Periyodik tablo kimyasal elementlerin nasıl okunduğunu gösterir. Kimyasal elementlerin adları

Periyodik tablo nasıl kullanılır? Deneyimsiz bir kişi için periyodik tabloyu okumak, bir cücenin elflerin kadim rünlerine bakmasıyla aynıdır. Ve periyodik tablo size dünya hakkında çok şey anlatabilir.

Sınavda size iyi hizmet vermesinin yanı sıra, çok sayıda kimyasal ve fiziksel problemin çözümünde de yeri doldurulamaz. Ama nasıl okunmalı? Neyse ki bugün herkes bu sanatı öğrenebilir. Bu yazımızda periyodik tabloyu nasıl anlayacağınızı anlatacağız.

Kimyasal elementlerin periyodik tablosu (Mendeleev tablosu), elementlerin çeşitli özelliklerinin atom çekirdeğinin yüküne bağımlılığını belirleyen kimyasal elementlerin bir sınıflandırmasıdır.

Tablonun yaratılış tarihi

Birisi öyle düşünüyorsa, Dmitry Ivanovich Mendeleev basit bir kimyager değildi. Kimyager, fizikçi, jeolog, metrolog, ekolojist, ekonomist, petrol işçisi, havacı, alet yapımcısı ve öğretmendi. Bilim adamı hayatı boyunca çeşitli bilgi alanlarında birçok temel araştırma yapmayı başardı. Örneğin, votkanın ideal gücünü - 40 derece - hesaplayanın Mendeleev olduğuna inanılıyor.

Mendeleev'in votka hakkında ne hissettiğini bilmiyoruz, ancak "Alkolün suyla birleşimi üzerine söylem" konulu tezinin votka ile hiçbir ilgisi olmadığını ve 70 dereceden itibaren alkol konsantrasyonlarını dikkate aldığından eminiz. Bilim adamının tüm erdemleriyle birlikte, doğanın temel yasalarından biri olan kimyasal elementlerin periyodik yasasının keşfi ona en geniş şöhreti getirdi.

Bir bilim adamının rüyasında periyodik tabloyu gördüğüne dair bir efsane vardır, bundan sonra yapması gereken tek şey ortaya çıkan fikri düzeltmektir. Ama eğer her şey bu kadar basit olsaydı... Periyodik tablonun yaratılışının bu versiyonu görünüşe göre bir efsaneden başka bir şey değil. Masanın nasıl açıldığı sorulduğunda Dmitry Ivanovich'in kendisi cevap verdi: " Belki yirmi yıldır bunu düşünüyorum ama sen şöyle düşünüyorsun: Orada oturuyordum ve aniden... her şey bitti.”

On dokuzuncu yüzyılın ortalarında, bilinen kimyasal elementleri (63 element biliniyordu) düzenleme girişimleri birkaç bilim adamı tarafından paralel olarak üstlenildi. Örneğin 1862'de Alexandre Emile Chancourtois elementleri bir sarmal boyunca yerleştirdi ve kimyasal özelliklerin döngüsel tekrarına dikkat çekti.

Kimyager ve müzisyen John Alexander Newlands, 1866'da periyodik tablonun kendi versiyonunu önerdi. İlginç bir gerçek şu ki, bilim adamı elementlerin düzeninde bir tür mistik müzik armonisi keşfetmeye çalıştı. Diğer girişimlerin yanı sıra Mendeleev'in başarı ile taçlandırılan girişimi de vardı.

1869 yılında ilk tablo diyagramı yayınlandı ve 1 Mart 1869, periyodik kanunun açıldığı gün olarak kabul ediliyor. Mendeleev'in keşfinin özü, artan atom kütlesine sahip elementlerin özelliklerinin monoton olarak değil periyodik olarak değişmesiydi.

Tablonun ilk versiyonu yalnızca 63 element içeriyordu ancak Mendeleev çok sayıda alışılmadık kararlar aldı. Bu nedenle tabloda henüz keşfedilmemiş elementlere yer bırakılması gerektiğini ve ayrıca bazı elementlerin atom kütlelerinin de değiştirileceğini tahmin etti. Mendeleev tarafından türetilen yasanın temel doğruluğu, bilim adamı tarafından varlığı tahmin edilen galyum, skandiyum ve germanyumun keşfinden çok kısa bir süre sonra doğrulandı.

Periyodik tablonun modern görünümü

Aşağıda tablonun kendisi bulunmaktadır

Günümüzde elementleri sıralamak için atom ağırlığı (atom kütlesi) yerine atom numarası (çekirdekteki proton sayısı) kavramı kullanılmaktadır. Tablo, artan atom numarasına (proton sayısı) göre soldan sağa doğru düzenlenmiş 120 element içerir.

Tablo sütunları sözde grupları temsil eder ve satırlar dönemleri temsil eder. Tabloda 18 grup ve 8 periyot bulunmaktadır.

1. Elementlerin metalik özellikleri bir periyotta soldan sağa doğru gidildikçe azalır, ters yönde ise artar.
2. Periyot boyunca soldan sağa doğru gidildikçe atomların boyutları azalır.
3. Grupta yukarıdan aşağıya doğru ilerledikçe indirgeyici metal özellikleri artar.
4. Oksitleyici ve metalik olmayan özellikler, bir süre boyunca soldan sağa doğru ilerledikçe artar.

Tablodan bir element hakkında ne öğreniriz? Örneğin, tablodaki üçüncü element olan lityum'u ele alalım ve onu ayrıntılı olarak ele alalım.

Öncelikle element sembolünün kendisini ve onun altında adını görüyoruz. Sol üst köşede elementin atom numarası bulunur ve elementin tabloda düzenlendiği sıraya göre. Daha önce de belirtildiği gibi atom numarası çekirdekteki proton sayısına eşittir. Pozitif protonların sayısı genellikle bir atomdaki (izotoplar hariç) negatif elektronların sayısına eşittir.

