პერიოდული ცხრილი არის ის, თუ როგორ იკითხება ქიმიური ელემენტები. ქიმიური ელემენტების სახელები

როგორ გამოვიყენოთ პერიოდული ცხრილი? გაუთვითცნობიერებელი ადამიანისთვის პერიოდული ცხრილის კითხვა იგივეა, რაც ჯუჯისთვის, რომელიც ელფების უძველეს რუნებს უყურებს. და პერიოდულ სისტემას შეუძლია ბევრი რამ გითხრათ მსოფლიოს შესახებ.

გარდა იმისა, რომ გამოცდაზე კარგად მოგემსახურებათ, ის ასევე უბრალოდ შეუცვლელია უზარმაზარი ქიმიური და ფიზიკური პრობლემების გადაჭრაში. მაგრამ როგორ წავიკითხოთ? საბედნიეროდ, დღეს ყველას შეუძლია ისწავლოს ეს ხელოვნება. ამ სტატიაში ჩვენ გეტყვით, თუ როგორ უნდა გაიგოთ პერიოდული ცხრილი.

ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილი (მენდელეევის ცხრილი) არის ქიმიური ელემენტების კლასიფიკაცია, რომელიც ადგენს ელემენტების სხვადასხვა თვისებების დამოკიდებულებას ატომის ბირთვის მუხტზე.

ცხრილის შექმნის ისტორია

დიმიტრი ივანოვიჩ მენდელეევი არ იყო უბრალო ქიმიკოსი, თუ ვინმე ასე ფიქრობს. ის იყო ქიმიკოსი, ფიზიკოსი, გეოლოგი, მეტროლოგი, ეკოლოგი, ეკონომისტი, ნავთობის მუშა, აერონავტი, ხელსაწყოების დამამზადებელი და მასწავლებელი. სიცოცხლის განმავლობაში მეცნიერმა მოახერხა მრავალი ფუნდამენტური კვლევის ჩატარება ცოდნის სხვადასხვა დარგში. მაგალითად, გავრცელებულია მოსაზრება, რომ სწორედ მენდელეევმა გამოთვალა არყის იდეალური სიძლიერე - 40 გრადუსი.

ჩვენ არ ვიცით, რას გრძნობდა მენდელეევი არაყის მიმართ, მაგრამ დანამდვილებით ვიცით, რომ მისი დისერტაცია თემაზე „დისკურსი ალკოჰოლის წყალთან შერწყმის შესახებ“ არაყთან საერთო არ იყო და ალკოჰოლის კონცენტრაციას 70 გრადუსიდან განიხილავდა. მეცნიერის ყველა დამსახურებით, ქიმიური ელემენტების პერიოდული კანონის - ბუნების ერთ-ერთი ფუნდამენტური კანონის აღმოჩენამ მას ყველაზე ფართო პოპულარობა მოუტანა.

არსებობს ლეგენდა, რომლის მიხედვითაც მეცნიერი პერიოდულ სისტემაზე ოცნებობდა, რის შემდეგაც მას მხოლოდ გაჩენილი იდეის დახვეწა რჩებოდა. მაგრამ, ყველაფერი ასე მარტივი რომ ყოფილიყო.. პერიოდული ცხრილის შექმნის ეს ვერსია, როგორც ჩანს, სხვა არაფერია, თუ არა ლეგენდა. კითხვაზე, თუ როგორ გაიხსნა მაგიდა, თავად დიმიტრი ივანოვიჩმა უპასუხა: ” ამაზე ალბათ ოცი წელია ვფიქრობ, მაგრამ შენ ფიქრობ: იქ ვიჯექი და უცებ... დასრულებულია“.

მეცხრამეტე საუკუნის შუა ხანებში ცნობილი ქიმიური ელემენტების მოწყობის მცდელობები (ცნობილი იყო 63 ელემენტი) პარალელურად განხორციელდა რამდენიმე მეცნიერის მიერ. მაგალითად, 1862 წელს ალექსანდრე ემილ შანკურტუამ მოათავსა ელემენტები სპირალის გასწვრივ და აღნიშნა ქიმიური თვისებების ციკლური გამეორება.

ქიმიკოსმა და მუსიკოსმა ჯონ ალექსანდრ ნიულენდსმა შემოგვთავაზა პერიოდული ცხრილის თავისი ვერსია 1866 წელს. საინტერესო ფაქტია, რომ მეცნიერი ცდილობდა აღმოეჩინა რაღაც მისტიკური მუსიკალური ჰარმონია ელემენტების წყობაში. სხვა მცდელობებთან ერთად იყო მენდელეევის მცდელობაც, რომელიც წარმატებით დაგვირგვინდა.

1869 წელს გამოქვეყნდა პირველი ცხრილის დიაგრამა და 1869 წლის 1 მარტი ითვლება პერიოდული კანონის გახსნის დღედ. მენდელეევის აღმოჩენის არსი ის იყო, რომ ატომური მასის მზარდი ელემენტების თვისებები არ იცვლება მონოტონურად, არამედ პერიოდულად.

ცხრილის პირველი ვერსია შეიცავდა მხოლოდ 63 ელემენტს, მაგრამ მენდელეევმა მიიღო არაერთი ძალიან არატრადიციული გადაწყვეტილება. ასე რომ, მან გამოიცნო, რომ მაგიდაზე ადგილი უნდა დაეტოვებინა ჯერ კიდევ აღმოუჩენელ ელემენტებს და ასევე შეცვალა ზოგიერთი ელემენტის ატომური მასა. მენდელეევის მიერ მიღებული კანონის ფუნდამენტური სისწორე დადასტურდა ძალიან მალე, გალიუმის, სკანდიუმის და გერმანიუმის აღმოჩენის შემდეგ, რომელთა არსებობაც მეცნიერმა იწინასწარმეტყველა.

პერიოდული ცხრილის თანამედროვე ხედი

ქვემოთ მოცემულია თავად ცხრილი

დღეს, ატომური წონის (ატომური მასის) ნაცვლად, ელემენტების დასალაგებლად გამოიყენება ატომური რიცხვის ცნება (ბირთვში პროტონების რაოდენობა). ცხრილი შეიცავს 120 ელემენტს, რომლებიც განლაგებულია მარცხნიდან მარჯვნივ ატომური რიცხვის გაზრდის მიზნით (პროტონების რაოდენობა)

ცხრილის სვეტები წარმოადგენს ე.წ. ჯგუფებს, ხოლო რიგები წარმოადგენს პერიოდებს. ცხრილში 18 ჯგუფი და 8 პერიოდია.

1. ელემენტების მეტალის თვისებები მცირდება მარცხნიდან მარჯვნივ გადაადგილებისას და იზრდება საპირისპირო მიმართულებით.
2. ატომების ზომები მცირდება პერიოდების გასწვრივ მარცხნიდან მარჯვნივ გადაადგილებისას.
3. ჯგუფში ზემოდან ქვემოდან გადაადგილებისას მეტალის შემცირების თვისებები იზრდება.
4. ოქსიდირებადი და არალითონური თვისებები იზრდება მარცხნიდან მარჯვნივ გადაადგილებისას.

რას ვიგებთ ელემენტის შესახებ ცხრილიდან? მაგალითად, ავიღოთ ცხრილის მესამე ელემენტი - ლითიუმი და დეტალურად განვიხილოთ.

პირველ რიგში, ჩვენ ვხედავთ თავად ელემენტის სიმბოლოს და მის სახელს მის ქვემოთ. ზედა მარცხენა კუთხეში არის ელემენტის ატომური ნომერი, რომლის მიხედვითაც ელემენტი განლაგებულია ცხრილში. ატომური რიცხვი, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, უდრის პროტონების რაოდენობას ბირთვში. დადებითი პროტონების რაოდენობა ჩვეულებრივ ტოლია ატომში უარყოფითი ელექტრონების რაოდენობას (გარდა იზოტოპებისა).

