Tabela periodike tregon se si lexohen elementet kimike. Emrat e elementeve kimike

Si të përdorim tabelën periodike? Për një person të pa iniciuar, leximi i tabelës periodike është i njëjtë si për një gnome që shikon runat e lashta të kukudhëve. Dhe tabela periodike mund t'ju tregojë shumë për botën.

Përveç që ju shërben mirë në provim, është gjithashtu thjesht i pazëvendësueshëm në zgjidhjen e një numri të madh problemesh kimike dhe fizike. Por si ta lexoni? Për fat të mirë, sot të gjithë mund ta mësojnë këtë art. Në këtë artikull do t'ju tregojmë se si ta kuptoni tabelën periodike.

Tabela periodike e elementeve kimike (tabela e Mendeleev) është një klasifikim i elementeve kimike që përcakton varësinë e vetive të ndryshme të elementeve nga ngarkesa e bërthamës atomike.

Historia e krijimit të tabelës

Dmitry Ivanovich Mendeleev nuk ishte një kimist i thjeshtë, nëse dikush mendon kështu. Ai ishte kimist, fizikan, gjeolog, metrolog, ekolog, ekonomist, naftëtar, aeronautik, krijues instrumentesh dhe mësues. Gjatë jetës së tij, shkencëtari arriti të kryejë shumë kërkime themelore në fusha të ndryshme të dijes. Për shembull, besohet gjerësisht se ishte Mendeleev ai që llogariti forcën ideale të vodkës - 40 gradë.

Ne nuk e dimë se si mendonte Mendeleev për vodkën, por ne e dimë me siguri se disertacioni i tij me temën "Diskursi mbi kombinimin e alkoolit me ujë" nuk kishte të bënte me vodkën dhe konsideronte përqendrimet e alkoolit nga 70 gradë. Me të gjitha meritat e shkencëtarit, zbulimi i ligjit periodik të elementeve kimike - një nga ligjet themelore të natyrës, i solli atij famën më të gjerë.

Ekziston një legjendë sipas së cilës një shkencëtar ëndërroi për tabelën periodike, pas së cilës i duhej të bënte vetëm të përsoste idenë që ishte shfaqur. Por, sikur gjithçka të ishte kaq e thjeshtë.. Ky version i krijimit të tabelës periodike, me sa duket, nuk është gjë tjetër veçse një legjendë. Kur u pyet se si u hap tavolina, vetë Dmitry Ivanovich u përgjigj: " Unë kam qenë duke menduar për të për ndoshta njëzet vjet, por ju mendoni: Unë isha ulur atje dhe papritmas... u bë."

Në mesin e shekullit të nëntëmbëdhjetë, përpjekjet për të rregulluar elementët kimikë të njohur (63 elementë ishin të njohur) u ndërmorën paralelisht nga disa shkencëtarë. Për shembull, në 1862, Alexandre Emile Chancourtois vendosi elementë përgjatë një spirale dhe vuri në dukje përsëritjen ciklike të vetive kimike.

Kimisti dhe muzikanti John Alexander Newlands propozoi versionin e tij të tabelës periodike në 1866. Një fakt interesant është se shkencëtari u përpoq të zbulonte një lloj harmonie muzikore mistike në rregullimin e elementeve. Ndër përpjekjet e tjera, ishte edhe përpjekja e Mendelejevit, e cila u kurorëzua me sukses.

Në vitin 1869 u publikua diagrami i parë i tabelës dhe 1 marsi 1869 konsiderohet dita e hapjes së ligjit periodik. Thelbi i zbulimit të Mendelejevit ishte se vetitë e elementeve me masë atomike në rritje nuk ndryshojnë në mënyrë monotone, por periodike.

Versioni i parë i tabelës përmbante vetëm 63 elementë, por Mendeleev mori një sërë vendimesh shumë jokonvencionale. Pra, ai mendoi të linte hapësirë ​​në tabelë për elementë ende të pazbuluar, dhe gjithashtu ndryshoi masat atomike të disa elementeve. Korrektësia themelore e ligjit të nxjerrë nga Mendelejevi u konfirmua shumë shpejt, pas zbulimit të galiumit, skandiumit dhe germaniumit, ekzistenca e të cilave u parashikua nga shkencëtari.

Pamje moderne e tabelës periodike

Më poshtë është vetë tabela

Sot, në vend të peshës atomike (masës atomike), koncepti i numrit atomik (numri i protoneve në bërthamë) përdoret për të renditur elementet. Tabela përmban 120 elementë, të cilët janë të renditur nga e majta në të djathtë në rendin e rritjes së numrit atomik (numri i protoneve)

Kolonat e tabelës përfaqësojnë të ashtuquajturat grupe, dhe rreshtat përfaqësojnë periudha. Tabela ka 18 grupe dhe 8 perioda.

1. Vetitë metalike të elementeve zvogëlohen kur lëvizin përgjatë një periudhe nga e majta në të djathtë dhe rriten në drejtim të kundërt.
2. Madhësitë e atomeve zvogëlohen kur lëvizin nga e majta në të djathtë përgjatë periudhave.
3. Ndërsa lëvizni nga lart poshtë nëpër grup, vetitë e metalit reduktues rriten.
4. Karakteristikat oksiduese dhe jometalike rriten ndërsa lëvizni përgjatë një periudhe nga e majta në të djathtë.

Çfarë mësojmë për një element nga tabela? Për shembull, le të marrim elementin e tretë në tabelë - litium, dhe ta konsiderojmë atë në detaje.

Para së gjithash, ne shohim vetë simbolin e elementit dhe emrin e tij poshtë tij. Në këndin e sipërm majtas është numri atomik i elementit, sipas renditjes së cilës elementi është renditur në tabelë. Numri atomik, siç u përmend tashmë, është i barabartë me numrin e protoneve në bërthamë. Numri i protoneve pozitive zakonisht është i barabartë me numrin e elektroneve negative në një atom (përveç në izotop).