Atom kütlesi atom numarasının altında belirtilmiştir (tablonun bu versiyonunda). Atom kütlesini en yakın tam sayıya yuvarlarsak kütle numarası denilen şeyi elde ederiz. Kütle numarası ile atom numarası arasındaki fark çekirdekteki nötron sayısını verir. Böylece helyum çekirdeğindeki nötron sayısı iki, lityumda ise dörttür.

“Yeni Başlayanlar İçin Periyodik Tablo” kursumuz sona erdi. Sonuç olarak sizi tematik bir video izlemeye davet ediyoruz ve Mendeleev'in periyodik tablosunun nasıl kullanılacağı sorusunun sizin için daha net hale geldiğini umuyoruz. Yeni bir konuyu tek başına değil, deneyimli bir mentorun yardımıyla çalışmanın her zaman daha etkili olduğunu hatırlatırız. Bu nedenle bilgi ve tecrübesini sizlerle memnuniyetle paylaşacak olan öğrenci servisini asla unutmamalısınız.

Oksijenden sonra silikon yer kabuğunda en çok bulunan elementtir. 2 kararlı izotopu vardır: 28 Si, 29 Si, 30 Si. Silikon doğada serbest halde bulunmaz.

En yaygın olanları: silisik asit tuzları ve silikon oksit (silis, kum, kuvars). Mineral tuzları, mika, talk, asbestin bir parçasıdırlar.

Silisyumun allotropisi.

sen silikon 2 allotropik modifikasyon vardır:

Kristalin (açık gri kristaller. Yapı, silikon atomunun 4 özdeş atoma kovalent olarak bağlandığı ve kendisinin de bulunduğu elmas kristal kafesine benzer. sp3 - hibridizasyon);

Amorf (kahverengi toz, kristalden daha aktif form).

Silikonun özellikleri.

Sıcaklıkta silikon havadaki oksijenle reaksiyona girer:

Si + Ö 2 = SiO 2 .

Yeterli oksijen yoksa (oksijen eksikliği), aşağıdaki reaksiyon meydana gelebilir:

2 Si + Ö 2 = 2 SiO,

Nerede SiO- reaksiyon sırasında da oluşabilen monoksit:

Si + SiO 2 = 2 SiO.

Normal koşullar altında silikon ile reaksiyona girebilir F 2 , ısıtıldığında - ile Cl 2 . Sıcaklığı daha da artırırsanız, o zaman Si ile etkileşime girebilecek N Ve S:

4Si + S8 = 4SiS2;

Si + 2F2 = SiF4.

Silikon karbonla reaksiyona girerek, karborundum:

Si + C = SiC.

Silikon, konsantre nitrik ve hidroflorik asitlerin bir karışımında çözünür:

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

Silikon, alkalilerin sulu çözeltilerinde çözünür:

Si + 2NaOH + H20 = Na2Si03 + H2.

Oksitlerle ısıtıldığında silikon orantısız hale gelir:

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

Silikon, metallerle etkileşime girdiğinde oksitleyici bir madde görevi görür:

2 Mg + Si = Mg 2 Si.

Silikon uygulaması.

Silikon en yaygın olarak alüminyum, bakır ve magnezyuma dayanıklılık kazandıran alaşımların üretiminde ve çelik üretiminde ve yarı iletken teknolojisinde önemli olan ferrosilisitlerin üretiminde kullanılır. Silikon kristalleri güneş pillerinde ve yarı iletken cihazlarda (transistörler ve diyotlar) kullanılır.

Silikon ayrıca yağlar, yağlayıcılar, plastikler ve sentetik kauçuklar şeklinde elde edilen organosilikon bileşiklerinin veya siloksanların üretimi için hammadde görevi görür. İnorganik silikon bileşikleri seramik ve cam teknolojisinde yalıtım malzemesi ve piezokristal olarak kullanılmaktadır.

Doğada en yaygın elementlerden biri silisyum veya silikondur. Bu kadar geniş bir dağılım, bu maddenin önemini ve önemini göstermektedir. Bu, silikonun amaçlarına uygun şekilde nasıl kullanılacağını öğrenen insanlar tarafından hızla anlaşıldı ve öğrenildi. Kullanımı, daha sonra tartışacağımız özel özelliklere dayanmaktadır.

Silikon - kimyasal element

Belirli bir elementi periyodik tablodaki konumuna göre karakterize edersek aşağıdaki önemli noktaları tespit edebiliriz:

1. Seri numarası - 14.
2. Dönem üçüncü küçük dönemdir.
3. Grup - IV.
4. Alt grup ana gruptur.
5. Dış elektron kabuğunun yapısı 3s 2 3p 2 formülüyle ifade edilir.
6. Silisyum elementi, "silisyum" olarak telaffuz edilen kimyasal sembol Si ile temsil edilir.
7. Sergilediği oksidasyon durumları şunlardır: -4; +2; +4.
8. Atomun değerliği IV'tür.
9. Silisyumun atom kütlesi 28.086'dır.
10. Doğada bu elementin kütle numaraları 28, 29 ve 30 olan üç kararlı izotopu vardır.

Dolayısıyla kimyasal açıdan bakıldığında silikon atomu üzerinde oldukça çalışılmış bir elementtir; onun birçok farklı özelliği tanımlanmıştır.

Keşif tarihi

Söz konusu elementin çeşitli bileşikleri çok popüler olduğundan ve doğada bol miktarda bulunduğundan, eski çağlardan beri insanlar bunların çoğunu kullanmış ve özelliklerini bilmişlerdir. Saf silikon uzun süre kimya alanında insan bilgisinin ötesinde kaldı.

Eski kültürlerin halkları (Mısırlılar, Romalılar, Çinliler, Ruslar, Persler ve diğerleri) tarafından günlük yaşamda ve endüstride kullanılan en popüler bileşikler, silikon oksit bazlı değerli ve süs taşlarıydı. Bunlar şunları içerir:

• opal;
• yapay elmas;
• topaz;
• krisopraz;
• oniks;
• kalsedon ve diğerleri.

