சிலிக்கானின் உலோக பண்புகள். வைட்டமின்கள் மற்றும் தாதுக்களுடன் உடலில் தொடர்பு. சிலிக்கான். சிலிக்கானின் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகள்

சிலிக்கான்

சிலிக்கான்-நான்; மீ.[கிரேக்க மொழியில் இருந்து krēmnos - cliff, rock] இரசாயன உறுப்பு (Si), உலோகப் பளபளப்புடன் கூடிய அடர் சாம்பல் படிகங்கள் பெரும்பாலான பாறைகளில் காணப்படுகின்றன.

◁ சிலிக்கான், ஓ, ஓ. கே உப்புகள்.சிலிசியஸ் (பார்க்க 2.கே.; 1 மதிப்பெண்).

சிலிக்கான்

(lat. சிலிசியம்), குழு IV இன் வேதியியல் உறுப்பு கால அட்டவணை. உலோக பளபளப்புடன் அடர் சாம்பல் படிகங்கள்; அடர்த்தி 2.33 g/cm 3, டி pl 1415ºC. இரசாயன தாக்கங்களுக்கு எதிர்ப்பு. இது பூமியின் மேலோட்டத்தின் வெகுஜனத்தில் 27.6% ஆகும் (உறுப்புகளில் 2 வது இடம்), முக்கிய தாதுக்கள் சிலிக்கா மற்றும் சிலிக்கேட்டுகள். மிக முக்கியமான குறைக்கடத்தி பொருட்களில் ஒன்று (டிரான்சிஸ்டர்கள், தெர்மிஸ்டர்கள், போட்டோசெல்கள்). கூறுபல இரும்புகள் மற்றும் பிற உலோகக்கலவைகள் (இயந்திர வலிமை மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பை அதிகரிக்கிறது, வார்ப்பு பண்புகளை மேம்படுத்துகிறது).