Masa atomike tregohet nën numrin atomik (në këtë version të tabelës). Nëse e rrumbullakojmë masën atomike në numrin e plotë më të afërt, marrim atë që quhet numër masiv. Dallimi midis numrit masiv dhe numrit atomik jep numrin e neutroneve në bërthamë. Kështu, numri i neutroneve në një bërthamë helium është dy, dhe në litium është katër.

Kursi ynë "Tabela Periodike për Dummies" ka përfunduar. Si përfundim, ju ftojmë të shikoni një video tematike dhe shpresojmë që pyetja se si të përdorni tabelën periodike të Mendeleev është bërë më e qartë për ju. Ju kujtojmë se është gjithmonë më efektive të studioni një lëndë të re jo vetëm, por me ndihmën e një mentori me përvojë. Kjo është arsyeja pse nuk duhet të harroni kurrë shërbimin studentor, i cili me kënaqësi do të ndajë njohuritë dhe përvojën e tij me ju.

Pas oksigjenit silikonështë elementi më i bollshëm në koren e tokës. Ka 2 izotope të qëndrueshme: 28 Si, 29 Si, 30 Si. Silici nuk gjendet në formë të lirë në natyrë.

Më të zakonshmet: kripërat e acidit silicik dhe oksidi i silikonit (silicë, rërë, kuarc). Ato bëjnë pjesë në kripëra minerale, mikë, talk, azbest.

Alotropia e silikonit.

U silikon Ekzistojnë 2 modifikime alotropike:

Kristal (kristale gri të lehta. Struktura është e ngjashme me rrjetën kristalore të diamantit, ku atomi i silikonit është i lidhur në mënyrë kovalente me 4 atome identike, dhe vetë është në sp3 - hibridizimi);

Amorf (pluhur kafe, formë më aktive se kristalore).

Vetitë e silikonit.

Në temperaturë, silikoni reagon me oksigjenin në ajër:

Si + O 2 = SiO 2 .

Nëse nuk ka oksigjen të mjaftueshëm (mungesa e oksigjenit), atëherë mund të ndodhë reagimi i mëposhtëm:

2 Si + O 2 = 2 SiO,

Ku SiO- monoksidi, i cili gjithashtu mund të formohet gjatë reaksionit:

Si + SiO 2 = 2 SiO.

Në kushte normale silikon mund të reagojë me F 2 , kur nxehet - me Cl 2 . Nëse e rritni më tej temperaturën, atëherë Si do të jetë në gjendje të ndërveprojë me N Dhe S:

4Si + S 8 = 4SiS 2;

Si + 2F 2 = SiF 4.

Siliconi është i aftë të reagojë me karbonin, duke dhënë karborund:

Si + C = SiC.

Silici është i tretshëm në një përzierje të acideve nitrik të koncentruar dhe hidrofluorik:

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

Silici shpërndahet në tretësirat ujore të alkaleve:

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

Kur nxehet me okside, silikoni është në disproporcion:

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

Kur ndërvepron me metale, silikoni vepron si një agjent oksidues:

2 Mg + Si = Mg 2 Si.

Aplikimi i silikonit.

Silici përdoret më gjerësisht në prodhimin e lidhjeve për t'i dhënë forcë aluminit, bakrit dhe magnezit dhe për prodhimin e ferrosilicideve, të cilat janë të rëndësishme në prodhimin e çeliqeve dhe teknologjisë gjysmëpërçuese. Kristalet e silikonit përdoren në qelizat diellore dhe pajisjet gjysmëpërçuese - transistorë dhe diodë.

Siliconi shërben gjithashtu si lëndë e parë për prodhimin e përbërjeve organosilikonike, ose siloksaneve, të marra në formën e vajrave, lubrifikantëve, plastikës dhe gomave sintetike. Përbërjet inorganike të silikonit përdoren në teknologjinë e qeramikës dhe qelqit, si material izolues dhe piezokristale.

Një nga elementët më të zakonshëm në natyrë është silicium, ose silic. Një shpërndarje kaq e gjerë tregon rëndësinë dhe rëndësinë e kësaj substance. Kjo u kuptua dhe u mësua shpejt nga njerëzit që mësuan se si të përdorin siç duhet silikonin për qëllimet e tyre. Përdorimi i tij bazohet në vetitë e veçanta, të cilat do t'i diskutojmë më tej.

Silic - element kimik

Nëse karakterizojmë një element të caktuar sipas pozicionit në tabelën periodike, mund të identifikojmë pikat e mëposhtme të rëndësishme:

1. Numri serial - 14.
2. Periudha është e treta e vogël.
3. Grupi - IV.
4. Nëngrupi është kryesori.
5. Struktura e shtresës së jashtme elektronike shprehet me formulën 3s 2 3p 2.
6. Elementi silikon përfaqësohet nga simboli kimik Si, i cili shqiptohet "silicium".
7. Gjendjet e oksidimit që shfaq janë: -4; +2; +4.
8. Valenca e atomit është IV.
9. Masa atomike e silikonit është 28.086.
10. Në natyrë, ekzistojnë tre izotopë të qëndrueshëm të këtij elementi me numra masiv 28, 29 dhe 30.

Kështu, nga pikëpamja kimike, atomi i silikonit është një element mjaft i studiuar; janë përshkruar shumë nga vetitë e tij të ndryshme.

Historia e zbulimit

Meqenëse komponimet e ndryshme të elementit në fjalë janë shumë të njohura dhe të bollshme në natyrë, që nga kohërat e lashta njerëzit kanë përdorur dhe kanë ditur për vetitë e shumë prej tyre. Silikoni i pastër mbeti përtej njohurive njerëzore në kimi për një kohë të gjatë.

Komponimet më të njohura të përdorura në jetën e përditshme dhe industrinë nga popujt e kulturave të lashta (egjiptianët, romakët, kinezët, rusët, persët dhe të tjerët) ishin gurët e çmuar dhe zbukurues të bazuar në oksid silikoni. Kjo perfshin:

• opal;
• diamant i rremë;
• topaz;
• krizoprazë;
• oniks;
• kalcedoni dhe të tjerët.