Ayrıca eski çağlardan beri kuvarsın inşaatlarda kullanılması da gelenekseldir. Bununla birlikte, elementel silikonun kendisi 19. yüzyıla kadar keşfedilmeden kaldı, ancak birçok bilim adamı katalizörler, yüksek sıcaklıklar ve hatta elektrik akımı kullanarak onu çeşitli bileşiklerden izole etmeye boşuna çalıştı. Bunlar o kadar parlak beyinler ki:

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

Jens Jacobs Berzelius, 1823 yılında silikonu saf haliyle elde etmeyi başardı. Bunu yapmak için silikon florür ve potasyum metal buharlarının kaynaştırılması üzerine bir deney yaptı. Sonuç olarak, söz konusu elementin amorf bir modifikasyonunu elde ettim. Aynı bilim adamları, keşfedilen atom için Latince bir isim önerdiler.

Kısa bir süre sonra, 1855'te başka bir bilim adamı - Sainte-Clair-Deville - başka bir allotropik çeşidi - kristalin silikonu sentezlemeyi başardı. O zamandan beri bu element ve özellikleri hakkındaki bilgiler hızla genişlemeye başladı. İnsanlar onun kendi ihtiyaçlarını karşılamak için çok akıllıca kullanılabilecek benzersiz özelliklere sahip olduğunu fark etti. Bu nedenle günümüzde elektronik ve teknolojideki en popüler unsurlardan biri silikondur. Kullanımı her yıl sınırlarını genişletiyor.

Atomun Rusça adı 1831'de bilim adamı Hess tarafından verildi. Bu güne kadar gelen de budur.

Doğadaki bolluk açısından silikon oksijenden sonra ikinci sırada yer almaktadır. Yer kabuğundaki diğer atomlara göre yüzdesi %29,5'tir. Ayrıca karbon ve silikon birbirine bağlanarak zincir oluşturabilen iki özel elementtir. Litosferde, hidrosferde ve biyokütlede bulunan ikincisi için 400'den fazla farklı doğal mineralin bilinmesinin nedeni budur.

Silikon tam olarak nerede bulunur?

1. Derin toprak katmanlarında.
2. Kayalarda, birikintilerde ve masiflerde.
3. Su kütlelerinin, özellikle denizlerin ve okyanusların dibinde.
4. Hayvanlar aleminin bitkilerde ve deniz yaşamında.
5. İnsan vücudunda ve karasal hayvanlarda.

Büyük miktarlarda silikon içeren en yaygın minerallerden ve kayalardan birkaçını tanımlayabiliriz. Kimyaları öyledir ki, içlerindeki saf elementin kütle içeriği %75'e ulaşır. Ancak spesifik rakam malzemenin türüne bağlıdır. Yani silikon içeren kayalar ve mineraller:

• feldispatlar;
• mika;
• amfiboller;
• opallar;
• kalsedon;
• silikatlar;
• kumtaşları;
• alüminosilikatlar;
• kil ve diğerleri.

Deniz hayvanlarının kabuklarında ve dış iskeletlerinde biriken silikon, sonunda su kütlelerinin dibinde güçlü silika birikintileri oluşturur. Bu, bu elementin doğal kaynaklarından biridir.

Ek olarak, silikonun saf doğal formunda - kristaller şeklinde - bulunabileceği bulunmuştur. Ancak bu tür mevduatlar çok nadirdir.

Silisyumun fiziksel özellikleri

Söz konusu elementi bir dizi fizikokimyasal özelliğe göre karakterize edersek, öncelikle fiziksel parametreleri belirlemek gerekir. İşte birkaç ana tanesi:

1. Tüm özelliklerde farklılık gösteren amorf ve kristal olmak üzere iki allotropik modifikasyon formunda mevcuttur.
2. Kristal kafes elmasınkine çok benzer çünkü karbon ve silikon bu bakımdan pratik olarak aynıdır. Ancak atomlar arasındaki mesafe farklıdır (silikon daha büyüktür), dolayısıyla elmas çok daha sert ve güçlüdür. Kafes tipi - kübik yüz merkezli.
3. Bu madde çok kırılgandır ve yüksek sıcaklıklarda plastikleşir.
4. Erime noktası 1415˚C'dir.
5. Kaynama noktası - 3250˚С.
6. Maddenin yoğunluğu 2,33 g/cm3'tür.
7. Bileşiğin rengi karakteristik metalik parlaklığa sahip gümüş grisidir.
8. Bazı ajanların eklenmesiyle değişebilen iyi yarı iletken özelliklere sahiptir.
9. Suda, organik çözücülerde ve asitlerde çözünmez.
10. Özellikle alkalilerde çözünür.

Silikonun belirlenen fiziksel özellikleri, insanların onu manipüle etmesine ve çeşitli ürünler yaratmak için kullanmasına olanak tanır. Örneğin saf silikonun elektronikte kullanımı yarı iletkenlik özelliklerine dayanmaktadır.

Kimyasal özellikler

Silikonun kimyasal özellikleri reaksiyon koşullarına oldukça bağlıdır. Standart parametrelerden bahsedersek çok düşük aktiviteyi belirtmemiz gerekir. Hem kristal hem de amorf silikon çok inerttir. Güçlü oksitleyici maddelerle (flor hariç) veya güçlü indirgeyici maddelerle etkileşime girmezler.

Bunun nedeni, maddenin yüzeyinde anında bir Si02 oksit filminin oluşması ve bu da daha fazla etkileşimi önlemesidir. Su, hava ve buharın etkisi altında oluşturulabilir.

Standart koşulları değiştirirseniz ve silikonu 400˚C'nin üzerindeki bir sıcaklığa ısıtırsanız kimyasal aktivitesi büyük ölçüde artacaktır. Bu durumda şu şekilde tepki verecektir:

• oksijen;
• her türlü halojen;
• hidrojen.

Sıcaklığın daha da artmasıyla bor, nitrojen ve karbon ile etkileşime girerek ürünlerin oluşması mümkündür. Carborundum - SiC - iyi bir aşındırıcı malzeme olduğundan özellikle önemlidir.