ატომური მასა მითითებულია ატომური ნომრის ქვეშ (ცხრილის ამ ვერსიაში). თუ ატომურ მასას დავამრგვალებთ უახლოეს მთელ რიცხვზე, მივიღებთ იმას, რასაც მასური რიცხვი ეწოდება. განსხვავება მასურ რიცხვსა და ატომურ რიცხვს შორის იძლევა ბირთვში ნეიტრონების რაოდენობას. ამრიგად, ჰელიუმის ბირთვში ნეიტრონების რაოდენობა ორია, ლითიუმში კი ოთხი.

დასრულდა ჩვენი კურსი "პერიოდული ცხრილი დუიმებისთვის". დასასრულს, გეპატიჟებით უყუროთ თემატურ ვიდეოს და ვიმედოვნებთ, რომ თქვენთვის უფრო ნათელი გახდა კითხვა, თუ როგორ გამოიყენოთ მენდელეევის პერიოდული ცხრილი. შეგახსენებთ, რომ ყოველთვის უფრო ეფექტურია ახალი საგნის შესწავლა არა მარტო, არამედ გამოცდილი მენტორის დახმარებით. ამიტომ არასოდეს დაივიწყოთ სტუდენტური სერვისი, რომელიც სიამოვნებით გაგიზიარებთ თავის ცოდნას და გამოცდილებას.

ჟანგბადის შემდეგ სილიკონიდედამიწის ქერქში ყველაზე უხვი ელემენტია. მას აქვს 2 სტაბილური იზოტოპი: 28 სი, 29 სი, 30 სი. სილიციუმი ბუნებაში თავისუფალი სახით არ გვხვდება.

ყველაზე გავრცელებული: სილიციუმის მჟავას მარილები და სილიციუმის ოქსიდი (სილიციუმი, ქვიშა, კვარცი). ისინი მინერალური მარილების, მიკას, ტალკის, აზბესტის ნაწილია.

სილიციუმის ალოტროპია.

უ სილიკონიარსებობს 2 ალოტროპული მოდიფიკაცია:

კრისტალური (ღია ნაცრისფერი კრისტალები. სტრუქტურა მსგავსია ბრილიანტის კრისტალური მედის, სადაც სილიციუმის ატომი კოვალენტურად არის შეკრული 4 იდენტურ ატომთან და თავად არის sp3 - ჰიბრიდიზაცია);

ამორფული (ყავისფერი ფხვნილი, უფრო აქტიური ფორმა, ვიდრე კრისტალური).

სილიკონის თვისებები.

ტემპერატურაზე სილიციუმი რეაგირებს ჟანგბადთან ჰაერში:

სი + ო 2 = SiO 2 .

თუ არ არის საკმარისი ჟანგბადი (ჟანგბადის ნაკლებობა), მაშინ შეიძლება მოხდეს შემდეგი რეაქცია:

2 სი + ო 2 = 2 SiO,

სად SiO- მონოქსიდი, რომელიც ასევე შეიძლება წარმოიქმნას რეაქციის დროს:

სი + SiO 2 = 2 SiO.

ნორმალურ პირობებში სილიკონიშეიძლება რეაგირება მოახდინოს ფ 2 , გაცხელებისას - თან კლ 2 . თუ კიდევ გაზრდით ტემპერატურას, მაშინ სიშეძლებს ურთიერთობას ნდა ს:

4Si + S 8 = 4SiS 2;

Si + 2F 2 = SiF 4.

სილიკონს შეუძლია რეაგირება ნახშირბადთან, მისცეს კარბორუნდი:

სი + C = SiC.

სილიციუმი ხსნადია კონცენტრირებული აზოტისა და ჰიდროფლორის მჟავების ნარევში:

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

სილიციუმი იხსნება ტუტეების წყალხსნარებში:

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

ოქსიდებით გაცხელებისას სილიციუმი არაპროპორციულია:

2 MgO + 3 სი = მგ 2 სი + 2 SiO.

ლითონებთან ურთიერთობისას სილიციუმი მოქმედებს როგორც ჟანგვის აგენტი:

2 მგ + სი = მგ 2 სი.

სილიკონის გამოყენება.

სილიციუმი ყველაზე ფართოდ გამოიყენება შენადნობების წარმოებაში ალუმინის, სპილენძისა და მაგნიუმის სიძლიერის მინიჭებისთვის და ფეროსილიციდების წარმოებისთვის, რომლებიც მნიშვნელოვანია ფოლადების და ნახევარგამტარული ტექნოლოგიების წარმოებაში. სილიციუმის კრისტალები გამოიყენება მზის უჯრედებში და ნახევარგამტარ მოწყობილობებში - ტრანზისტორებსა და დიოდებში.

სილიციუმი ასევე ემსახურება როგორც ნედლეულს სილიციუმის ორგანული ნაერთების, ანუ სილოქსანების წარმოებისთვის, რომლებიც მიიღება ზეთების, საპოხი მასალების, პლასტმასის და სინთეზური რეზინის სახით. არაორგანული სილიციუმის ნაერთები გამოიყენება კერამიკული და მინის ტექნოლოგიაში, როგორც საიზოლაციო მასალა და პიეზოკრისტალები.

ბუნებაში ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ელემენტია სილიციუმი, ან სილიციუმი. ასეთი ფართო გავრცელება მიუთითებს ამ ნივთიერების მნიშვნელობასა და მნიშვნელობაზე. ეს სწრაფად გაიგეს და ისწავლეს ადამიანებმა, რომლებმაც ისწავლეს სილიკონის სწორად გამოყენება მათი მიზნებისთვის. მისი გამოყენება ეფუძნება სპეციალურ თვისებებს, რაზეც შემდგომში ვისაუბრებთ.

სილიციუმი - ქიმიური ელემენტი

თუ მოცემულ ელემენტს დავახასიათებთ პერიოდულ სისტემაში პოზიციის მიხედვით, შეგვიძლია გამოვყოთ შემდეგი მნიშვნელოვანი პუნქტები:

1. სერიული ნომერი - 14.
2. პერიოდი მესამე მცირეა.
3. ჯგუფი - IV.
4. ქვეჯგუფი არის მთავარი.
5. გარე ელექტრონული გარსის სტრუქტურა გამოიხატება ფორმულით 3s 2 3p 2.
6. ელემენტი სილიციუმი წარმოდგენილია ქიმიური სიმბოლოთი Si, რომელიც გამოითქმის "სილიციუმი".
7. ჟანგვის მდგომარეობები, რომლებიც მას ავლენს არის: -4; +2; +4.
8. ატომის ვალენტობაა IV.
9. სილიციუმის ატომური მასა არის 28,086.
10. ბუნებაში, არსებობს ამ ელემენტის სამი სტაბილური იზოტოპი 28, 29 და 30 მასის ნომრებით.

ამრიგად, ქიმიური თვალსაზრისით, სილიციუმის ატომი საკმაოდ შესწავლილი ელემენტია; აღწერილია მისი მრავალი განსხვავებული თვისება.

აღმოჩენის ისტორია

ვინაიდან მოცემული ელემენტის სხვადასხვა ნაერთები ბუნებაში ძალიან პოპულარული და უხვადაა, უძველესი დროიდან ადამიანები იყენებდნენ და იცოდნენ მრავალი მათგანის თვისებების შესახებ. სუფთა სილიციუმი დიდი ხნის განმავლობაში რჩებოდა ადამიანის ცოდნის მიღმა ქიმიაში.

უძველესი კულტურის ხალხების (ეგვიპტელები, რომაელები, ჩინელები, რუსები, სპარსელები და სხვები) ყოველდღიურ ცხოვრებაში და ინდუსტრიაში გამოყენებული ყველაზე პოპულარული ნაერთები იყო სილიციუმის ოქსიდის საფუძველზე დაფუძნებული ძვირფასი და ორნამენტული ქვები. Ესენი მოიცავს:

• ოპალი;
• rhinestone;
• ტოპაზი;
• ქრიზოპრაზა;
• ონიქსი;
• ქალკედონია და სხვა.

ასევე უძველესი დროიდან ჩვეული იყო კვარცის გამოყენება მშენებლობაში. თუმცა, თავად ელემენტარული სილიციუმი აღმოუჩენელი დარჩა მე-19 საუკუნემდე, თუმცა ბევრი მეცნიერი ამაოდ ცდილობდა მის გამოყოფას სხვადასხვა ნაერთებისგან, კატალიზატორების, მაღალი ტემპერატურისა და ელექტრული დენის გამოყენებითაც კი. ეს ისეთი ნათელი გონებია, როგორიცაა:

• კარლ შელი;
• გეი-ლუსაკი;
• თენარი;
• ჰამფრი დეივი;
• ანტუან ლავუაზიე.