Gjithashtu ka qenë zakon të përdoret kuarci në ndërtim që nga kohërat e lashta. Megjithatë, vetë silikoni elementar mbeti i pazbuluar deri në shekullin e 19-të, megjithëse shumë shkencëtarë u përpoqën më kot ta izolonin atë nga komponime të ndryshme, duke përdorur katalizatorë, temperatura të larta, madje edhe rrymë elektrike. Këto janë mendje të ndritura si:

• Karl Scheele;
• Gay-Lussac;
• Thenar;
• Humphry Davy;
• Antoine Lavoisier.

Jens Jacobs Berzelius arriti të marrë silikon në formën e tij të pastër në 1823. Për ta bërë këtë, ai kreu një eksperiment mbi shkrirjen e avujve të fluorit të silikonit dhe metalit të kaliumit. Si rezultat, mora një modifikim amorf të elementit në fjalë. Të njëjtët shkencëtarë propozuan një emër latin për atomin e zbuluar.

Pak më vonë, në 1855, një shkencëtar tjetër - Sainte-Clair-Deville - arriti të sintetizonte një varietet tjetër alotropik - silikon kristalor. Që atëherë, njohuritë për këtë element dhe vetitë e tij filluan të zgjerohen shumë shpejt. Njerëzit e kuptuan se ai ka veçori unike që mund të përdoren në mënyrë shumë inteligjente për të përmbushur nevojat e tyre. Prandaj, sot një nga elementët më të njohur në elektronikë dhe teknologji është silikoni. Përdorimi i tij vetëm i zgjeron kufijtë e tij çdo vit.

Emri rus për atomin u dha nga shkencëtari Hess në 1831. Kjo është ajo që ka mbetur deri më sot.

Për sa i përket bollëkut në natyrë, silici renditet i dyti pas oksigjenit. Përqindja e tij në krahasim me atomet e tjera në koren e tokës është 29.5%. Për më tepër, karboni dhe silikoni janë dy elementë të veçantë që mund të formojnë zinxhirë duke u lidhur me njëri-tjetrin. Kjo është arsyeja pse për këtë të fundit njihen më shumë se 400 minerale të ndryshme natyrore, në të cilat gjendet në litosferë, hidrosferë dhe biomasë.

Ku gjendet saktësisht silikoni?

1. Në shtresat e thella të tokës.
2. Në shkëmbinj, depozitime dhe masivë.
3. Në fund të trupave ujorë, veçanërisht deteve dhe oqeaneve.
4. Në bimët dhe jetën detare të mbretërisë së kafshëve.
5. Në trupin e njeriut dhe kafshët tokësore.

Ne mund të identifikojmë disa nga mineralet dhe shkëmbinjtë më të zakonshëm që përmbajnë sasi të mëdha silikoni. Kimia e tyre është e tillë që përmbajtja në masë e elementit të pastër në to arrin 75%. Megjithatë, shifra specifike varet nga lloji i materialit. Pra, shkëmbinjtë dhe mineralet që përmbajnë silikon:

• feldspat;
• mikë;
• amfibola;
• opalet;
• kalcedoni;
• silikate;
• ranore;
• aluminosilikate;
• argjila dhe të tjera.

Duke u grumbulluar në predha dhe ekzoskelete të kafshëve detare, silikoni përfundimisht formon depozita të fuqishme silici në fund të trupave ujorë. Ky është një nga burimet natyrore të këtij elementi.

Për më tepër, u zbulua se silikoni mund të ekzistojë në formën e tij të pastër vendase - në formën e kristaleve. Por depozita të tilla janë shumë të rralla.

Vetitë fizike të silikonit

Nëse e karakterizojmë elementin në shqyrtim sipas një grupi të vetive fiziko-kimike, atëherë para së gjithash është e nevojshme të përcaktohen parametrat fizikë. Këtu janë disa nga ato kryesore:

1. Ekziston në formën e dy modifikimeve alotropike - amorfe dhe kristalore, të cilat ndryshojnë në të gjitha vetitë.
2. Rrjeta e kristalit është shumë e ngjashme me atë të diamantit, sepse karboni dhe silikoni janë praktikisht të njëjta në këtë drejtim. Sidoqoftë, distanca midis atomeve është e ndryshme (silikon është më i madh), kështu që diamanti është shumë më i fortë dhe më i fortë. Lloji i grilës - me në qendër fytyrën kub.
3. Substanca është shumë e brishtë dhe bëhet plastike në temperatura të larta.
4. Pika e shkrirjes është 1415˚C.
5. Pika e vlimit - 3250˚С.
6. Dendësia e substancës është 2,33 g/cm3.
7. Ngjyra e përbërjes është gri argjendi, me një shkëlqim metalik karakteristik.
8. Ka veti të mira gjysmëpërçuese, të cilat mund të ndryshojnë me shtimin e agjentëve të caktuar.
9. I patretshëm në ujë, tretës organikë dhe acide.
10. Veçanërisht i tretshëm në alkale.

Vetitë fizike të identifikuara të silikonit i lejojnë njerëzit ta manipulojnë atë dhe ta përdorin atë për të krijuar produkte të ndryshme. Për shembull, përdorimi i silikonit të pastër në elektronikë bazohet në vetitë e gjysmëpërçueshmërisë.

Vetitë kimike

Vetitë kimike të silikonit varen shumë nga kushtet e reagimit. Nëse flasim për parametra standardë, atëherë duhet të tregojmë aktivitet shumë të ulët. Si silikoni kristalor ashtu edhe ai amorf janë shumë inerte. Ato nuk ndërveprojnë me agjentë të fortë oksidues (përveç fluorit) ose me agjentë të fortë reduktues.

Kjo është për shkak të faktit se një film oksidi i SiO 2 formohet menjëherë në sipërfaqen e substancës, gjë që parandalon ndërveprimet e mëtejshme. Mund të formohet nën ndikimin e ujit, ajrit dhe avullit.

Nëse ndryshoni kushtet standarde dhe ngrohni silikonin në një temperaturë mbi 400˚C, atëherë aktiviteti i tij kimik do të rritet shumë. Në këtë rast, ajo do të reagojë me:

• oksigjen;
• të gjitha llojet e halogjeneve;
• hidrogjeni.