Ayrıca metallerle reaksiyonlarda silikonun kimyasal özellikleri açıkça görülmektedir. Onlarla ilgili olarak oksitleyici bir maddedir, bu nedenle ürünlere silisitler denir. Benzer bileşikler aşağıdakiler için bilinmektedir:

• alkalin;
• Alkalin toprak;
• geçiş metalleri.

Demir ve silikonun kaynaştırılmasıyla elde edilen bileşik olağandışı özelliklere sahiptir. Ferrosilikon seramikler olarak adlandırılmakta ve endüstride başarıyla kullanılmaktadır.

Silikon karmaşık maddelerle etkileşime girmez, bu nedenle tüm çeşitleri arasında yalnızca aşağıdakilerde çözünebilir:

• kral suyu (nitrik ve hidroklorik asitlerin bir karışımı);
• kostik alkaliler.

Bu durumda çözeltinin sıcaklığı en az 60˚C olmalıdır. Bütün bunlar bir kez daha maddenin fiziksel temelini doğruluyor - ona güç ve hareketsizlik veren elmas benzeri stabil bir kristal kafes.

Elde etme yöntemleri

Silisyumun saf haliyle elde edilmesi ekonomik açıdan oldukça maliyetli bir işlemdir. Ek olarak, özellikleri nedeniyle herhangi bir yöntem yalnızca% 90-99 oranında saf bir ürün verirken, metal ve karbon formundaki safsızlıklar aynı kalır. Bu nedenle sadece maddeyi elde etmek yeterli değildir. Ayrıca yabancı unsurlardan da iyice temizlenmelidir.

Genel olarak silikon üretimi iki ana yolla gerçekleştirilir:

1. Saf silikon oksit SiO2 olan beyaz kumdan. Aktif metallerle (çoğunlukla magnezyum) kalsine edildiğinde, amorf bir modifikasyon şeklinde serbest bir element oluşur. Bu yöntemin saflığı yüksektir, yüzde 99,9 verimle ürün elde edilir.
2. Endüstriyel ölçekte daha yaygın bir yöntem, erimiş kumun özel termal fırınlarda kok ile sinterlenmesidir. Bu yöntem Rus bilim adamı N. N. Beketov tarafından geliştirildi.

Daha ileri işlemler, ürünlerin saflaştırma yöntemlerine tabi tutulmasını içerir. Bu amaçla asitler veya halojenler (klor, flor) kullanılır.

Amorf silikon

Allotropik modifikasyonlarının her biri ayrı ayrı dikkate alınmazsa silikonun karakterizasyonu eksik kalacaktır. Bunlardan ilki amorftur. Bu durumda, ele aldığımız madde ince bir şekilde dağılmış kahverengimsi kahverengi bir tozdur. Yüksek derecede higroskopisiteye sahiptir ve ısıtıldığında oldukça yüksek kimyasal aktivite sergiler. Standart koşullar altında, yalnızca en güçlü oksitleyici ajan olan flor ile etkileşime girebilir.

Amorf silikonun bir tür kristal silikon olarak adlandırılması tamamen doğru değildir. Kafesi, bu maddenin kristal formunda bulunan, ince bir şekilde dağılmış silikonun yalnızca bir formu olduğunu göstermektedir. Dolayısıyla bu modifikasyonlar tek ve aynı bileşiktir.

Ancak özellikleri farklıdır, bu nedenle allotropi hakkında konuşmak gelenekseldir. Amorf silikonun kendisi yüksek ışık emme kapasitesine sahiptir. Ek olarak, belirli koşullar altında bu gösterge kristal formunkinden birkaç kat daha yüksektir. Bu nedenle teknik amaçlarla kullanılır. Bu formda (toz) bileşik, ister plastik ister cam olsun, herhangi bir yüzeye kolaylıkla uygulanır. Amorf silikonun kullanımının bu kadar uygun olmasının nedeni budur. Farklı boyutlara dayalı uygulama.

Her ne kadar bu tip piller, ince bir madde filminin aşınmasıyla ilişkili olarak oldukça çabuk yıpransa da, kullanımları ve talepleri sadece artıyor. Sonuçta, amorf silikon bazlı güneş pilleri kısa hizmet ömründe bile tüm işletmelere enerji sağlayabilir. Ayrıca böyle bir maddenin üretimi atıksız olduğundan oldukça ekonomiktir.

Bu modifikasyon, bileşiklerin, örneğin sodyum veya magnezyum gibi aktif metallerle indirgenmesiyle elde edilir.

Kristalin silikon

Söz konusu elementin gümüş-gri parlak modifikasyonu. Bu form en yaygın ve en çok talep görendir. Bu, bu maddenin sahip olduğu bir dizi niteliksel özellik ile açıklanmaktadır.

Kristal kafesli silikonun özellikleri, türlerinin sınıflandırılmasını içerir, çünkü bunlardan birkaçı vardır:

1. Elektronik kalite – en saf ve en yüksek kalite. Bu tip elektronikte özellikle hassas cihazlar oluşturmak için kullanılır.
2. Güneşli kalite. İsmin kendisi kullanım alanını belirler. Aynı zamanda, yüksek kaliteli ve uzun ömürlü güneş pilleri oluşturmak için kullanılması gerekli olan oldukça yüksek saflıkta silikondur. Kristal yapı temelinde oluşturulan fotoelektrik dönüştürücüler, çeşitli alt tabaka türleri üzerine püskürtme yoluyla amorf bir modifikasyon kullanılarak oluşturulanlardan daha kaliteli ve aşınmaya dayanıklıdır.
3. Teknik silikon. Bu çeşitlilik, saf elementin yaklaşık %98'ini içeren madde örneklerini içerir. Geri kalan her şey çeşitli türdeki yabancı maddelere gider:

• alüminyum;
• klor;
• karbon;
• fosfor ve diğerleri.