იენს იაკობს ბერცელიუსმა მოახერხა სილიციუმის სუფთა სახით მიღება 1823 წელს. ამისათვის მან ჩაატარა ექსპერიმენტი სილიციუმის ფტორიდის და კალიუმის ლითონის ორთქლების შერწყმის შესახებ. შედეგად, მე მივიღე მოცემული ელემენტის ამორფული მოდიფიკაცია. იმავე მეცნიერებმა შესთავაზეს აღმოჩენილი ატომის ლათინური სახელი.

ცოტა მოგვიანებით, 1855 წელს, კიდევ ერთმა მეცნიერმა - სენტ-კლერ-დევილმა - მოახერხა კიდევ ერთი ალოტროპული ჯიშის - კრისტალური სილიციუმის სინთეზირება. მას შემდეგ ცოდნა ამ ელემენტისა და მისი თვისებების შესახებ ძალიან სწრაფად დაიწყო. ხალხმა გააცნობიერა, რომ მას აქვს უნიკალური თვისებები, რომლებიც შეიძლება ძალიან ჭკვიანურად გამოიყენონ საკუთარი საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად. ამიტომ, დღეს ელექტრონიკასა და ტექნოლოგიაში ერთ-ერთი ყველაზე პოპულარული ელემენტია სილიკონი. მისი გამოყენება ყოველწლიურად მხოლოდ აფართოებს მის საზღვრებს.

ატომს რუსული სახელი უწოდა მეცნიერმა ჰესმა 1831 წელს. ეს არის ის, რაც დღემდე შემორჩა.

სილიციუმი ბუნებაში სიმრავლის მიხედვით მეორე ადგილზეა ჟანგბადის შემდეგ. მისი პროცენტული მაჩვენებელი დედამიწის ქერქის სხვა ატომებთან შედარებით არის 29,5%. გარდა ამისა, ნახშირბადი და სილიციუმი არის ორი სპეციალური ელემენტი, რომელთაც შეუძლიათ შექმნან ჯაჭვები ერთმანეთთან შეერთებით. ამიტომ ამ უკანასკნელისთვის ცნობილია 400-ზე მეტი სხვადასხვა ბუნებრივი მინერალი, რომლებშიც ის გვხვდება ლითოსფეროში, ჰიდროსფეროში და ბიომასაში.

ზუსტად სად არის ნაპოვნი სილიციუმი?

1. ნიადაგის ღრმა ფენებში.
2. კლდეებში, საბადოებსა და მასივებში.
3. წყლის ობიექტების ბოლოში, განსაკუთრებით ზღვები და ოკეანეები.
4. ცხოველთა სამეფოს მცენარეებსა და საზღვაო ცხოვრებაში.
5. ადამიანის ორგანიზმში და ხმელეთის ცხოველებში.

ჩვენ შეგვიძლია გამოვყოთ რამდენიმე ყველაზე გავრცელებული მინერალი და ქანები, რომლებიც შეიცავს დიდი რაოდენობით სილიკონს. მათი ქიმია ისეთია, რომ მათში სუფთა ელემენტის მასის შემცველობა 75%-ს აღწევს. თუმცა, კონკრეტული ფიგურა დამოკიდებულია მასალის ტიპზე. ასე რომ, სილიკონის შემცველი ქანები და მინერალები:

• ფელდსპარები;
• მიკა;
• ამფიბოლები;
• ოპალები;
• ქალკედონია;
• სილიკატები;
• ქვიშაქვები;
• ალუმინოსილიკატები;
• თიხები და სხვა.

საზღვაო ცხოველების ჭურვებსა და ეგზოჩონჩხებში დაგროვება, სილიციუმი საბოლოოდ აყალიბებს სილიციუმის ძლიერ საბადოებს წყლის ობიექტების ბოლოში. ეს არის ამ ელემენტის ერთ-ერთი ბუნებრივი წყარო.

გარდა ამისა, გაირკვა, რომ სილიციუმი შეიძლება არსებობდეს მისი სუფთა ბუნებრივი სახით - კრისტალების სახით. მაგრამ ასეთი დეპოზიტები ძალიან იშვიათია.

სილიციუმის ფიზიკური თვისებები

თუ განსახილველ ელემენტს დავახასიათებთ ფიზიკურ-ქიმიური თვისებების სიმრავლის მიხედვით, მაშინ პირველ რიგში აუცილებელია ფიზიკური პარამეტრების აღნიშვნა. აქ არის რამდენიმე ძირითადი:

1. იგი არსებობს ორი ალოტროპული მოდიფიკაციის სახით - ამორფული და კრისტალური, რომლებიც განსხვავდება ყველა თვისებით.
2. ბროლის გისოსი ძალიან ჰგავს ბრილიანტისას, რადგან ნახშირბადი და სილიციუმი ამ მხრივ პრაქტიკულად ერთნაირია. თუმცა, ატომებს შორის მანძილი განსხვავებულია (სილიციუმი უფრო დიდია), ამიტომ ბრილიანტი გაცილებით მყარი და ძლიერია. გისოსის ტიპი - კუბური სახეზე ორიენტირებული.
3. ნივთიერება ძალიან მყიფეა და მაღალ ტემპერატურაზე ხდება პლასტიკური.
4. დნობის წერტილი არის 1415˚C.
5. დუღილის წერტილი - 3250˚С.
6. ნივთიერების სიმკვრივეა 2,33 გ/სმ3.
7. ნაერთის ფერი არის ვერცხლისფერი ნაცრისფერი, დამახასიათებელი მეტალის ბზინვარებით.
8. მას აქვს კარგი ნახევარგამტარული თვისებები, რაც შეიძლება განსხვავდებოდეს გარკვეული აგენტების დამატებით.
9. არ იხსნება წყალში, ორგანულ გამხსნელებში და მჟავებში.
10. განსაკუთრებით ხსნადი ტუტეებში.

სილიკონის გამოვლენილი ფიზიკური თვისებები საშუალებას აძლევს ადამიანებს მანიპულირება მოახდინონ მასზე და გამოიყენონ იგი სხვადასხვა პროდუქტის შესაქმნელად. მაგალითად, ელექტრონიკაში სუფთა სილიციუმის გამოყენება ეფუძნება ნახევარგამტარობის თვისებებს.

ქიმიური თვისებები

სილიციუმის ქიმიური თვისებები ძალიან არის დამოკიდებული რეაქციის პირობებზე. თუ ვსაუბრობთ სტანდარტულ პარამეტრებზე, მაშინ უნდა მივუთითოთ ძალიან დაბალი აქტივობა. ორივე კრისტალური და ამორფული სილიციუმი ძალიან ინერტულია. ისინი არ ურთიერთქმედებენ ძლიერ ჟანგვის აგენტებთან (გარდა ფტორისა) ან ძლიერ შემცირებულ აგენტებთან.

ეს გამოწვეულია იმით, რომ ნივთიერების ზედაპირზე მყისიერად წარმოიქმნება SiO 2 ოქსიდის ფილმი, რაც ხელს უშლის შემდგომ ურთიერთქმედებას. ის შეიძლება ჩამოყალიბდეს წყლის, ჰაერის და ორთქლის გავლენის ქვეშ.

თუ თქვენ შეცვლით სტანდარტულ პირობებს და გააცხელებთ სილიკონს 400˚C-ზე ზევით ტემპერატურაზე, მაშინ მისი ქიმიური აქტივობა მნიშვნელოვნად გაიზრდება. ამ შემთხვევაში, ის რეაგირებს:

• ჟანგბადი;
• ყველა სახის ჰალოგენები;
• წყალბადის.

ტემპერატურის შემდგომი მატებით, შესაძლებელია პროდუქტების წარმოქმნა ბორთან, აზოტთან და ნახშირბადთან ურთიერთქმედებით. კარბორუნდი - SiC - განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს, რადგან კარგი აბრაზიული მასალაა.