Me një rritje të mëtejshme të temperaturës, formimi i produkteve nga ndërveprimi me borin, azotin dhe karbonin është i mundur. Karborundumi - SiC - ka një rëndësi të veçantë, pasi është një material gërryes i mirë.

Gjithashtu, vetitë kimike të silikonit janë qartë të dukshme në reaksionet me metalet. Në lidhje me to, është një agjent oksidues, prandaj produktet quhen silicide. Komponime të ngjashme njihen për:

• alkaline;
• tokë alkaline;
• metalet e tranzicionit.

Përbërja e përftuar nga shkrirja e hekurit dhe silikonit ka veti të pazakonta. Quhet qeramika me ferrosilicon dhe përdoret me sukses në industri.

Siliconi nuk ndërvepron me substanca komplekse, prandaj, nga të gjitha varietetet e tyre, ai mund të shpërndahet vetëm në:

• aqua regia (një përzierje e acideve nitrik dhe klorhidrik);
• alkalet kaustike.

Në këtë rast, temperatura e tretësirës duhet të jetë së paku 60˚C. E gjithë kjo konfirmon edhe një herë bazën fizike të substancës - një rrjetë kristalore e qëndrueshme në formë diamanti, e cila i jep asaj forcë dhe inertitet.

Metodat e marrjes

Marrja e silikonit në formën e tij të pastër është një proces mjaft i kushtueshëm ekonomikisht. Përveç kësaj, për shkak të vetive të saj, çdo metodë jep vetëm një produkt 90-99% të pastër, ndërsa papastërtitë në formën e metaleve dhe karbonit mbeten të njëjta. Prandaj, thjesht marrja e substancës nuk mjafton. Gjithashtu duhet pastruar mirë nga elementët e huaj.

Në përgjithësi, prodhimi i silikonit kryhet në dy mënyra kryesore:

1. Nga rëra e bardhë, e cila është oksid i pastër silikoni SiO 2. Kur kalcinohet me metale aktive (më shpesh magnez), formohet një element i lirë në formën e një modifikimi amorf. Pastërtia e kësaj metode është e lartë, produkti përftohet me rendiment 99.9 për qind.
2. Një metodë më e përhapur në shkallë industriale është sinterizimi i rërës së shkrirë me koks në furra të specializuara termike. Kjo metodë u zhvillua nga shkencëtari rus N. N. Beketov.

Përpunimi i mëtejshëm përfshin nënshtrimin e produkteve ndaj metodave të pastrimit. Për këtë qëllim përdoren acide ose halogjene (klor, fluor).

Silic amorf

Karakterizimi i silikonit do të jetë i paplotë nëse secili prej modifikimeve alotropike të tij nuk merret parasysh veçmas. E para prej tyre është amorfe. Në këtë gjendje, substanca që po shqyrtojmë është një pluhur kafe-kafe, i shpërndarë imët. Ka një shkallë të lartë higroskopike dhe shfaq aktivitet kimik mjaft të lartë kur nxehet. Në kushte standarde, është në gjendje të ndërveprojë vetëm me agjentin më të fortë oksidues - fluorin.

Nuk është plotësisht e saktë të quhet silikoni amorf një lloj silikoni kristalor. Rrjeta e saj tregon se kjo substancë është vetëm një formë e silikonit të shpërndarë imët, që ekziston në formën e kristaleve. Prandaj, si të tilla, këto modifikime janë një dhe e njëjta përbërje.

Sidoqoftë, vetitë e tyre ndryshojnë, kjo është arsyeja pse është zakon të flitet për alotropinë. Vetë silikoni amorf ka një kapacitet të lartë absorbues të dritës. Përveç kësaj, në kushte të caktuara, ky tregues është disa herë më i lartë se ai i formës kristalore. Prandaj, përdoret për qëllime teknike. Në këtë formë (pluhur), përbërja aplikohet lehtësisht në çdo sipërfaqe, qoftë plastike apo xhami. Kjo është arsyeja pse silikoni amorf është kaq i përshtatshëm për t'u përdorur. Aplikim në bazë të madhësive të ndryshme.

Edhe pse bateritë e këtij lloji konsumohen mjaft shpejt, gjë që shoqërohet me gërryerjen e një filmi të hollë të substancës, përdorimi dhe kërkesa e tyre vetëm sa janë në rritje. Në fund të fundit, edhe për një jetë të shkurtër shërbimi, bateritë diellore të bazuara në silikon amorf mund të ofrojnë energji për ndërmarrje të tëra. Përveç kësaj, prodhimi i një lënde të tillë është pa mbeturina, gjë që e bën atë shumë ekonomik.

Ky modifikim është marrë duke reduktuar komponimet me metale aktive, për shembull, natrium ose magnez.

Silic kristalor

Modifikimi me shkëlqim argjendi-gri i elementit në fjalë. Kjo formë është më e zakonshme dhe më e kërkuara. Kjo shpjegohet me grupin e vetive cilësore që posedon kjo substancë.

Karakteristikat e silikonit me një rrjetë kristalore përfshijnë klasifikimin e llojeve të tij, pasi ka disa prej tyre:

1. Cilësia elektronike - cilësia më e pastër dhe më e lartë. Ky lloj përdoret në elektronikë për të krijuar pajisje veçanërisht të ndjeshme.
2. Cilësi me diell. Vetë emri përcakton zonën e përdorimit. Është gjithashtu silikon me pastërti mjaft të lartë, përdorimi i të cilit është i nevojshëm për të krijuar qeliza diellore me cilësi të lartë dhe jetëgjatë. Konvertuesit fotoelektrikë të krijuar mbi bazën e një strukture kristalore janë të cilësisë më të lartë dhe rezistente ndaj konsumit sesa ata të krijuar duke përdorur një modifikim amorf duke spërkatur në lloje të ndryshme nënshtresash.
3. Silikon teknik. Kjo shumëllojshmëri përfshin ato mostra të substancës që përmbajnë rreth 98% të elementit të pastër. Çdo gjë tjetër shkon në lloje të ndryshme të papastërtive:

• alumini;
• klorin;
• karboni;
• fosfor dhe të tjerë.