Söz konusu maddenin son türü silikonun polikristallerini elde etmek için kullanılır. Bu amaçla yeniden kristalleştirme işlemleri gerçekleştirilir. Sonuç olarak saflık açısından solar ve elektronik kalite olarak sınıflandırılabilecek ürünler elde edilir.

Polisilikon doğası gereği amorf ve kristal modifikasyonlar arasında bir ara üründür. Bu seçenekle çalışmak daha kolaydır, flor ve klor ile daha iyi işlenir ve temizlenir.

Ortaya çıkan ürünler aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir:

• multisilikon;
• monokristalin;
• profilli kristaller;
• silikon hurdası;
• teknik silikon;
• parça ve madde artıkları şeklinde üretim atığı.

Her biri endüstride uygulama bulur ve tamamen insanlar tarafından kullanılır. Bu nedenle silikona dokunanlar atık sayılmaz. Bu, kaliteyi etkilemeden ekonomik maliyetini önemli ölçüde azaltır.

Saf silikon kullanma

Endüstriyel silikon üretimi oldukça köklü ve ölçeği oldukça büyüktür. Bunun nedeni hem saf hem de çeşitli bileşikler halindeki bu elementin bilim ve teknolojinin çeşitli dallarında yaygın olması ve talep görmesidir.

Saf haliyle kristal ve amorf silikon nerede kullanılır?

1. Metalurjide, metallerin ve alaşımlarının özelliklerini değiştirebilen bir alaşım katkı maddesi olarak. Bu nedenle çelik ve dökme demirin eritilmesinde kullanılır.
2. Daha saf bir versiyon olan polisilikon yapmak için farklı türde maddeler kullanılır.
3. Silikon bileşikleri, günümüzde özellikle popülerlik kazanan tam bir kimya endüstrisidir. Organosilikon malzemeleri tıpta, tabakların, aletlerin imalatında ve çok daha fazlasında kullanılmaktadır.
4. Çeşitli güneş panellerinin imalatı. Bu enerji elde etme yöntemi gelecekte en umut verici yöntemlerden biridir. Çevre dostu, ekonomik açıdan faydalı ve aşınmaya dayanıklı olması bu tür elektrik üretiminin başlıca avantajlarıdır.
5. Silikon çok uzun zamandır çakmak yapımında kullanılıyor. Antik çağlarda bile insanlar ateş yakarken kıvılcım çıkarmak için çakmaktaşı kullanıyorlardı. Bu prensip, çeşitli çakmak türlerinin üretiminin temelini oluşturur. Günümüzde çakmaktaşının belirli bir bileşime sahip bir alaşımla değiştirildiği, daha da hızlı sonuç veren (kıvılcım çıkarma) türleri vardır.
6. Elektronik ve güneş enerjisi.
7. Gaz lazer cihazlarında ayna imalatı.

Dolayısıyla saf silikon, önemli ve gerekli ürünler oluşturmak için kullanılmasına olanak tanıyan birçok avantajlı ve özel özelliğe sahiptir.

Silikon bileşiklerinin uygulanması

Basit maddenin yanı sıra çeşitli silikon bileşikleri de çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Silikat denilen bir endüstri var. Bu şaşırtıcı elementi içeren çeşitli maddelerin kullanımına dayanmaktadır. Bu bileşikler nelerdir ve onlardan neler üretilir?

1. Kuvars veya nehir kumu - SiO 2. Çimento ve cam gibi inşaat ve dekoratif malzemelerin yapımında kullanılır. Bu malzemelerin nerelerde kullanıldığını herkes biliyor. Silikon bileşiklerinin önemini doğrulayan bu bileşenler olmadan hiçbir inşaat tamamlanamaz.
2. Toprak, porselen, tuğla gibi malzemeleri ve bunlara dayalı ürünleri içeren silikat seramikler. Bu bileşenler tıpta, tabakların, dekoratif mücevherlerin, ev eşyalarının imalatında, inşaatta ve insan faaliyetinin diğer günlük alanlarında kullanılmaktadır.
3. - silikonlar, silika jelleri, silikon yağları.
4. Silikat tutkalı - kırtasiye malzemesi olarak, piroteknikte ve inşaatta kullanılır.

Fiyatı dünya pazarında değişen, ancak kilogram başına (kristal başına) 100 Rus rublesi sınırını yukarıdan aşağıya geçmeyen silikon, aranan ve değerli bir maddedir. Doğal olarak bu elementin bileşikleri de yaygın ve uygulanabilirdir.

Silikonun biyolojik rolü

Silikonun vücut açısından önemi açısından önemlidir. İçeriği ve dokulardaki dağılımı şu şekildedir:

• %0,002 - kas;
• %0,000017 - kemik;
• kan - 3,9 mg/l.

Her gün yaklaşık bir gram silikon yutulmalıdır, aksi takdirde hastalıklar gelişmeye başlayacaktır. Hiçbiri ölümcül derecede tehlikeli değildir, ancak uzun süreli silikon açlığı şunlara yol açar:

• saç kaybı;
• sivilce ve sivilcelerin görünümü;
• kemiklerin kırılganlığı ve kırılganlığı;
• kolay kılcal geçirgenlik;
• yorgunluk ve baş ağrısı;
• çok sayıda morluk ve morluğun ortaya çıkması.

Bitkiler için silikon, normal büyüme ve gelişme için gerekli olan önemli bir mikro elementtir. Hayvanlar üzerinde yapılan deneyler, günlük olarak yeterli miktarda silikon tüketen bireylerin daha iyi büyüdüğünü göstermiştir.

Bağımsız bir kimyasal element olarak silikon, insanlık tarafından ancak 1825'te tanındı. Bu elbette silikon bileşiklerinin o kadar çok alanda kullanılmasını engellemedi ki, elementin kullanılmadığı yerleri listelemek daha kolay. Bu makale silikonun ve bileşiklerinin fiziksel, mekanik ve faydalı kimyasal özelliklerine, uygulamalarına ışık tutacak, ayrıca silikonun çelik ve diğer metallerin özelliklerini nasıl etkilediğinden de bahsedeceğiz.