ასევე, სილიციუმის ქიმიური თვისებები აშკარად ჩანს ლითონებთან რეაქციებში. მათთან მიმართებაში ეს არის ჟანგვის აგენტი, რის გამოც პროდუქტებს სილიციდებს უწოდებენ. მსგავსი ნაერთები ცნობილია:

• ტუტე;
• ტუტე დედამიწა;
• გარდამავალი ლითონები.

რკინისა და სილიციუმის შერწყმის შედეგად მიღებულ ნაერთს უჩვეულო თვისებები აქვს. მას უწოდებენ ფეროსილიკონ კერამიკას და წარმატებით გამოიყენება ინდუსტრიაში.

სილიციუმი არ ურთიერთქმედებს რთულ ნივთიერებებთან, ამიტომ, მათი ყველა სახეობიდან, მას შეუძლია დაითხოვოს მხოლოდ:

• aqua regia (აზოტის და მარილმჟავების ნარევი);
• კაუსტიკური ტუტე.

ამ შემთხვევაში, ხსნარის ტემპერატურა უნდა იყოს მინიმუმ 60˚C. ეს ყველაფერი კიდევ ერთხელ ადასტურებს ნივთიერების ფიზიკურ საფუძველს - ალმასის მსგავსი სტაბილური ბროლის გისოსი, რომელიც მას ძალასა და ინერტულობას ანიჭებს.

მოპოვების მეთოდები

სუფთა სახით სილიკონის მიღება ეკონომიურად საკმაოდ ძვირი პროცესია. გარდა ამისა, მისი თვისებებიდან გამომდინარე, ნებისმიერი მეთოდი იძლევა მხოლოდ 90-99% სუფთა პროდუქტს, ხოლო მინარევები ლითონებისა და ნახშირბადის სახით იგივე რჩება. ამიტომ, ნივთიერების უბრალოდ მიღება საკმარისი არ არის. ასევე კარგად უნდა გაიწმინდოს უცხო ელემენტებისაგან.

ზოგადად, სილიციუმის წარმოება ხორციელდება ორი ძირითადი გზით:

1. თეთრი ქვიშისგან, რომელიც არის სუფთა სილიციუმის ოქსიდი SiO 2. აქტიური ლითონებით (ყველაზე ხშირად მაგნიუმით) კალცინაციისას წარმოიქმნება თავისუფალი ელემენტი ამორფული მოდიფიკაციის სახით. ამ მეთოდის სისუფთავე მაღალია, პროდუქტი მიიღება 99,9 პროცენტიანი მოსავლიანობით.
2. უფრო ფართოდ გავრცელებული მეთოდი სამრეწველო მასშტაბით არის გამდნარი ქვიშის შედუღება კოქსით სპეციალიზებულ თერმულ ღუმელებში. ეს მეთოდი შეიმუშავა რუსმა მეცნიერმა ნ.ნ.ბეკეტოვმა.

შემდგომი დამუშავება გულისხმობს პროდუქტების გაწმენდის მეთოდებს. ამ მიზნით გამოიყენება მჟავები ან ჰალოგენები (ქლორი, ფტორი).

ამორფული სილიციუმი

სილიციუმის დახასიათება არასრული იქნება, თუ მისი ყოველი ალოტროპული მოდიფიკაცია ცალკე არ განიხილება. პირველი მათგანი ამორფულია. ამ მდგომარეობაში, ნივთიერება, რომელსაც ჩვენ განვიხილავთ, არის მოყავისფრო-ყავისფერი ფხვნილი, წვრილად გაფანტული. მას აქვს მაღალი ხარისხის ჰიგიროსკოპიულობა და ავლენს საკმაოდ მაღალ ქიმიურ აქტივობას გაცხელებისას. სტანდარტულ პირობებში, მას შეუძლია ურთიერთქმედება მხოლოდ ყველაზე ძლიერ ჟანგვის აგენტთან - ფტორთან.

ამორფული სილიკონის კრისტალური სილიკონის სახეობად არ არის მთლად სწორი. მისი გისოსები გვიჩვენებს, რომ ეს ნივთიერება არის მხოლოდ წვრილად გაფანტული სილიციუმის ფორმა, რომელიც არსებობს კრისტალების სახით. ამიტომ, როგორც ასეთი, ეს ცვლილებები ერთი და იგივე ნაერთია.

თუმცა, მათი თვისებები განსხვავდება, რის გამოც ჩვეულებრივად არის საუბარი ალოტროპიაზე. თავად ამორფულ სილიკონს აქვს სინათლის შთანთქმის მაღალი უნარი. გარდა ამისა, გარკვეულ პირობებში, ეს მაჩვენებელი რამდენჯერმე აღემატება კრისტალურ ფორმას. ამიტომ, იგი გამოიყენება ტექნიკური მიზნებისთვის. ამ ფორმით (ფხვნილი) ნაერთი ადვილად გამოიყენება ნებისმიერ ზედაპირზე, იქნება ეს პლასტმასის თუ მინის. ამიტომაა ამორფული სილიციუმი ასე მოსახერხებელი გამოსაყენებლად. განაცხადი სხვადასხვა ზომის მიხედვით.

მიუხედავად იმისა, რომ ამ ტიპის ბატარეები საკმაოდ სწრაფად ცვივა, რაც დაკავშირებულია ნივთიერების თხელი ფირის ცვეთასთან, მათი გამოყენება და მოთხოვნა მხოლოდ იზრდება. ყოველივე ამის შემდეგ, ხანმოკლე მომსახურების ვადის განმავლობაშიც კი, ამორფულ სილიკონზე დაფუძნებულ მზის ბატარეებს შეუძლიათ ენერგიის მიწოდება მთელი საწარმოებისთვის. გარდა ამისა, ასეთი ნივთიერების წარმოება უნაყოფოა, რაც მას ძალიან ეკონომიურს ხდის.

ეს მოდიფიკაცია მიიღება აქტიური ლითონებით ნაერთების შემცირებით, მაგალითად, ნატრიუმი ან მაგნიუმი.

კრისტალური სილიციუმი

მოცემული ელემენტის ვერცხლისფერი-ნაცრისფერი მბზინავი მოდიფიკაცია. ეს ფორმა ყველაზე გავრცელებული და მოთხოვნადია. ეს აიხსნება თვისებრივი თვისებების სიმრავლით, რაც ამ ნივთიერებას გააჩნია.

კრისტალური მედის მქონე სილიკონის მახასიათებლები მოიცავს მისი ტიპების კლასიფიკაციას, რადგან რამდენიმე მათგანია:

1. ელექტრონული ხარისხი - ყველაზე სუფთა და უმაღლესი ხარისხის. ეს ტიპი გამოიყენება ელექტრონიკაში განსაკუთრებით მგრძნობიარე მოწყობილობების შესაქმნელად.
2. მზიანი ხარისხი. სახელი თავად განსაზღვრავს გამოყენების არეალს. ეს არის ასევე საკმაოდ მაღალი სისუფთავის სილიკონი, რომლის გამოყენება აუცილებელია მაღალი ხარისხის და გრძელვადიანი მზის უჯრედების შესაქმნელად. კრისტალური სტრუქტურის საფუძველზე შექმნილი ფოტოელექტრული გადამყვანები უფრო მაღალი ხარისხის და აცვიათ მდგრადია, ვიდრე ამორფული მოდიფიკაციის გამოყენებით შექმნილი სხვადასხვა ტიპის სუბსტრატებზე დაყრით.
3. ტექნიკური სილიკონი. ეს ჯიში მოიცავს ნივთიერების იმ ნიმუშებს, რომლებიც შეიცავს სუფთა ელემენტის დაახლოებით 98%-ს. ყველაფერი დანარჩენი მიდის სხვადასხვა სახის მინარევებისაგან:

• ალუმინის;
• ქლორი;
• ნახშირბადის;
• ფოსფორი და სხვა.

ამ ნივთიერების ბოლო ტიპი გამოიყენება სილიციუმის პოლიკრისტალების მისაღებად. ამ მიზნით ტარდება რეკრისტალიზაციის პროცესები. შედეგად, სისუფთავის თვალსაზრისით, მიიღება პროდუქტები, რომლებიც შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც მზის და ელექტრონული ხარისხის.