Lloji i fundit i substancës në fjalë përdoret për të marrë polikristale të silikonit. Për këtë qëllim kryhen proceset e rikristalizimit. Si rezultat, për nga pastërtia, fitohen produkte që mund të klasifikohen si cilësi diellore dhe elektronike.

Për nga natyra e tij, polisiliku është një produkt i ndërmjetëm midis modifikimeve amorfe dhe kristalore. Ky opsion është më i lehtë për t'u punuar, përpunohet dhe pastrohet më mirë me fluor dhe klor.

Produktet që rezultojnë mund të klasifikohen si më poshtë:

• multisilicon;
• monokristaline;
• kristale të profilizuara;
• skrap silikoni;
• silic teknik;
• mbetjet e prodhimit në formën e fragmenteve dhe mbetjeve të lëndës.

Secila prej tyre gjen aplikim në industri dhe përdoret plotësisht nga njerëzit. Prandaj, ato që prekin silikonin konsiderohen si jo mbeturina. Kjo ul ndjeshëm koston e tij ekonomike pa ndikuar në cilësi.

Përdorimi i silikonit të pastër

Prodhimi industrial i silikonit është mjaft i vendosur dhe shkalla e tij është mjaft e madhe. Kjo për faktin se ky element, si i pastër ashtu edhe në formën e përbërjeve të ndryshme, është i përhapur dhe i kërkuar në degë të ndryshme të shkencës dhe teknologjisë.

Ku përdoret silikoni kristalor dhe amorf në formën e tij të pastër?

1. Në metalurgji, si një aditiv aliazh i aftë për të ndryshuar vetitë e metaleve dhe lidhjeve të tyre. Kështu, përdoret në shkrirjen e çelikut dhe gize.
2. Lloje të ndryshme substancash përdoren për të bërë një version më të pastër - polisilicon.
3. Përbërjet e silikonit janë një industri e tërë kimike që ka fituar popullaritet të veçantë sot. Materialet organosilikon përdoren në mjekësi, në prodhimin e enëve, veglave dhe shumë më tepër.
4. Prodhimi i paneleve diellore te ndryshme. Kjo metodë e marrjes së energjisë është një nga më premtueset në të ardhmen. Miqësore ndaj mjedisit, ekonomikisht e dobishme dhe rezistente ndaj konsumit janë avantazhet kryesore të këtij lloji të prodhimit të energjisë elektrike.
5. Siliconi është përdorur për çakmakë për një kohë shumë të gjatë. Edhe në kohët e lashta, njerëzit përdornin strall për të prodhuar një shkëndijë kur ndiznin një zjarr. Ky parim është baza për prodhimin e llojeve të ndryshme të çakmakëve. Sot ka lloje në të cilat stralli zëvendësohet nga një aliazh i një përbërje të caktuar, i cili jep një rezultat edhe më të shpejtë (shkëndijimi).
6. Elektronika dhe energjia diellore.
7. Prodhimi i pasqyrave në pajisjet lazer me gaz.

Kështu, silikoni i pastër ka shumë veti të dobishme dhe të veçanta që e lejojnë atë të përdoret për të krijuar produkte të rëndësishme dhe të nevojshme.

Aplikimi i komponimeve të silikonit

Krahas substancës së thjeshtë, përdoren edhe komponime të ndryshme silikoni dhe shumë gjerësisht. Ekziston një industri e tërë e quajtur silikat. Ai bazohet në përdorimin e substancave të ndryshme që përmbajnë këtë element mahnitës. Cilat janë këto komponime dhe çfarë prodhohet prej tyre?

1. Kuarc, ose rërë lumi - SiO 2. Përdoret për të bërë materiale ndërtimi dhe dekorative si çimento dhe qelqi. Të gjithë e dinë se ku përdoren këto materiale. Asnjë ndërtim nuk mund të përfundojë pa këto përbërës, gjë që konfirmon rëndësinë e përbërjeve të silikonit.
2. Qeramika silikate, e cila përfshin materiale të tilla si enë balte, porcelani, tulla dhe produkte të bazuara në to. Këta përbërës përdoren në mjekësi, në prodhimin e enëve, bizhuterive dekorative, sendeve shtëpiake, në ndërtim dhe fusha të tjera të përditshme të veprimtarisë njerëzore.
3. - silikone, xhel silicë, vajra silikoni.
4. Ngjitës silikat - përdoret si shkrimi, në piroteknikë dhe ndërtim.

Silikoni, çmimi i të cilit ndryshon në tregun botëror, por nuk kalon nga lart poshtë shenjën prej 100 rubla ruse për kilogram (për kristalin), është një substancë e kërkuar dhe e vlefshme. Natyrisht, komponimet e këtij elementi janë gjithashtu të përhapura dhe të zbatueshme.

Roli biologjik i silikonit

Nga pikëpamja e rëndësisë së tij për trupin, silikoni është i rëndësishëm. Përmbajtja dhe shpërndarja e tij në inde është si më poshtë:

• 0,002% - muskul;
• 0,000017% - kockë;
• gjak - 3.9 mg/l.

Rreth një gram silikon duhet të merret çdo ditë, përndryshe sëmundjet do të fillojnë të zhvillohen. Asnjë prej tyre nuk është i rrezikshëm për vdekje, por uria e zgjatur e silikonit çon në:

• Renia e flokeve;
• shfaqja e akneve dhe puçrrave;
• brishtësia dhe brishtësia e eshtrave;
• përshkueshmëria e lehtë e kapilarëve;
• lodhje dhe dhimbje koke;
• shfaqja e mavijosjeve dhe mavijosjeve të shumta.

Për bimët, silikoni është një mikroelement i rëndësishëm i nevojshëm për rritjen dhe zhvillimin normal. Eksperimentet në kafshë kanë treguar se ata individë që konsumojnë sasi të mjaftueshme të silikonit në baza ditore rriten më mirë.

Si një element kimik i pavarur, silikoni u bë i njohur për njerëzimin vetëm në 1825. Gjë që, natyrisht, nuk e pengoi përdorimin e përbërjeve të silikonit në kaq shumë fusha, saqë është më e lehtë të renditen ato ku elementi nuk përdoret. Ky artikull do të hedhë dritë mbi vetitë kimike fizike, mekanike dhe të dobishme të silikonit dhe përbërjeve të tij, aplikimet, dhe do të flasim gjithashtu se si silikoni ndikon në vetitë e çelikut dhe metaleve të tjera.