Öncelikle silikonun genel özelliklerine bakalım. Yer kabuğunun kütlesinin %27,6 ila 29,5'i silikondur. Deniz suyunda elementin konsantrasyonu da oldukça yüksektir - 3 mg/l'ye kadar.

Litosferdeki bolluk açısından silikon, oksijenden sonra ikinci sırada yer almaktadır. Bununla birlikte, en ünlü formu silika bir dioksittir ve bu kadar yaygın kullanımın temelini oluşturan da onun özellikleridir.

Bu video size silikonun ne olduğunu anlatacak:

Konsept ve özellikler

Silikon metal değildir ancak farklı koşullar altında hem asidik hem de bazik özellikler sergileyebilir. Tipik bir yarı iletkendir ve elektrik mühendisliğinde oldukça yaygın olarak kullanılır. Fiziksel ve kimyasal özellikleri büyük ölçüde allotropik durumu tarafından belirlenir. Çoğu zaman kristal formla ilgilenirler, çünkü nitelikleri ulusal ekonomide daha fazla talep görmektedir.

• Silikon insan vücudundaki temel makro elementlerden biridir. Eksikliğinin kemik dokusu, saç, cilt ve tırnakların durumu üzerinde zararlı etkisi vardır. Ayrıca silikon bağışıklık sisteminin performansını da etkiler.
• Tıpta element veya daha doğrusu bileşikleri ilk uygulamasını tam da bu kapasitede buldu. Silikonla kaplı kuyulardan çıkan su hem temizdi, hem de bulaşıcı hastalıklara karşı direnci olumlu yönde etkiliyordu. Bugün silikonlu bileşikler tüberküloz, ateroskleroz ve artrite karşı ilaçların temelini oluşturuyor.
• Genel olarak ametal düşük aktifliğe sahiptir ancak onu saf haliyle bulmak zordur. Bunun nedeni, havada bir dioksit tabakası tarafından hızla pasifleştirilmesi ve reaksiyona girmeyi durdurmasıdır. Isıtıldığında kimyasal aktivite artar. Sonuç olarak insanlık, maddenin kendisinden ziyade bileşiklerine çok daha aşinadır.

Böylece silikon hemen hemen tüm metallerle - silisitlerle alaşımlar oluşturur. Hepsi refrakterlik ve sertlik ile karakterize edilir ve uygun alanlarda kullanılır: gaz türbinleri, fırın ısıtıcıları.

Metal olmayan, D.I. Mendeleev'in tablosunda 6. grupta karbon ve germanyumla birlikte yer alıyor, bu da bu maddelerle belirli bir ortaklığa işaret ediyor. Dolayısıyla karbonla ortak noktası, organik tipte bileşikler oluşturabilme yeteneğidir. Aynı zamanda silikon da germanyum gibi sentezde kullanılan bazı kimyasal reaksiyonlarda metal özellikleri sergileyebilmektedir.

Avantajlar ve dezavantajlar

Ulusal ekonomide kullanım açısından diğer herhangi bir madde gibi, silikonun da bazı yararlı veya pek yararlı olmayan nitelikleri vardır. Kullanım alanının tam olarak belirlenmesi açısından önemlidirler.

• Maddenin önemli bir avantajı, kullanılabilirlik. Doğada serbest formda bulunmadığı doğrudur, ancak yine de silikon üretme teknolojisi, enerji tüketmesine rağmen o kadar karmaşık değildir.
• İkinci en önemli avantajı ise birçok bileşiğin oluşumu alışılmadık derecede kullanışlı özelliklere sahip. Bunlara silanlar, silisitler, dioksit ve tabii ki çok çeşitli silikatlar dahildir. Silikonun ve bileşiklerinin karmaşık katı çözeltiler oluşturma yeteneği neredeyse sonsuzdur, bu da çok çeşitli cam, taş ve seramik çeşitlerini sonsuz şekilde elde etmeyi mümkün kılar.
• Yarı iletken özellikleri metal olmayan malzeme, elektrik ve radyo mühendisliğinde temel malzeme olarak kendisine yer sağlar.
• Metal olmayan toksik olmayan Her sektörde kullanılmasına izin veren ve aynı zamanda teknolojik süreci potansiyel olarak tehlikeli bir sürece dönüştürmeyen bir üründür.

Malzemenin dezavantajları yalnızca iyi sertliğe sahip göreceli kırılganlığı içerir. Silikon, yük taşıyan yapılar için kullanılmaz ancak bu kombinasyon, alet yapımı için önemli olan kristallerin yüzeyinin düzgün şekilde işlenmesine olanak tanır.

Şimdi silikonun temel özelliklerinden bahsedelim.

Özellikler ve özellikler

Kristalin silikon endüstride en sık kullanıldığından, özellikleri daha önemlidir ve teknik özelliklerde bunlar verilmiştir. Maddenin fiziksel özellikleri aşağıdaki gibidir:

• erime noktası – 1417 C;
• kaynama noktası – 2600 C;
• yoğunluk 2,33 g/cu'dur. kırılganlığı gösteren cm;
• ısı kapasitesi ve termal iletkenlik en saf numunelerde bile sabit değildir: 800 J/(kg K) veya 0,191 cal/(g derece) ve 84-126 W/(m·K) veya 0,20-0, sırasıyla 30 cal/(cm·sec·derece);
• kızılötesi optiklerde kullanılan uzun dalga kızılötesi radyasyona karşı şeffaf;
• dielektrik sabiti – 1,17;
• Mohs ölçeğinde sertlik – 7.

Bir ametalin elektriksel özellikleri büyük ölçüde yabancı maddelere bağlıdır. Endüstride bu özellik istenen yarı iletken tipinin modüle edilmesiyle kullanılır. Normal sıcaklıklarda silikon kırılgandır ancak 800 C'nin üzerine ısıtıldığında plastik deformasyon mümkündür.