თავისი ბუნებით, პოლისილიციუმი არის შუალედური პროდუქტი ამორფულ და კრისტალურ მოდიფიკაციას შორის. ამ ვარიანტთან მუშაობა უფრო ადვილია, ის უკეთესად მუშავდება და იწმინდება ფტორით და ქლორით.

შედეგად მიღებული პროდუქტები შეიძლება დაიყოს შემდეგნაირად:

• მულტისილიციუმი;
• მონოკრისტალური;
• პროფილირებული კრისტალები;
• სილიკონის ჯართი;
• ტექნიკური სილიკონი;
• წარმოების ნარჩენები ნივთიერების ფრაგმენტებისა და ნარჩენების სახით.

თითოეული მათგანი პოულობს გამოყენებას ინდუსტრიაში და სრულად გამოიყენება ადამიანების მიერ. ამიტომ, ის, ვინც სილიკონს ეხება, ითვლება არანარჩენად. ეს მნიშვნელოვნად ამცირებს მის ეკონომიკურ ღირებულებას ხარისხზე გავლენის გარეშე.

სუფთა სილიკონის გამოყენება

სამრეწველო სილიკონის წარმოება საკმაოდ კარგად არის ჩამოყალიბებული და მისი მასშტაბები საკმაოდ დიდია. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ეს ელემენტი, როგორც სუფთა, ასევე სხვადასხვა ნაერთების სახით, ფართოდ არის გავრცელებული და მოთხოვნადია მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სხვადასხვა დარგში.

სად გამოიყენება კრისტალური და ამორფული სილიციუმი მისი სუფთა სახით?

1. მეტალურგიაში, როგორც შენადნობი დანამატი, რომელსაც შეუძლია შეცვალოს ლითონებისა და მათი შენადნობების თვისებები. ამრიგად, იგი გამოიყენება ფოლადისა და თუჯის დნობისას.
2. უფრო სუფთა ვერსიის - პოლისილიკონის დასამზადებლად გამოიყენება სხვადასხვა სახის ნივთიერებები.
3. სილიკონის ნაერთები არის მთელი ქიმიური ინდუსტრია, რომელმაც დღეს განსაკუთრებული პოპულარობა მოიპოვა. Organosilicon მასალები გამოიყენება მედიცინაში, ჭურჭლის, ხელსაწყოების წარმოებაში და მრავალი სხვა.
4. სხვადასხვა მზის პანელების დამზადება. ენერგიის მოპოვების ეს მეთოდი ერთ-ერთი ყველაზე პერსპექტიულია მომავალში. ეკოლოგიურად სუფთა, ეკონომიურად მომგებიანი და აცვიათ მდგრადი ელექტროენერგიის ამ ტიპის მთავარი უპირატესობაა.
5. სილიკონი ძალიან დიდი ხნის განმავლობაში გამოიყენება სანთებელებისთვის. ჯერ კიდევ ძველ დროში ადამიანები იყენებდნენ კაჟს, რათა ნაპერწკალი გამოეჩინათ ცეცხლის დანთებისას. ეს პრინციპი არის საფუძველი სხვადასხვა ტიპის სანთებელების წარმოებისთვის. დღეს არის ტიპები, რომლებშიც კაჟს ცვლის გარკვეული შემადგენლობის შენადნობი, რაც კიდევ უფრო სწრაფ შედეგს იძლევა (ნაპერწკლები).
6. ელექტრონიკა და მზის ენერგია.
7. სარკეების დამზადება გაზის ლაზერულ მოწყობილობებში.

ამრიგად, სუფთა სილიკონს აქვს ბევრი სასარგებლო და განსაკუთრებული თვისება, რაც საშუალებას აძლევს მას გამოიყენოს მნიშვნელოვანი და აუცილებელი პროდუქტების შესაქმნელად.

სილიციუმის ნაერთების გამოყენება

მარტივი ნივთიერების გარდა, სილიციუმის სხვადასხვა ნაერთებიც გამოიყენება და ძალიან ფართოდ. არსებობს მთელი ინდუსტრია, რომელსაც სილიკატი ჰქვია. იგი ეფუძნება სხვადასხვა ნივთიერებების გამოყენებას, რომლებიც შეიცავს ამ საოცარ ელემენტს. რა არის ეს ნაერთები და რა წარმოიქმნება მათგან?

1. კვარცი, ან მდინარის ქვიშა - SiO 2. გამოიყენება სამშენებლო და დეკორატიული მასალების დასამზადებლად, როგორიცაა ცემენტი და მინა. ყველამ იცის სად გამოიყენება ეს მასალები. არცერთი მშენებლობა არ შეიძლება დასრულდეს ამ კომპონენტების გარეშე, რაც ადასტურებს სილიციუმის ნაერთების მნიშვნელობას.
2. სილიკატური კერამიკა, რომელიც მოიცავს მასალებს, როგორიცაა თიხის ჭურჭელი, ფაიფური, აგური და მათზე დაფუძნებული პროდუქტები. ეს კომპონენტები გამოიყენება მედიცინაში, ჭურჭლის, დეკორატიული სამკაულების, საყოფაცხოვრებო ნივთების წარმოებაში, მშენებლობაში და ადამიანის საქმიანობის სხვა ყოველდღიურ სფეროებში.
3. - სილიკონები, სილიკონის გელები, სილიკონის ზეთები.
4. სილიკატური წებო - გამოიყენება საკანცელარიო ნივთად, პიროტექნიკაში და მშენებლობაში.

სილიკონი, რომლის ფასიც იცვლება მსოფლიო ბაზარზე, მაგრამ არ კვეთს ზემოდან ქვემოდან 100 რუსული რუბლის ნიშნულს თითო კილოგრამზე (თითო კრისტალურზე), არის მოთხოვნადი და ღირებული ნივთიერება. ბუნებრივია, ამ ელემენტის ნაერთები ასევე ფართოდ არის გავრცელებული და გამოიყენება.

სილიციუმის ბიოლოგიური როლი

სხეულისთვის მისი მნიშვნელობის თვალსაზრისით, სილიციუმი მნიშვნელოვანია. მისი შემცველობა და ქსოვილებში განაწილება შემდეგია:

• 0,002% - კუნთი;
• 0,000017% - ძვალი;
• სისხლი - 3,9 მგ/ლ.

დაახლოებით ერთი გრამი სილიკონი ყოველდღიურად უნდა მიიღოთ, წინააღმდეგ შემთხვევაში დაავადებები დაიწყება განვითარება. არცერთი მათგანი არ არის სასიკვდილოდ საშიში, მაგრამ სილიციუმის გახანგრძლივებული შიმშილი იწვევს:

• თმის ცვენა;
• აკნესა და აკნეს გამოჩენა;
• ძვლების სისუსტე და მტვრევადობა;
• კაპილარების მარტივი გამტარიანობა;
• დაღლილობა და თავის ტკივილი;
• მრავალრიცხოვანი სისხლჩაქცევების და სისხლჩაქცევების გამოჩენა.

მცენარეებისთვის სილიციუმი მნიშვნელოვანი მიკროელემენტია, რომელიც აუცილებელია ნორმალური ზრდისა და განვითარებისთვის. ცხოველებზე ჩატარებულმა ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ის პირები, რომლებიც ყოველდღიურად მოიხმარენ საკმარისი რაოდენობით სილიკონს, უკეთესად იზრდებიან.

როგორც დამოუკიდებელი ქიმიური ელემენტი, სილიციუმი ცნობილი გახდა კაცობრიობისთვის მხოლოდ 1825 წელს. რამაც, რა თქმა უნდა, არ შეუშალა ხელი სილიციუმის ნაერთების გამოყენებას იმდენ სფეროში, რომ უფრო ადვილია ჩამოთვალოთ ის, სადაც ელემენტი არ არის გამოყენებული. ეს სტატია ნათელს მოჰფენს სილიციუმის და მისი ნაერთების ფიზიკურ, მექანიკურ და სასარგებლო ქიმიურ თვისებებს, აპლიკაციებს, ასევე ვისაუბრებთ იმაზე, თუ როგორ მოქმედებს სილიციუმი ფოლადის და სხვა ლითონების თვისებებზე.