Së pari, le të shohim karakteristikat e përgjithshme të silikonit. Nga 27.6 në 29.5% e masës së kores së tokës është silic. Në ujin e detit, përqendrimi i elementit është gjithashtu i konsiderueshëm - deri në 3 mg/l.

Për sa i përket bollëkut në litosferë, silici renditet i dyti pas oksigjenit. Megjithatë, forma e tij më e famshme, silici, është një dioksid dhe janë vetitë e tij që janë bërë baza për një përdorim kaq të gjerë.

Kjo video do t'ju tregojë se çfarë është silikoni:

Koncepti dhe veçoritë

Silici është një jometal, por në kushte të ndryshme mund të shfaqë veti acidike dhe bazike. Është një gjysmëpërçues tipik dhe përdoret jashtëzakonisht gjerësisht në inxhinierinë elektrike. Vetitë e tij fizike dhe kimike përcaktohen kryesisht nga gjendja e tij alotropike. Më shpesh ata merren me formën kristalore, pasi cilësitë e tij janë më të kërkuara në ekonominë kombëtare.

• Siliconi është një nga makroelementet bazë në trupin e njeriut. Mungesa e tij ka një efekt të dëmshëm në gjendjen e indit kockor, flokëve, lëkurës dhe thonjve. Përveç kësaj, silikoni ndikon në performancën e sistemit imunitar.
• Në mjekësi, elementi, ose më mirë përbërjet e tij, gjetën aplikimin e tyre të parë pikërisht në këtë kapacitet. Uji nga puset e veshur me silikon ishte jo vetëm i pastër, por gjithashtu kishte një efekt pozitiv në rezistencën ndaj sëmundjeve infektive. Sot, komponimet me silikon shërbejnë si bazë për barnat kundër tuberkulozit, aterosklerozës dhe artritit.
• Në përgjithësi, jometali është pak aktiv, por është e vështirë ta gjesh atë në formën e tij të pastër. Kjo për faktin se në ajër pasivohet shpejt nga një shtresë dioksidi dhe ndalon së reaguari. Kur nxehet, aktiviteti kimik rritet. Si rezultat, njerëzimi është shumë më i njohur me përbërjet e materies, sesa me vetveten.

Kështu, silici formon lidhje me pothuajse të gjitha metalet - silicide. Të gjitha ato karakterizohen nga refraktariteti dhe fortësia dhe përdoren në zona të përshtatshme: turbina me gaz, ngrohës furre.

Jometali vendoset në tabelën e D.I. Mendeleev në grupin 6 së bashku me karbonin dhe germaniumin, gjë që tregon një farë të përbashkët me këto substanca. Kështu, ajo që ka të përbashkët me karbonin është aftësia e tij për të formuar komponime të tipit organik. Në të njëjtën kohë, silikoni, si germaniumi, mund të shfaqë vetitë e një metali në disa reaksione kimike, i cili përdoret në sintezë.

Avantazhet dhe disavantazhet

Si çdo substancë tjetër nga pikëpamja e përdorimit në ekonominë kombëtare, silici ka disa cilësi të dobishme ose jo shumë të dobishme. Ato janë të rëndësishme pikërisht për përcaktimin e zonës së përdorimit.

• Një avantazh i rëndësishëm i substancës është i tij disponueshmëria. Në natyrë, është e vërtetë që nuk gjendet në formë të lirë, por megjithatë, teknologjia e prodhimit të silikonit nuk është aq e ndërlikuar, megjithëse konsumon energji.
• Avantazhi i dytë më i rëndësishëm është formimi i shumë komponimeve me veti jashtëzakonisht të dobishme. Këto përfshijnë silane, silicide, dioksid dhe, natyrisht, një shumëllojshmëri të gjerë silikatesh. Aftësia e silikonit dhe përbërësve të tij për të formuar zgjidhje komplekse të ngurta është pothuajse e pafundme, gjë që bën të mundur marrjen pafundësisht të një shumëllojshmërie të gjerë variacionesh qelqi, guri dhe qeramike.
• Karakteristikat e gjysmëpërçuesve jometali i siguron atij një vend si material bazë në inxhinierinë elektrike dhe radio.
• Jometal është jo toksike, i cili lejon përdorimin në çdo industri, dhe në të njëjtën kohë nuk e kthen procesin teknologjik në një proces potencialisht të rrezikshëm.

Disavantazhet e materialit përfshijnë vetëm brishtësinë relative me fortësi të mirë. Silici nuk përdoret për strukturat mbajtëse, por ky kombinim lejon që sipërfaqja e kristaleve të përpunohet siç duhet, gjë që është e rëndësishme për prodhimin e instrumenteve.

Le të flasim tani për vetitë themelore të silikonit.

Vetitë dhe karakteristikat

Meqenëse silikoni kristalor përdoret më shpesh në industri, janë vetitë e tij ato që janë më të rëndësishme, dhe janë ato që jepen në specifikimet teknike. Karakteristikat fizike të substancës janë si më poshtë:

• pika e shkrirjes - 1417 C;
• pika e vlimit - 2600 C;
• dendësia është 2.33 g/cu. cm, që tregon brishtësinë;
• kapaciteti i nxehtësisë, si dhe përçueshmëria termike, nuk janë konstante as në mostrat më të pastra: 800 J/(kg K), ose 0,191 cal/(g deg) dhe 84-126 W/(m K), ose 0,20-0, 30 cal/(cm·sek·deg) përkatësisht;
• transparent ndaj rrezatimit infra të kuqe me valë të gjatë, i cili përdoret në optikën infra të kuqe;
• konstante dielektrike - 1,17;
• fortësia në shkallën Mohs - 7.

Vetitë elektrike të një jometali varen shumë nga papastërtitë. Në industri, kjo veçori përdoret duke modifikuar llojin e dëshiruar të gjysmëpërçuesit. Në temperatura normale, silikoni është i brishtë, por kur nxehet mbi 800 C, deformimi plastik është i mundur.