சிலிக்கான்

சிலிக்கான் (லேட். சிலிசியம் சைலெக்ஸ் - பிளின்ட்), Si ("சிலிசியம்" என்று படிக்கவும், ஆனால் இப்போதெல்லாம் பெரும்பாலும் "si" ஆகவும்), அணு எண் 14 கொண்ட வேதியியல் உறுப்பு, அணு நிறை 28.0855. ரஷ்ய பெயர் கிரேக்க கிரெம்னோஸிலிருந்து வந்தது - குன்றின், மலை.
இயற்கையான சிலிக்கான் மூன்று நிலையான நியூக்லைடுகளின் கலவையைக் கொண்டுள்ளது (செ.மீ.நியூக்லைடு)நிறை எண்கள் 28 உடன் (கலவையில் நிலவுகிறது, இது நிறை 92.27%), 29 (4.68%) மற்றும் 30 (3.05%) ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. நடுநிலையான உற்சாகமற்ற சிலிக்கான் அணுவின் வெளிப்புற மின்னணு அடுக்கின் கட்டமைப்பு 3 கள் 2 ஆர் 2 . சேர்மங்களில் இது வழக்கமாக +4 (வேலன்ஸ் IV) மற்றும் மிகவும் அரிதாக +3, +2 மற்றும் +1 (முறையே வேலன்சி III, II மற்றும் I) ஆக்சிஜனேற்ற நிலையை வெளிப்படுத்துகிறது. மெண்டலீவின் கால அட்டவணையில், சிலிக்கான் குழு IVA இல் (கார்பன் குழுவில்), மூன்றாவது காலகட்டத்தில் அமைந்துள்ளது.
நடுநிலை சிலிக்கான் அணுவின் ஆரம் 0.133 nm ஆகும்.
சிலிக்கான் அணுவின் தொடர் அயனியாக்கம் ஆற்றல்கள் 8.1517, 16.342, 33.46 மற்றும் 45.13 eV ஆகும், மேலும் எலக்ட்ரான் தொடர்பு 1.22 eV ஆகும். ஒருங்கிணைப்பு எண் 4 உடன் Si 4+ அயனியின் ஆரம் (சிலிக்கானின் விஷயத்தில் மிகவும் பொதுவானது) 0.040 nm, ஒருங்கிணைப்பு எண் 6 - 0.054 nm ஆகும். பாலிங் அளவுகோலின் படி, சிலிக்கானின் எலக்ட்ரோநெக்டிவிட்டி 1.9 ஆகும். சிலிக்கான் பொதுவாக உலோகம் அல்லாததாக வகைப்படுத்தப்பட்டாலும், பல பண்புகளில் அது உலோகங்கள் மற்றும் உலோகங்கள் அல்லாதவற்றுக்கு இடையில் ஒரு இடைநிலை நிலையை ஆக்கிரமித்துள்ளது.
இலவச வடிவத்தில் - பழுப்பு தூள் அல்லது ஒரு உலோக ஷீன் கொண்ட வெளிர் சாம்பல் கச்சிதமான பொருள்.
கண்டுபிடிப்பு வரலாறு (செ.மீ.சிலிக்கான் கலவைகள் பழங்காலத்திலிருந்தே மனிதனுக்குத் தெரியும். ஆனால் மனிதன் 200 ஆண்டுகளுக்கு முன்புதான் சிலிக்கான் என்ற எளிய பொருளுடன் பழகினான். உண்மையில், சிலிக்கானைப் பெற்ற முதல் ஆராய்ச்சியாளர்கள் பிரெஞ்சு ஜே.எல். கே-லுசாக்கே லுசாக் ஜோசப் லூயிஸ்) (செ.மீ.மற்றும் எல். ஜே. டெனார்ட்டெனார் லூயிஸ் ஜாக்)
. பொட்டாசியம் உலோகத்துடன் சிலிக்கான் ஃவுளூரைடைச் சூடாக்குவதால் பழுப்பு-பழுப்பு நிறப் பொருள் உருவாகிறது என்பதை 1811 இல் கண்டுபிடித்தனர். SiF 4 + 4K = Si + 4KF, ஆனால் ஆராய்ச்சியாளர்களேசரியான முடிவு (செ.மீ.ஒரு புதிய எளிய பொருளைப் பெறுவதற்கு அவர்கள் எதையும் செய்யவில்லை. ஒரு புதிய தனிமத்தைக் கண்டுபிடித்த பெருமை ஸ்வீடிஷ் வேதியியலாளர் ஜே. பெர்சிலியஸுக்கு சொந்தமானதுபெர்செலியஸ் ஜென்ஸ் ஜேக்கப்) (செ.மீ., பொட்டாசியம் உலோகத்துடன் K 2 SiF 6 கலவையை சூடாக்கி சிலிக்கானை உருவாக்கினார். அவர் பிரெஞ்சு வேதியியலாளர்களின் அதே உருவமற்ற தூளைப் பெற்றார், மேலும் 1824 இல் ஒரு புதிய தனிமப் பொருளை அறிவித்தார், அதை அவர் "சிலிக்கான்" என்று அழைத்தார். படிக சிலிக்கான் 1854 இல் பிரெஞ்சு வேதியியலாளர் A. E. செயின்ட்-கிளேர் டெவில்லே என்பவரால் பெறப்பட்டது. .