პირველ რიგში, მოდით შევხედოთ სილიკონის ზოგად მახასიათებლებს. დედამიწის ქერქის მასის 27,6-დან 29,5%-მდე სილიციუმია. ზღვის წყალში ასევე საკმაოა ელემენტის კონცენტრაცია - 3 მგ/ლ-მდე.

სილიციუმი ლითოსფეროში სიმრავლის მიხედვით მეორე ადგილზეა ჟანგბადის შემდეგ. თუმცა, მისი ყველაზე ცნობილი ფორმა, სილიციუმი, არის დიოქსიდი და სწორედ მისი თვისებები გახდა ასეთი ფართო გამოყენების საფუძველი.

ეს ვიდეო გეტყვით რა არის სილიციუმი:

კონცეფცია და მახასიათებლები

სილიციუმი არის არალითონი, მაგრამ სხვადასხვა პირობებში მას შეუძლია გამოავლინოს როგორც მჟავე, ასევე ძირითადი თვისებები. ეს არის ტიპიური ნახევარგამტარი და ძალიან ფართოდ გამოიყენება ელექტროტექნიკაში. მისი ფიზიკური და ქიმიური თვისებები დიდწილად განპირობებულია მისი ალოტროპული მდგომარეობით. ყველაზე ხშირად ისინი კრისტალურ ფორმას ეხებიან, რადგან მის თვისებებზე მეტად მოთხოვნადია ეროვნულ ეკონომიკაში.

• სილიციუმი ადამიანის ორგანიზმის ერთ-ერთი ძირითადი მაკროელემენტია. მისი დეფიციტი საზიანო გავლენას ახდენს ძვლოვანი ქსოვილის, თმის, კანისა და ფრჩხილების მდგომარეობაზე. გარდა ამისა, სილიციუმი გავლენას ახდენს იმუნური სისტემის მუშაობაზე.
• მედიცინაში ელემენტმა, უფრო სწორად მისმა ნაერთებმა იპოვეს პირველი გამოყენება სწორედ ამ უნარში. სილიკონით მოპირკეთებული ჭაბურღილების წყალი არა მხოლოდ სუფთა იყო, არამედ დადებითად მოქმედებდა ინფექციური დაავადებებისადმი მდგრადობაზე. დღეს სილიციუმის ნაერთები ემსახურება ტუბერკულოზის, ათეროსკლეროზისა და ართრიტის საწინააღმდეგო პრეპარატების საფუძველს.
• ზოგადად, არამეტალი დაბალაქტიურია, მაგრამ მისი სუფთა სახით პოვნა რთულია. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ჰაერში ის სწრაფად პასიურდება დიოქსიდის ფენით და წყვეტს რეაქციას. როდესაც თბება, ქიმიური აქტივობა იზრდება. შედეგად, კაცობრიობა ბევრად უფრო იცნობს მატერიის ნაერთებს, ვიდრე საკუთარ თავს.

ამრიგად, სილიციუმი ქმნის შენადნობებს თითქმის ყველა ლითონთან - სილიციდებთან. ყველა მათგანი ხასიათდება ცეცხლგამძლეობითა და სიმტკიცით და გამოიყენება შესაბამის ადგილებში: გაზის ტურბინებში, ღუმელების გამათბობლებში.

არალითონი მოთავსებულია D.I. მენდელეევის ცხრილში მე-6 ჯგუფში ნახშირბადთან და გერმანიუმთან ერთად, რაც მიუთითებს გარკვეულ მსგავსებაზე ამ ნივთიერებებთან. ამრიგად, რაც მას საერთო აქვს ნახშირბადთან არის ორგანული ტიპის ნაერთების წარმოქმნის უნარი. ამავდროულად, სილიციუმს, ისევე როგორც გერმანიუმს, შეუძლია გამოავლინოს ლითონის თვისებები ზოგიერთ ქიმიურ რეაქციაში, რომელიც გამოიყენება სინთეზში.

Დადებითი და უარყოფითი მხარეები

ნებისმიერი სხვა ნივთიერების მსგავსად ეროვნულ ეკონომიკაში გამოყენების თვალსაზრისით, სილიკონს აქვს გარკვეული სასარგებლო ან არც თუ ისე სასარგებლო თვისებები. ისინი მნიშვნელოვანია ზუსტად გამოყენების არეალის დასადგენად.

• ნივთიერების მნიშვნელოვანი უპირატესობა მისი ხელმისაწვდომობა. ბუნებაში, მართალია, თავისუფალი სახით არ მოიპოვება, მაგრამ მაინც, სილიციუმის წარმოების ტექნოლოგია არც ისე რთულია, თუმცა ენერგომოხმარებაა.
• მეორე ყველაზე მნიშვნელოვანი უპირატესობა არის მრავალი ნაერთების წარმოქმნაუჩვეულოდ სასარგებლო თვისებებით. მათ შორისაა სილანები, სილიციდები, დიოქსიდი და, რა თქმა უნდა, სილიკატების მრავალფეროვნება. სილიციუმის და მისი ნაერთების უნარი შექმნან რთული მყარი ხსნარები თითქმის უსასრულოა, რაც შესაძლებელს ხდის უსასრულოდ მიიღოთ შუშის, ქვის და კერამიკის მრავალფეროვანი ვარიაციები.
• ნახევარგამტარული თვისებებიარალითონი აძლევს მას ადგილს, როგორც საბაზისო მასალას ელექტრო და რადიოტექნიკაში.
• არალითონი არის არატოქსიკური, რომელიც ნებისმიერ ინდუსტრიაში გამოყენების საშუალებას იძლევა და ამავდროულად არ აქცევს ტექნოლოგიურ პროცესს პოტენციურად საშიშ პროცესად.

მასალის ნაკლოვანებები მოიცავს მხოლოდ შედარებით მყიფეობას კარგი სიმტკიცით. სილიკონი არ გამოიყენება მზიდი კონსტრუქციებისთვის, მაგრამ ეს კომბინაცია იძლევა კრისტალების ზედაპირის სათანადო დამუშავების საშუალებას, რაც მნიშვნელოვანია ხელსაწყოების დამზადებისთვის.

ახლა მოდით ვისაუბროთ სილიციუმის ძირითად თვისებებზე.

თვისებები და მახასიათებლები

ვინაიდან კრისტალური სილიკონი ყველაზე ხშირად გამოიყენება ინდუსტრიაში, მისი თვისებები უფრო მნიშვნელოვანია და სწორედ ისინია მოცემული ტექნიკურ მახასიათებლებში. ნივთიერების ფიზიკური თვისებები შემდეგია:

• დნობის წერტილი – 1417 C;
• დუღილის წერტილი – 2600 C;
• სიმკვრივეა 2,33 გ/კუბ. სმ, რაც მიუთითებს სისუსტეზე;
• სითბოს სიმძლავრე, ისევე როგორც თბოგამტარობა, არ არის მუდმივი თუნდაც ყველაზე სუფთა ნიმუშებზე: 800 ჯ/(კგ K), ან 0,191 კალ/(გ გრადუსი) და 84-126 ვტ/(მ K), ანუ 0,20-0, 30 კალ/(სმ·წმ· გრადუსი) შესაბამისად;
• გამჭვირვალე გრძელტალღოვან ინფრაწითელ გამოსხივებამდე, რომელიც გამოიყენება ინფრაწითელ ოპტიკაში;
• დიელექტრიკული მუდმივი – 1,17;
• სიხისტე მოჰსის შკალაზე – 7.

არამეტალის ელექტრული თვისებები დიდად არის დამოკიდებული მინარევებისაგან. ინდუსტრიაში, ეს ფუნქცია გამოიყენება სასურველი ტიპის ნახევარგამტარის მოდულირებით. ნორმალურ ტემპერატურაზე სილიციუმი მყიფეა, მაგრამ 800 C-ზე ზემოთ გაცხელებისას შესაძლებელია პლასტიკური დეფორმაცია.