Karakteristikat e silikonit amorf janë jashtëzakonisht të ndryshme: është shumë higroskopik dhe reagon shumë më aktivisht edhe në temperatura normale.

Struktura dhe përbërja kimike, si dhe vetitë e silikonit diskutohen në videon më poshtë:

Përbërja dhe struktura

Silici ekziston në dy forma alotropike, të cilat janë po aq të qëndrueshme në temperatura normale.

• Kristal ka pamjen e një pluhuri gri të errët. Substanca, megjithëse ka një rrjetë kristalore si diamanti, është e brishtë për shkak të lidhjeve tepër të gjata midis atomeve. Me interes janë vetitë e tij gjysmëpërçuese.
• Në presione shumë të larta mund të merrni gjashtëkëndor modifikim me densitet 2.55 g/cu. cm Megjithatë, kjo fazë nuk ka gjetur ende rëndësi praktike.
• Amorfe– pluhur kafe-kafe. Ndryshe nga forma kristalore, ajo reagon shumë më aktivisht. Kjo nuk është për shkak të inertitetit të formës së parë, por faktit se në ajër substanca është e mbuluar me një shtresë dioksidi.

Përveç kësaj, është e nevojshme të merret parasysh një lloj tjetër klasifikimi që lidhet me madhësinë e kristalit të silikonit, të cilat së bashku formojnë substancën. Një rrjetë kristalore, siç dihet, presupozon rendin jo vetëm të atomeve, por edhe të strukturave që formojnë këto atome - i ashtuquajturi rendi me rreze të gjatë. Sa më i madh të jetë, aq më homogjene do të jetë substanca në veti.

• Monokristale- mostra është një kristal. Struktura e saj është e renditur maksimalisht, vetitë e saj janë homogjene dhe të parashikueshme mirë. Ky është materiali më i kërkuar në inxhinierinë elektrike. Megjithatë, është gjithashtu një nga speciet më të shtrenjta, pasi procesi i marrjes së tij është kompleks dhe ritmi i rritjes është i ulët.
• Multikristaline– kampioni përbëhet nga një numër kokrrizash të mëdha kristalore. Kufijtë midis tyre formojnë nivele shtesë defekti, gjë që zvogëlon performancën e kampionit si gjysmëpërçues dhe çon në konsum më të shpejtë. Teknologjia për rritjen e multikristaleve është më e thjeshtë, dhe për këtë arsye materiali është më i lirë.
• Polikristaline– përbëhet nga një numër i madh kokrrash të vendosura rastësisht në raport me njëra-tjetrën. Ky është lloji më i pastër i silikonit industrial, i përdorur në mikroelektronikë dhe energji diellore. Shumë shpesh përdoret si lëndë e parë për rritjen e kristaleve të shumëfishta dhe të vetme.
• Silikoni amorf gjithashtu zë një pozicion të veçantë në këtë klasifikim. Këtu rendi i atomeve ruhet vetëm në distancat më të shkurtra. Sidoqoftë, në inxhinierinë elektrike përdoret ende në formën e filmave të hollë.

Prodhim jometal

Marrja e silikonit të pastër nuk është aq e lehtë, duke pasur parasysh inertitetin e përbërjeve të tij dhe pikën e lartë të shkrirjes së shumicës së tyre. Në industri, ata më së shpeshti përdorin reduktimin me karbon nga dioksidi. Reaksioni kryhet në furrat me hark në temperaturën 1800 C. Në këtë mënyrë fitohet një jometal me pastërti 99,9%, i cili nuk mjafton për përdorimin e tij.

Materiali që rezulton klorohet për të prodhuar kloride dhe hidrokloride. Pastaj komponimet pastrohen me të gjitha metodat e mundshme nga papastërtitë dhe reduktohen me hidrogjen.

Substanca mund të pastrohet edhe duke marrë silicid magnezi. Silici është i ekspozuar ndaj acidit klorhidrik ose acetik. Përftohet silani, dhe ky i fundit pastrohet me metoda të ndryshme - thithje, korrigjim etj. Më pas silani zbërthehet në hidrogjen dhe silic në temperaturë 1000 C. Në këtë rast përftohet një substancë me fraksion papastërtie 10 -8 -10 -6%.

Aplikimi i substancës

Për industrinë, karakteristikat elektrofizike të një jometali janë me interes më të madh. Forma e tij një kristalore është një gjysmëpërçues indirekt i boshllëkut. Vetitë e tij përcaktohen nga papastërtitë, gjë që bën të mundur marrjen e kristaleve të silikonit me veti të specifikuara. Kështu, shtimi i borit dhe indiumit bën të mundur rritjen e një kristali me përçueshmëri vrimash, dhe futja e fosforit ose arsenikut bën të mundur rritjen e një kristali me përçueshmëri elektronike.