Amorf silikonun özellikleri çarpıcı biçimde farklıdır: oldukça higroskopiktir ve normal sıcaklıklarda bile çok daha aktif reaksiyona girer.

Aşağıdaki videoda silikonun yapısı ve kimyasal bileşimi ile özellikleri tartışılmaktadır:

Kompozisyon ve yapı

Silikon, normal sıcaklıklarda eşit derecede kararlı olan iki allotropik formda bulunur.

• Kristal koyu gri bir toz görünümündedir. Madde, elmas benzeri bir kristal kafese sahip olmasına rağmen, atomlar arasındaki aşırı uzun bağlardan dolayı kırılgandır. İlgi çekici olan yarı iletken özellikleridir.
• Çok yüksek basınçlarda alabilirsiniz altıgen 2,55 g/cu yoğunlukta modifikasyon. cm Ancak bu aşama henüz pratik bir önem kazanmamıştır.
• Amorf– kahverengi-kahverengi toz. Kristal formun aksine çok daha aktif reaksiyona girer. Bunun nedeni, ilk formun eylemsizliğinden değil, maddenin havada bir dioksit tabakasıyla kaplanmış olmasından kaynaklanmaktadır.

Ek olarak, birlikte maddeyi oluşturan silikon kristalinin boyutuna ilişkin başka bir sınıflandırma tipini de dikkate almak gerekir. Bilindiği gibi bir kristal kafes, yalnızca atomların değil, aynı zamanda bu atomların oluşturduğu yapıların da (uzun menzilli düzen olarak adlandırılan) düzenini gerektirir. Ne kadar büyük olursa, madde özellikleri bakımından o kadar homojen olacaktır.

• Monokristal– numune bir kristaldir. Yapısı maksimum düzeyde düzenlidir, özellikleri homojendir ve iyi tahmin edilebilirdir. Bu, elektrik mühendisliğinde en çok talep edilen malzemedir. Ancak aynı zamanda elde edilme sürecinin karmaşık olması ve büyüme oranının düşük olması nedeniyle en pahalı türlerden biridir.
• Çok kristalli– numune bir dizi büyük kristal taneden oluşuyor. Aralarındaki sınırlar, numunenin yarı iletken olarak performansını azaltan ve daha hızlı aşınmaya yol açan ek kusur seviyeleri oluşturur. Çoklu kristal yetiştirme teknolojisi daha basittir ve bu nedenle malzeme daha ucuzdur.
• çok kristalli– Birbirine göre rastgele yerleştirilmiş çok sayıda taneden oluşur. Bu, mikroelektronik ve güneş enerjisinde kullanılan en saf endüstriyel silikon türüdür. Çoğunlukla çoklu ve tek kristallerin yetiştirilmesinde hammadde olarak kullanılır.
• Amorf silikon da bu sınıflandırmada ayrı bir yere sahiptir. Burada atomların sırası yalnızca en kısa mesafelerde korunur. Ancak elektrik mühendisliğinde hala ince filmler halinde kullanılmaktadır.

Metal dışı üretim

Bileşiklerinin inertliği ve çoğunun yüksek erime noktası göz önüne alındığında, saf silikon elde etmek o kadar kolay değildir. Endüstride çoğunlukla dioksitten karbon indirgemeye başvuruyorlar. Reaksiyon 1800 C sıcaklıkta ark ocaklarında gerçekleştirilir. Bu sayede kullanımı için yeterli olmayan %99,9 saflıkta bir metal olmayan madde elde edilir.

Ortaya çıkan malzeme, klorürler ve hidroklorürler üretmek için klorlanır. Daha sonra bileşikler mümkün olan tüm yöntemlerle safsızlıklardan arındırılır ve hidrojen ile indirgenir.

Madde aynı zamanda magnezyum silisit elde edilerek de saflaştırılabilir. Silisit hidroklorik veya asetik asite maruz bırakılır. Silan elde edilir ve ikincisi çeşitli yöntemlerle saflaştırılır - emme, düzeltme vb. Daha sonra silan, 1000 C sıcaklıkta hidrojen ve silikona ayrıştırılır. Bu durumda safsızlık oranı %10-8-10-6 olan bir madde elde edilir.

Maddenin uygulanması

Endüstri için ametalin elektrofiziksel özellikleri büyük ilgi görmektedir. Tek kristal formu dolaylı boşluklu bir yarı iletkendir. Özellikleri, belirtilen özelliklere sahip silikon kristallerinin elde edilmesini mümkün kılan safsızlıklar tarafından belirlenir. Böylece bor ve indiyumun eklenmesi delik iletkenliğine sahip bir kristalin büyütülmesini mümkün kılar ve fosfor veya arseniğin eklenmesi elektronik iletkenliğe sahip bir kristalin büyütülmesini mümkün kılar.

