթիվ և բազմազան աղեր։ Բայց վերջիններս հիմք են հանդիսանում ապակու, կերամիկայի, ֆայանսի, բյուրեղի և. Մենք կարող ենք վստահորեն ասել, որ ժամանակակից շինարարությունը հիմնված է մի շարք սիլիկատների վրա:
• Այստեղ ամենահետաքրքիր դեպքն է ներկայացնում ապակին: Այն հիմնված է ալյումինոսիլիկատների վրա, բայց այլ նյութերի աննշան կեղտերը, սովորաբար օքսիդները, նյութին տալիս են շատ տարբեր հատկություններ, ներառյալ գույնը: -, կավե ամանը, ճենապակին, փաստորեն, նույն բանաձևն ունի, թեև բաղադրիչների տարբեր հարաբերակցությամբ, և դրա բազմազանությունը նույնպես զարմանալի է։
• Ոչ մետաղն ունի մեկ այլ հատկություն՝ առաջանում է ածխածնի տիպի միացություններ՝ սիլիցիումի ատոմների երկար շղթայի տեսքով։ Նման միացությունները կոչվում են սիլիցիումի օրգանական միացություններ։ Դրանց կիրառման շրջանակը ոչ պակաս հայտնի է՝ սիլիկոններ, հերմետիկ նյութեր, քսանյութեր և այլն։

Սիլիցիումը շատ տարածված տարր է և չափազանց կարևոր է ազգային տնտեսության շատ ոլորտներում: Ավելին, ակտիվորեն օգտագործվում է ոչ միայն ինքը նյութը, այլ նրա բոլոր բազմազան ու բազմաթիվ միացությունները։

Այս տեսանյութը կխոսի սիլիցիումի հատկությունների և կիրառությունների մասին.

Քիմիական տարրերի բոլոր անվանումները գալիս են լատիներենից։ Սա առաջին հերթին անհրաժեշտ է, որպեսզի տարբեր երկրների գիտնականները կարողանան հասկանալ միմյանց։

Տարրերի քիմիական նշանները

Տարրերը սովորաբար նշվում են քիմիական նշաններով (նշանանշաններով): Շվեդ քիմիկոս Բերզելիուսի (1813) առաջարկով քիմիական տարրերը նշվում են այս տարրի լատիներեն անվան սկզբնական կամ սկզբնական և հաջորդ տառերից մեկով. Առաջին տառը միշտ մեծատառ է, երկրորդը՝ փոքրատառ: Օրինակ՝ ջրածինը (Hydrogenium) նշվում է H տառով, թթվածինը (Oxygenium)՝ O տառով, ծծումբը (Sulfur)՝ S տառով; սնդիկ (Hydrargyrum) - Hg տառերով, ալյումին (Aluminium) - Al, երկաթ (Ferrum) - Fe և այլն:

Բրինձ. 1. Քիմիական տարրերի աղյուսակ լատիներեն և ռուսերեն անուններով:

Քիմիական տարրերի ռուսերեն անվանումները հաճախ լատինական անվանումներ են՝ փոփոխված վերջավորություններով։ Բայց կան նաև բազմաթիվ տարրեր, որոնց արտասանությունը տարբերվում է լատինական աղբյուրից։ Սրանք կա՛մ բնիկ ռուսերեն բառեր են (օրինակ՝ երկաթ), կա՛մ թարգմանություն (օրինակ՝ թթվածին):

Քիմիական նոմենկլատուրա

Քիմիական նոմենկլատուրա - քիմիական նյութերի ճիշտ անվանումը: Լատինական nomenclatura բառը թարգմանվում է որպես «անունների ցուցակ, վերնագրեր»

Քիմիայի զարգացման վաղ փուլում նյութերին տրվել են կամայական, պատահական անվանումներ (չնչին անուններ)։ Ցնդող հեղուկները կոչվում էին սպիրտներ, դրանք ներառում էին «հիդրոքլորային սպիրտ»՝ աղաթթվի ջրային լուծույթ, «սիլիտրային սպիրտ»՝ ազոտական ​​թթու, «ամոնիակային սպիրտ»՝ ամոնիակի ջրային լուծույթ։ Յուղոտ հեղուկներն ու պինդները կոչվում էին յուղեր, օրինակ՝ խտացված ծծմբաթթուն կոչվում էր «վիտրիոլի յուղ», մկնդեղի քլորիդը՝ «մկնդեղի յուղ»։

Երբեմն նյութերը կոչվում էին իրենց հայտնագործողի անունով, օրինակ՝ «Գլաուբերի աղ» Na 2 SO 4 * 10H 2 O, որը հայտնաբերեց գերմանացի քիմիկոս Ի. Ռ. Գլաուբերը 17-րդ դարում։

Բրինձ. 2. I. R. Glauber-ի դիմանկարը.

Հին անունները կարող էին ցույց տալ նյութերի համը, գույնը, հոտը, տեսքը, բժշկական ազդեցությունը: Մեկ նյութը երբեմն ուներ մի քանի անուն:

18-րդ դարի վերջին քիմիկոսներին հայտնի էր ոչ ավելի, քան 150-200 միացություն։

Քիմիայի գիտական ​​անվանումների առաջին համակարգը մշակվել է 1787 թվականին քիմիկոսների հանձնաժողովի կողմից՝ Ա.Լավուազեի գլխավորությամբ։ Լավուազեի քիմիական նոմենկլատուրան հիմք է ծառայել ազգային քիմիական նոմենկլատուրաների ստեղծման համար։ Որպեսզի տարբեր երկրների քիմիկոսները միմյանց հասկանան, անվանակարգը պետք է միասնական լինի։ Ներկայումս քիմիական բանաձևերի և անօրգանական նյութերի անվանումների կառուցումը ենթակա է նոմենկլատուրային կանոնների համակարգին, որը ստեղծվել է Մաքուր և կիրառական քիմիայի միջազգային միության (IUPAC) հանձնաժողովի կողմից: Յուրաքանչյուր նյութ ներկայացված է բանաձևով, որին համապատասխան կառուցված է միացության համակարգային անվանումը։

Բրինձ. 3. Ա.Լավուազե.

Ի՞նչ ենք մենք սովորել:

Բոլոր քիմիական տարրերն ունեն լատինական արմատներ: Ընդհանուր առմամբ ընդունված են քիմիական տարրերի լատինական անվանումները։ Ռուսերենում դրանք փոխանցվում են հետագծման կամ թարգմանության միջոցով: սակայն որոշ բառեր ունեն բնօրինակ ռուսերեն նշանակություն, օրինակ՝ պղինձ կամ երկաթ։ Քիմիական նոմենկլատուրան ենթակա է բոլոր քիմիական նյութերին, որոնք բաղկացած են ատոմներից և մոլեկուլներից: առաջին անգամ գիտական ​​անվանումների համակարգը մշակել է Ա.Լավուազյեն։

Թեմայի վիկտորինան

Հաշվետվության գնահատում

Միջին գնահատականը: 4.2. Ստացված ընդհանուր գնահատականները՝ 768։