• Siliconi fjalë për fjalë shërben si bazë e inxhinierisë moderne elektrike. Prej tij bëhen transistorë, fotocela, qarqe të integruara, dioda etj. Për më tepër, funksionaliteti i pajisjes pothuajse gjithmonë përcaktohet vetëm nga shtresa afër sipërfaqes së kristalit, e cila përcakton kërkesa shumë specifike për trajtimin e sipërfaqes.
• Në metalurgji, silikoni teknik përdoret si një modifikues i aliazhit - jep forcë më të madhe, dhe si përbërës - në, për shembull, dhe si agjent deoksidues - në prodhimin e gize.
• Materialet metalurgjike ultra të pastra dhe të pastruara përbëjnë bazën e energjisë diellore.
• Dioksidi jometalik gjendet në natyrë në shumë forma të ndryshme. Varietetet e tij kristal - opal, agat, karnelian, ametist, kristal shkëmb - kanë gjetur vendin e tyre në bizhuteri. Modifikimet që nuk janë aq tërheqëse në pamje - stralli, kuarci - përdoren në metalurgji, ndërtim dhe radio-elektronikë.
• Një përbërje e një jometali me karbon, karabit, përdoret në metalurgji, në prodhimin e instrumenteve dhe në industrinë kimike. Është një gjysmëpërçues me brez të gjerë, i karakterizuar nga fortësia e lartë - 7 në shkallën Mohs, dhe forca, e cila e lejon atë të përdoret si një material gërryes.
• Silikate - domethënë kripëra të acidit silicik. E paqëndrueshme, dekompozohet lehtësisht nën ndikimin e temperaturës. Karakteristika e tyre e jashtëzakonshme është se ato formojnë kripëra të shumta dhe të larmishme. Por këto të fundit janë baza për prodhimin e qelqit, qeramikës, enëve prej balte, kristalit etj. Mund të themi me siguri se ndërtimi modern bazohet në një shumëllojshmëri silikatesh.
• Xhami përfaqëson rastin më interesant këtu. Baza e tij është aluminosilikatet, por përzierjet e parëndësishme të substancave të tjera - zakonisht oksidet - i japin materialit shumë veti të ndryshme, përfshirë ngjyrën. -, enët prej balte, porcelani, në fakt, kanë të njëjtën formulë, megjithëse me një raport të ndryshëm përbërësish, dhe diversiteti i tij është gjithashtu i mahnitshëm.
• Jometali ka një aftësi më shumë: formon komponime si ato të karbonit, në formën e një zinxhiri të gjatë atomesh silikoni. Komponime të tilla quhen përbërje organosilikonike. Shtrirja e aplikimit të tyre nuk është më pak e njohur - këto janë silikone, ngjitës, lubrifikantë, etj.

Siliconi është një element shumë i zakonshëm dhe ka një rëndësi jashtëzakonisht të madhe në shumë fusha të ekonomisë kombëtare. Për më tepër, jo vetëm vetë substanca, por të gjitha përbërjet e saj të ndryshme dhe të shumta përdoren në mënyrë aktive.

Kjo video do t'ju tregojë për vetitë dhe përdorimet e silikonit:

Të gjithë emrat e elementeve kimike vijnë nga latinishtja. Kjo është e nevojshme, para së gjithash, në mënyrë që shkencëtarët nga vende të ndryshme të mund të kuptojnë njëri-tjetrin.

Simbolet kimike të elementeve

Elementet zakonisht përcaktohen me shenja kimike (simbole). Sipas propozimit të kimistit suedez Berzelius (1813), elementët kimikë përcaktohen me iniciale ose fillestare dhe një nga shkronjat pasuese të emrit latin të një elementi të caktuar; Shkronja e parë është gjithmonë e madhe, e dyta e vogël. Për shembull, hidrogjeni (Hydrogenium) përcaktohet me shkronjën H, oksigjeni (Oxygenium) me shkronjën O, squfuri (Squfur) me shkronjën S; merkuri (Hydrargyrum) - shkronjat Hg, alumini (Aluminium) - Al, hekuri (Ferrum) - Fe etj.

Oriz. 1. Tabela e elementeve kimike me emra në latinisht dhe rusisht.

Emrat rusë të elementeve kimikë janë shpesh emra latinë me mbaresa të modifikuara. Por ka edhe shumë elementë, shqiptimi i të cilëve ndryshon nga burimi latin. Këto janë ose fjalë ruse amtare (për shembull, hekur), ose fjalë që janë përkthime (për shembull, oksigjen).

Nomenklatura kimike

Nomenklatura kimike është emri i saktë për substancat kimike. Fjala latine nomenclatura përkthehet si "lista e emrave"

Në fazën e hershme të zhvillimit të kimisë, substancave u dhanë emra arbitrar, të rastësishëm (emra të parëndësishëm). Lëngjet shumë të paqëndrueshme quheshin alkoole, këto përfshinin "alkool klorhidrik" - një zgjidhje ujore e acidit klorhidrik, "alkool silitrik" - acid nitrik, "alkool amonium" - një zgjidhje ujore e amoniakut. Lëngjet me vaj dhe lëndët e ngurta quheshin vajra, për shembull, acidi sulfurik i koncentruar quhej "vaji i vitriolit" dhe kloruri i arsenikut quhej "vaj arseniku".

Ndonjëherë substancat u emëruan sipas zbuluesit të tyre, për shembull, "kripa e Glauber" Na 2 SO 4 * 10H 2 O, e zbuluar nga kimisti gjerman I. R. Glauber në shekullin e 17-të.

Oriz. 2. Portreti i I. R. Glauber.

Emrat e lashtë mund të tregojnë shijen e substancave, ngjyrën, erën, pamjen dhe efektin mjekësor. Një substancë ndonjëherë kishte disa emra.

Nga fundi i shekullit të 18-të, kimistët dinin jo më shumë se 150-200 komponime.

Sistemi i parë i emrave shkencorë në kimi u zhvillua në 1787 nga një komision kimistësh i kryesuar nga A. Lavoisier. Nomenklatura kimike e Lavoisier shërbeu si bazë për krijimin e nomenklaturës kimike kombëtare. Në mënyrë që kimistët nga vende të ndryshme të kuptojnë njëri-tjetrin, nomenklatura duhet të jetë uniforme. Aktualisht, ndërtimi i formulave kimike dhe emrave të substancave inorganike i nënshtrohet një sistemi rregullash nomenklature të krijuar nga një komision i Unionit Ndërkombëtar të Kimisë së Pastër dhe të Aplikuar (IUPAC). Çdo substancë përfaqësohet nga një formulë, në përputhje me të cilën ndërtohet emri sistematik i përbërjes.

Oriz. 3. A. Lavoisier.

Çfarë kemi mësuar?

Të gjithë elementët kimikë kanë rrënjë latine. Emrat latinë të elementeve kimikë janë përgjithësisht të pranuar. Ato transferohen në Rusisht duke përdorur gjurmimin ose përkthimin. megjithatë, disa fjalë kanë një kuptim origjinal rus, për shembull, bakër ose hekur. Të gjitha substancat kimike që përbëhen nga atome dhe molekula i nënshtrohen nomenklaturës kimike. Sistemi i emrave shkencorë u zhvillua për herë të parë nga A. Lavoisier.

Test mbi temën

Vlerësimi i raportit

Vleresim mesatar: 4.2. Gjithsej vlerësimet e marra: 768.