செயின்ட்-கிளேர் டெவில் ஹென்றி எட்டியென்)
இயற்கையில் இருப்பது (செ.மீ.பூமியின் மேலோட்டத்தில் மிகுதியாக, சிலிக்கான் அனைத்து உறுப்புகளிலும் (ஆக்ஸிஜனுக்குப் பிறகு) இரண்டாவது இடத்தில் உள்ளது. சிலிக்கான் பூமியின் மேலோட்டத்தின் நிறை 27.7% ஆகும். சிலிக்கான் பல நூறு வெவ்வேறு இயற்கை சிலிக்கேட்டுகளின் ஒரு அங்கமாகும்சிலிக்கேட்ஸ்) (செ.மீ.மற்றும் அலுமினோசிலிகேட்டுகள்அலுமினியம் சிலிகேட்ஸ்) (செ.மீ.. சிலிக்கா, அல்லது சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு, பரவலாக உள்ளதுசிலிக்கான் டை ஆக்சைடு) (செ.மீ. SiO 2 (ஆற்று மணல்மணல்) (செ.மீ., குவார்ட்ஸ்குவார்ட்ஸ்) (செ.மீ., பிளின்ட் FLINT)
முதலியன), பூமியின் மேலோட்டத்தில் சுமார் 12% (நிறைவால்) உள்ளது. சிலிக்கான் இயற்கையில் இலவச வடிவத்தில் ஏற்படாது.
ரசீது தொழில்துறையில், வில் உலைகளில் சுமார் 1800 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் SiO 2 உருகுவதை கோக்குடன் குறைப்பதன் மூலம் சிலிக்கான் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. இந்த வழியில் பெறப்பட்ட சிலிக்கானின் தூய்மை சுமார் 99.9% ஆகும். இருந்துஅதிக தூய்மையின் சிலிக்கான் தேவைப்படுகிறது, இதன் விளைவாக சிலிக்கான் குளோரினேட் செய்யப்படுகிறது. SiCl 4 மற்றும் SiCl 3 H கலவையின் கலவைகள் அசுத்தங்களிலிருந்து பல்வேறு வழிகளில் மேலும் சுத்திகரிக்கப்படுகின்றன மற்றும் இறுதி கட்டத்தில் அவை தூய ஹைட்ரஜனுடன் குறைக்கப்படுகின்றன. முதலில் மெக்னீசியம் சிலிசைட் Mg 2 Si ஐப் பெறுவதன் மூலம் சிலிக்கானை சுத்திகரிக்க முடியும். அடுத்து, ஹைட்ரோகுளோரிக் அல்லது அசிட்டிக் அமிலங்களைப் பயன்படுத்தி மெக்னீசியம் சிலிசைடில் இருந்து ஆவியாகும் மோனோசிலேன் SiH 4 பெறப்படுகிறது. மோனோசிலேன் திருத்தம், உறிஞ்சுதல் மற்றும் பிற முறைகள் மூலம் மேலும் சுத்திகரிக்கப்படுகிறது, பின்னர் சுமார் 1000 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் சிலிக்கான் மற்றும் ஹைட்ரஜனாக சிதைகிறது. இந்த முறைகளால் பெறப்பட்ட சிலிக்கானில் உள்ள தூய்மையற்ற உள்ளடக்கம் எடையால் 10 -8 -10 -6% ஆக குறைக்கப்படுகிறது.
இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகள்
சிலிக்கான் முகத்தை மையமாகக் கொண்ட கனசதுர வைர வகையின் படிக லட்டு, அளவுரு a = 0.54307 nm (இல் உயர் அழுத்தங்கள்சிலிக்கானின் பிற பாலிமார்பிக் மாற்றங்களும் பெறப்பட்டுள்ளன), ஆனால் நீளத்துடன் ஒப்பிடும்போது Si-Si அணுக்களுக்கு இடையிலான நீண்ட பிணைப்பு நீளம் காரணமாக எஸ்-எஸ் இணைப்புகள்சிலிக்கானின் கடினத்தன்மை வைரத்தை விட கணிசமாக குறைவாக உள்ளது.
சிலிக்கான் அடர்த்தி 2.33 கிலோ/டிஎம்3. உருகுநிலை 1410°C, கொதிநிலை 2355°C. சிலிக்கான் உடையக்கூடியது, 800 ° C க்கு மேல் சூடாக்கினால் மட்டுமே அது ஒரு பிளாஸ்டிக் பொருளாக மாறும். சுவாரஸ்யமாக, சிலிக்கான் அகச்சிவப்பு (ஐஆர்) கதிர்வீச்சுக்கு வெளிப்படையானது.