ამორფული სილიციუმის თვისებები საოცრად განსხვავებულია: ის უაღრესად ჰიგიროსკოპიულია და ნორმალურ ტემპერატურაზეც კი ბევრად უფრო აქტიურად რეაგირებს.

სტრუქტურა და ქიმიური შემადგენლობა, ისევე როგორც სილიციუმის თვისებები განხილულია ქვემოთ მოცემულ ვიდეოში:

შემადგენლობა და სტრუქტურა

სილიციუმი არსებობს ორი ალოტროპული ფორმით, რომლებიც თანაბრად სტაბილურია ნორმალურ ტემპერატურაზე.

• კრისტალიაქვს მუქი ნაცრისფერი ფხვნილის სახე. ნივთიერება, მიუხედავად იმისა, რომ მას აქვს ალმასის მსგავსი ბროლის ბადე, მყიფეა ატომებს შორის ზედმეტად გრძელი ბმების გამო. საინტერესოა მისი ნახევარგამტარული თვისებები.
• ძალიან მაღალი წნევის დროს შეგიძლიათ მიიღოთ ექვსკუთხამოდიფიკაცია სიმკვრივით 2.55 გ/კუბ. სმ.. თუმცა ამ ფაზას ჯერ პრაქტიკული მნიშვნელობა არ ჰპოვა.
• ამორფული- ყავისფერი-ყავისფერი ფხვნილი. კრისტალური ფორმისგან განსხვავებით, ის რეაგირებს ბევრად უფრო აქტიურად. ეს გამოწვეულია არა იმდენად პირველი ფორმის ინერტულობით, არამედ იმით, რომ ჰაერში ნივთიერება დაფარულია დიოქსიდის ფენით.

გარდა ამისა, აუცილებელია გავითვალისწინოთ სხვა ტიპის კლასიფიკაცია, რომელიც დაკავშირებულია სილიციუმის კრისტალის ზომასთან, რომლებიც ერთად ქმნიან ნივთიერებას. ბროლის ბადე, როგორც ცნობილია, გულისხმობს არა მხოლოდ ატომების, არამედ სტრუქტურების წესრიგს, რომლებსაც ეს ატომები ქმნიან - ე.წ. რაც უფრო დიდია ის, მით უფრო ერთგვაროვანი იქნება ნივთიერება თვისებებში.

• მონოკრისტალური- ნიმუში არის ერთი კრისტალი. მისი სტრუქტურა მაქსიმალურად მოწესრიგებულია, მისი თვისებები ერთგვაროვანი და კარგად პროგნოზირებადია. ეს არის მასალა, რომელიც ყველაზე მოთხოვნადია ელექტროტექნიკაში. თუმცა ის ერთ-ერთი ყველაზე ძვირადღირებული სახეობაცაა, ვინაიდან მისი მოპოვების პროცესი რთულია და ზრდის ტემპი დაბალი.
• მულტიკრისტალური- ნიმუში შედგება რამდენიმე დიდი კრისტალური მარცვლებისგან. მათ შორის საზღვრები ქმნის დამატებით დეფექტის დონეს, რაც ამცირებს ნიმუშის, როგორც ნახევარგამტარის მოქმედებას და იწვევს უფრო სწრაფ ცვეთას. მულტიკრისტალების ზრდის ტექნოლოგია უფრო მარტივია და, შესაბამისად, მასალა იაფია.
• პოლიკრისტალური- შედგება დიდი რაოდენობით მარცვლებისგან, რომლებიც შემთხვევით განლაგებულია ერთმანეთთან შედარებით. ეს არის სამრეწველო სილიკონის ყველაზე სუფთა სახეობა, რომელიც გამოიყენება მიკროელექტრონიკასა და მზის ენერგიაში. ხშირად გამოიყენება როგორც ნედლეული მრავალ და ერთკრისტალების გასაშენებლად.
• ამორფული სილიციუმი ასევე იკავებს ცალკე პოზიციას ამ კლასიფიკაციაში. აქ ატომების რიგი შენარჩუნებულია მხოლოდ უმოკლეს დისტანციებზე. თუმცა, ელექტროტექნიკაში იგი კვლავ გამოიყენება თხელი ფირის სახით.

არალითონის წარმოება

სუფთა სილიციუმის მიღება არც ისე ადვილია, თუ გავითვალისწინებთ მისი ნაერთების ინერტულობას და მათი უმეტესობის მაღალი დნობის ტემპერატურას. ინდუსტრიაში, ისინი ყველაზე ხშირად მიმართავენ დიოქსიდის ნახშირბადის შემცირებას. რეაქცია ტარდება რკალის ღუმელებში 1800 C ტემპერატურაზე. ამ გზით მიიღება 99,9% სისუფთავის არალითონი, რომელიც არ არის საკმარისი მისი გამოყენებისთვის.

შედეგად მიღებული მასალა ქლორირებულია ქლორიდების და ჰიდროქლორიდების წარმოებისთვის. შემდეგ ნაერთები იწმინდება ყველა შესაძლო მეთოდით მინარევებისაგან და მცირდება წყალბადით.

ნივთიერების გაწმენდა ასევე შესაძლებელია მაგნიუმის სილიციდის მიღებით. სილიციდი ექვემდებარება მარილმჟავას ან ძმარმჟავას. მიიღება სილანი, ხოლო ეს უკანასკნელი იწმინდება სხვადასხვა მეთოდით - სორბციით, რექტიფიკაციით და ა.შ. შემდეგ სილანი იშლება წყალბადად და სილიციუმად 1000 C ტემპერატურაზე. ამ შემთხვევაში მიიღება ნივთიერება მინარევით 10 -8 -10 -6%.

ნივთიერების გამოყენება

ინდუსტრიისთვის, არალითონის ელექტროფიზიკური მახასიათებლები ყველაზე მეტად საინტერესოა. მისი ერთკრისტალური ფორმა არის არაპირდაპირი უფსკრული ნახევარგამტარი. მისი თვისებები განისაზღვრება მინარევებით, რაც შესაძლებელს ხდის სილიციუმის კრისტალების მიღებას მითითებული თვისებებით. ამრიგად, ბორისა და ინდიუმის დამატება შესაძლებელს ხდის ხვრელების გამტარობის მქონე კრისტალის გაზრდას, ხოლო ფოსფორის ან დარიშხანის შეყვანა საშუალებას იძლევა ელექტრონული გამტარობის მქონე კრისტალის გაზრდა.