• Silikon tam anlamıyla modern elektrik mühendisliğinin temeli olarak hizmet ediyor. Transistörler, fotoseller, entegre devreler, diyotlar vb. ondan yapılır. Üstelik cihazın işlevselliği neredeyse her zaman yalnızca kristalin yüzeye yakın katmanı tarafından belirlenir ve bu, yüzey işlemine yönelik çok özel gereksinimleri belirler.
• Metalurjide, teknik silikon hem alaşım değiştirici olarak kullanılır - daha fazla güç verir, hem de dökme demir üretiminde bir bileşen olarak - örneğin ve bir deoksidasyon maddesi olarak - kullanılır.
• Ultra saf ve saflaştırılmış metalurjik malzemeler güneş enerjisinin temelini oluşturur.
• Metalik olmayan dioksit doğada birçok farklı formda bulunur. Kristal çeşitleri - opal, akik, akik, ametist, kaya kristali - takılarda yerini buldu. Görünüş olarak pek çekici olmayan modifikasyonlar (çakmaktaşı, kuvars) metalurjide, inşaatta ve radyo elektronikte kullanılır.
• Metalurjide, alet yapımında ve kimya endüstrisinde metal olmayan karbonlu karbür bileşiği kullanılır. Mohs ölçeğine göre 7 yüksek sertlik ve aşındırıcı malzeme olarak kullanılmasına olanak tanıyan mukavemet ile karakterize edilen geniş bantlı bir yarı iletkendir.
• Silikatlar - yani silisik asit tuzları. Kararsız, sıcaklığın etkisi altında kolayca ayrışır. Dikkat çeken özellikleri çok sayıda ve çeşitli tuzlar oluşturmalarıdır. Ancak ikincisi cam, seramik, toprak, kristal vb. üretiminin temelini oluşturur. Modern inşaatın çeşitli silikatlara dayandığını rahatlıkla söyleyebiliriz.
• Cam buradaki en ilginç durumu temsil ediyor. Temeli alüminosilikatlardır, ancak diğer maddelerin (genellikle oksitler) önemsiz karışımları, malzemeye renk dahil birçok farklı özellik kazandırır. -, çanak çömlek, porselen aslında aynı formüle sahiptir, ancak farklı bileşen oranlarına sahiptir ve çeşitliliği de şaşırtıcıdır.
• Metal olmayanın bir yeteneği daha var: Uzun bir silikon atomu zinciri biçiminde karbon bileşikleri gibi bileşikler oluşturur. Bu tür bileşiklere organosilikon bileşikleri denir. Uygulamalarının kapsamı daha az iyi bilinmemektedir - bunlar silikonlar, sızdırmazlık malzemeleri, yağlayıcılar vb.

Silikon çok yaygın bir elementtir ve ulusal ekonominin birçok alanında alışılmadık derecede büyük öneme sahiptir. Üstelik sadece maddenin kendisi değil, çeşitli ve çok sayıda bileşiği de aktif olarak kullanılmaktadır.

Bu video size silikonun özellikleri ve kullanım alanları hakkında bilgi verecektir:

Kimyasal elementlerin tüm isimleri Latince'den gelmektedir. Bu, her şeyden önce farklı ülkelerdeki bilim adamlarının birbirlerini anlayabilmesi için gereklidir.

Elementlerin kimyasal sembolleri

Elementler genellikle kimyasal işaretlerle (sembollerle) gösterilir. İsveçli kimyager Berzelius'un (1813) önerisine göre, kimyasal elementler, belirli bir elementin Latince adının baş harfi veya baş harfi ve sonraki harflerinden biriyle belirtilir; İlk harf her zaman büyük, ikinci harf ise küçüktür. Örneğin, hidrojen (Hidrojenyum) H harfiyle, oksijen (Oksijenyum) O harfiyle, kükürt (Kükürt) S harfiyle gösterilir; cıva (Hydrargyrum) - Hg harfleri, alüminyum (Alüminyum) - Al, demir (Ferrum) - Fe, vb.

Pirinç. 1. Latince ve Rusça adları olan kimyasal elementlerin tablosu.

Kimyasal elementlerin Rusça isimleri genellikle değiştirilmiş sonlara sahip Latince isimlerdir. Ancak telaffuzu Latince kaynaktan farklı olan birçok unsur da var. Bunlar ya yerli Rusça kelimelerdir (örneğin demir) ya da çeviri olan kelimelerdir (örneğin oksijen).

Kimyasal isimlendirme

Kimyasal isimlendirme, kimyasal maddeler için doğru addır. Latince nomenclatura kelimesi “isim listesi” olarak tercüme edilir

Kimyanın gelişiminin ilk aşamalarında maddelere rastgele, rastgele isimler (önemsiz isimler) verildi. Oldukça uçucu sıvılara alkol adı verildi; bunlar arasında "hidroklorik alkol" - sulu bir hidroklorik asit çözeltisi, "silitry alkol" - nitrik asit, "amonyum alkol" - sulu bir amonyak çözeltisi vardı. Yağlı sıvılara ve katılara yağlar, örneğin konsantre sülfürik asit "vitiol yağı" ve arsenik klorüre "arsenik yağı" adı verildi.

Bazen maddelere keşfedicilerinin adı verilmiştir; örneğin, 17. yüzyılda Alman kimyager I. R. Glauber tarafından keşfedilen "Glauber tuzu" Na 2 SO 4 * 10H 2 O.

Pirinç. 2. I. R. Glauber'ın portresi.

Eski isimler maddelerin tadını, rengini, kokusunu, görünümünü ve tıbbi etkisini belirtebilir. Bazen bir maddenin birden fazla adı olabiliyordu.

18. yüzyılın sonuna gelindiğinde kimyagerler 150-200'den fazla bileşiği bilmiyorlardı.

Kimyadaki ilk bilimsel isimler sistemi, 1787 yılında A. Lavoisier başkanlığındaki kimyagerlerden oluşan bir komisyon tarafından geliştirildi. Lavoisier'in kimyasal isimlendirmesi, ulusal kimyasal isimlendirmelerin oluşturulmasına temel oluşturdu. Farklı ülkelerden kimyagerlerin birbirlerini anlayabilmesi için isimlendirmenin aynı olması gerekir. Şu anda, kimyasal formüllerin ve inorganik maddelerin adlarının yapımı, Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC) komisyonu tarafından oluşturulan bir isimlendirme kuralları sistemine tabidir. Her madde, bileşiğin sistematik adının oluşturulduğu bir formülle temsil edilir.

Pirinç. 3. A. Lavoisier.

Ne öğrendik?

Tüm kimyasal elementlerin Latin kökleri vardır. Kimyasal elementlerin Latince isimleri genel olarak kabul edilmektedir. İzleme veya çeviri kullanılarak Rusçaya aktarılırlar. ancak bakır veya demir gibi bazı kelimelerin orijinal Rusça anlamı vardır. Atomlardan ve moleküllerden oluşan tüm kimyasal maddeler kimyasal isimlendirmeye tabidir. Bilimsel isimler sistemi ilk olarak A. Lavoisier tarafından geliştirildi.

Konuyla ilgili deneme

Raporun değerlendirilmesi

Ortalama puanı: 4.2. Alınan toplam puan: 768.