• სილიკონი ფაქტიურად ემსახურება თანამედროვე ელექტროტექნიკის საფუძველს. მისგან მზადდება ტრანზისტორები, ფოტოცელები, ინტეგრირებული სქემები, დიოდები და ა.შ. უფრო მეტიც, მოწყობილობის ფუნქციონირება თითქმის ყოველთვის განისაზღვრება მხოლოდ ბროლის ზედაპირული ფენით, რომელიც განსაზღვრავს ძალიან სპეციფიკურ მოთხოვნებს ზედაპირული დამუშავებისთვის.
• მეტალურგიაში ტექნიკური სილიციუმი გამოიყენება როგორც შენადნობის მოდიფიკატორი - ის იძლევა უფრო მეტ სიმტკიცეს, ასევე კომპონენტად - მაგალითად, და როგორც დეოქსიდირებადი - თუჯის წარმოებაში.
• ულტრასუფთა და გასუფთავებული მეტალურგიული მასალები ქმნიან მზის ენერგიის საფუძველს.
• არამეტალური დიოქსიდი ბუნებაში გვხვდება სხვადასხვა ფორმით. მისმა ბროლის ჯიშებმა – ოპალმა, აქატმა, კარნელიანმა, ამეთვისტომ, კლდის ბროლმა – თავისი ადგილი იპოვეს სამკაულებში. გარეგნულად არც თუ ისე მიმზიდველი მოდიფიკაციები - კაჟი, კვარცი - გამოიყენება მეტალურგიაში, მშენებლობაში და რადიოელექტრონიკაში.
• არალითონის ნაერთი ნახშირბადთან, კარბიდთან, გამოიყენება მეტალურგიაში, ხელსაწყოების დამზადებასა და ქიმიურ მრეწველობაში. ეს არის ფართოზოლიანი ნახევარგამტარი, რომელიც ხასიათდება მაღალი სიხისტე - 7 მოჰსის მასშტაბით და სიმტკიცე, რაც საშუალებას იძლევა გამოიყენოს იგი როგორც აბრაზიული მასალა.
• სილიკატები - ანუ სილიციუმის მჟავას მარილები. არასტაბილურია, ადვილად იშლება ტემპერატურის გავლენის ქვეშ. მათი შესანიშნავი თვისება ის არის, რომ ისინი ქმნიან მრავალრიცხოვან და მრავალფეროვან მარილებს. მაგრამ ეს უკანასკნელი საფუძველია მინის, კერამიკის, თიხის, ბროლის და ა.შ. თამამად შეგვიძლია ვთქვათ, რომ თანამედროვე კონსტრუქცია ეფუძნება სილიკატების მრავალფეროვნებას.
• შუშა აქ ყველაზე საინტერესო შემთხვევას წარმოადგენს. მისი საფუძველია ალუმინოსილიკატები, მაგრამ სხვა ნივთიერებების უმნიშვნელო ნაერთები - ჩვეულებრივ ოქსიდები - აძლევს მასალას უამრავ განსხვავებულ თვისებას, მათ შორის ფერს. - თიხის ჭურჭელს, ფაიფურს, ფაქტობრივად, იგივე ფორმულა აქვს, თუმცა კომპონენტების განსხვავებული თანაფარდობით და მისი მრავალფეროვნებაც გასაოცარია.
• არალითონს კიდევ ერთი უნარი აქვს: ნახშირბადის მსგავს ნაერთებს აყალიბებს სილიციუმის ატომების გრძელი ჯაჭვის სახით. ასეთ ნაერთებს ეწოდება სილიციუმის ორგანული ნაერთები. არანაკლებ ცნობილია მათი გამოყენების ფარგლები - ეს არის სილიკონები, დალუქვის საშუალებები, ლუბრიკანტები და ა.შ.

სილიციუმი ძალიან გავრცელებული ელემენტია და უჩვეულოდ დიდი მნიშვნელობა აქვს ეროვნული ეკონომიკის ბევრ სფეროში. უფრო მეტიც, არა მხოლოდ თავად ნივთიერება, არამედ მისი ყველა სხვადასხვა და მრავალრიცხოვანი ნაერთი აქტიურად გამოიყენება.

ამ ვიდეოში გეტყვით სილიკონის თვისებებისა და გამოყენების შესახებ:

ქიმიური ელემენტების ყველა სახელწოდება ლათინურიდან მოდის. ეს აუცილებელია, პირველ რიგში, იმისთვის, რომ სხვადასხვა ქვეყნის მეცნიერებმა ერთმანეთის გაგება შეძლონ.

ელემენტების ქიმიური სიმბოლოები

ელემენტები ჩვეულებრივ აღინიშნება ქიმიური ნიშნებით (სიმბოლოებით). შვედი ქიმიკოსის ბერცელიუსის (1813) წინადადებით, ქიმიური ელემენტები აღინიშნება მოცემული ელემენტის ლათინური სახელწოდების საწყისი ან საწყისი და ერთ-ერთი მომდევნო ასოებით; პირველი ასო ყოველთვის დიდია, მეორე კი პატარა. მაგალითად, წყალბადი (Hydrogenium) აღინიშნება ასო H-ით, ჟანგბადი (Oxygenium) ასო O-ით, გოგირდი (Sulfur) ასო S-ით; ვერცხლისწყალი (Hydrargyrum) - ასოები Hg, ალუმინი (Aluminium) - Al, რკინა (Ferrum) - Fe და ა.შ.

ბრინჯი. 1. ქიმიური ელემენტების ცხრილი სახელებით ლათინურ და რუსულ ენებზე.

ქიმიური ელემენტების რუსული სახელები ხშირად ლათინური სახელებია შეცვლილი დაბოლოებით. მაგრამ ასევე არის მრავალი ელემენტი, რომელთა გამოთქმა განსხვავდება ლათინური წყაროსგან. ეს არის ან მშობლიური რუსული სიტყვები (მაგალითად, რკინა), ან სიტყვები, რომლებიც თარგმანია (მაგალითად, ჟანგბადი).

ქიმიური ნომენკლატურა

ქიმიური ნომენკლატურა არის ქიმიური ნივთიერებების სწორი სახელი. ლათინური სიტყვა nomenclatura ითარგმნება როგორც "სახელების სია"

ქიმიის განვითარების ადრეულ საფეხურზე ნივთიერებებს მიენიჭა თვითნებური, შემთხვევითი სახელები (ტრივიალური სახელები). ძლიერ აქროლად სითხეებს ეძახდნენ სპირტები, მათ შორის იყო "ჰიდროქლორინის სპირტი" - მარილმჟავას წყალხსნარი, "სილიტრის სპირტი" - აზოტის მჟავა, "ამონიუმის სპირტი" - ამიაკის წყალხსნარი. ზეთოვან სითხეებსა და მყარ ნივთიერებებს ეძახდნენ ზეთებს, მაგალითად, კონცენტრირებულ გოგირდის მჟავას ეძახდნენ "ვიტრიოლის ზეთს", ხოლო დარიშხანის ქლორიდს "დარიშხანის ზეთს".

ზოგჯერ ნივთიერებებს ეწოდა მათი აღმომჩენის სახელი, მაგალითად, "გლაუბერის მარილი" Na 2 SO 4 * 10H 2 O, აღმოჩენილი გერმანელი ქიმიკოსის I.R. Glauber-ის მიერ მე-17 საუკუნეში.

ბრინჯი. 2. I.R.Glauber-ის პორტრეტი.

უძველესი სახელები შეიძლება მიუთითებდეს ნივთიერებების გემოზე, ფერზე, სუნიზე, გარეგნობაზე და სამედიცინო ეფექტზე. ერთ ნივთიერებას ზოგჯერ რამდენიმე სახელი ჰქონდა.

მე-18 საუკუნის ბოლოს ქიმიკოსებმა იცოდნენ არაუმეტეს 150-200 ნაერთი.

ქიმიაში სამეცნიერო სახელწოდებების პირველი სისტემა 1787 წელს შეიმუშავა ქიმიკოსთა კომისიამ, რომელსაც ხელმძღვანელობდა ა. ლავუაზიე. ლავუაზიეს ქიმიური ნომენკლატურა დაედო საფუძვლად ეროვნული ქიმიური ნომენკლატურების შექმნას. იმისათვის, რომ სხვადასხვა ქვეყნის ქიმიკოსებმა ერთმანეთი გაიგონ, ნომენკლატურა უნდა იყოს ერთგვაროვანი. ამჟამად, ქიმიური ფორმულების და არაორგანული ნივთიერებების სახელების აგება ექვემდებარება ნომენკლატურული წესების სისტემას, რომელიც შექმნილ იქნა სუფთა და გამოყენებითი ქიმიის საერთაშორისო კავშირის (IUPAC) კომისიის მიერ. თითოეული ნივთიერება წარმოდგენილია ფორმულით, რომლის მიხედვითაც აგებულია ნაერთის სისტემატური სახელწოდება.

ბრინჯი. 3. ა.ლავუაზიე.

რა ვისწავლეთ?

ყველა ქიმიურ ელემენტს აქვს ლათინური ფესვები. ზოგადად მიღებულია ქიმიური ელემენტების ლათინური სახელები. ისინი რუსულად იგზავნება ტრასირების ან თარგმანის გამოყენებით. თუმცა, ზოგიერთ სიტყვას აქვს ორიგინალური რუსული მნიშვნელობა, მაგალითად, სპილენძი ან რკინა. ყველა ქიმიური ნივთიერება, რომელიც შედგება ატომებისა და მოლეკულებისგან, ექვემდებარება ქიმიურ ნომენკლატურას. სამეცნიერო სახელწოდებების სისტემა პირველად შეიმუშავა ა.ლავუაზიემ.

ტესტი თემაზე

ანგარიშის შეფასება

Საშუალო რეიტინგი: 4.2. სულ მიღებული შეფასებები: 768.