தனிம சிலிக்கான் ஒரு பொதுவான குறைக்கடத்தி (செ.மீ.செமிகண்டக்டர்கள்). அறை வெப்பநிலையில் பேண்ட் இடைவெளி 1.09 eV ஆகும். அறை வெப்பநிலையில் உள்ளார்ந்த கடத்துத்திறன் கொண்ட சிலிக்கானில் தற்போதைய கேரியர்களின் செறிவு 1.5·10 16 மீ -3 ஆகும். படிக சிலிக்கானின் மின் பண்புகள் அதில் உள்ள நுண்ணிய அசுத்தங்களால் பெரிதும் பாதிக்கப்படுகின்றன. துளை கடத்துத்திறன் கொண்ட சிலிக்கான் ஒற்றை படிகங்களைப் பெற, குழு III கூறுகளின் சேர்க்கைகள் - போரான் - சிலிக்கானில் அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன. (செ.மீ. BOR (இரசாயன உறுப்பு)), அலுமினியம் (செ.மீ.அலுமினியம்), காலியம் (செ.மீ.காலியம்)மற்றும் இந்தியா (செ.மீ.இந்தியா), மின்னணு கடத்துத்திறன் கொண்ட - சேர்க்கைகள் கூறுகள் விகுழு - பாஸ்பரஸ் (செ.மீ.பாஸ்பரஸ்), ஆர்சனிக் (செ.மீ.ஆர்செனிக்)அல்லது ஆண்டிமனி (செ.மீ.ஆண்டிமனி). சிலிக்கானின் மின் பண்புகள் ஒற்றை படிகங்களின் செயலாக்க நிலைமைகளை மாற்றுவதன் மூலம் மாறுபடும், குறிப்பாக சிலிக்கான் மேற்பரப்பை பல்வேறு இரசாயன முகவர்களுடன் சிகிச்சையளிப்பதன் மூலம்.
வேதியியல் ரீதியாக, சிலிக்கான் செயலற்றது. அறை வெப்பநிலையில் அது புளோரின் வாயுவுடன் மட்டுமே வினைபுரிகிறது, இதன் விளைவாக ஆவியாகும் சிலிக்கான் டெட்ராபுளோரைடு SiF 4 உருவாகிறது. 400-500 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலைக்கு சூடாக்கப்படும் போது, ​​சிலிக்கான் ஆக்ஸிஜனுடன் வினைபுரிந்து SiO 2 டை ஆக்சைடை உருவாக்குகிறது, மேலும் குளோரின், புரோமின் மற்றும் அயோடின் ஆகியவற்றுடன் தொடர்புடைய அதிக ஆவியாகும் டெட்ராஹலைடுகளை உருவாக்குகிறது SiHal 4 .
ஹைட்ரஜனுடன் சிலிக்கான் நேரடியாக வினைபுரிவதில்லை; (செ.மீ.சிலான்ஸ்)பொது வாய்ப்பாடு Si n H 2n+2 உடன் - மறைமுகமாக பெறப்பட்டது. உலோக சிலிசைடுகள் அமிலக் கரைசல்களுடன் வினைபுரியும் போது Monosilane SiH 4 (பெரும்பாலும் வெறுமனே சிலேன் என்று அழைக்கப்படுகிறது) வெளியிடப்படுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக:
Ca 2 Si + 4HCl = 2CaCl 2 + SiH 4
இந்த எதிர்வினையில் உருவாகும் சிலேன் SiH 4 மற்ற சிலேன்களின் கலவையைக் கொண்டுள்ளது, குறிப்பாக, டிசிலேன் Si 2 H 6 மற்றும் trisilane Si 3 H 8, இதில் ஒற்றைப் பிணைப்புகளால் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட சிலிக்கான் அணுக்களின் சங்கிலி உள்ளது (-Si-Si-Si -) .
நைட்ரஜனுடன், சுமார் 1000 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் சிலிக்கான் நைட்ரைடு Si 3 N 4 ஐ உருவாக்குகிறது, போரானுடன் - வெப்ப மற்றும் வேதியியல் ரீதியாக நிலையான போரைடுகள் SiB 3, SiB 6 மற்றும் SiB 12. கால அட்டவணையின்படி சிலிக்கானின் கலவை மற்றும் அதன் நெருங்கிய அனலாக் - கார்பன் - சிலிக்கான் கார்பைடு SiC (கார்போரண்டம் (செ.மீ.கார்போரண்டம்)) அதிக கடினத்தன்மை மற்றும் குறைந்த இரசாயன வினைத்திறன் ஆகியவற்றால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. கார்போரண்டம் ஒரு சிராய்ப்புப் பொருளாக பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
சிலிக்கானை உலோகங்களுடன் சூடாக்கும்போது, ​​சிலிசைடுகள் உருவாகின்றன (செ.மீ.சிலிசிட்ஸ்). சிலிசைடுகளை இரண்டு குழுக்களாகப் பிரிக்கலாம்: அயனி-கோவலன்ட் (காரத்தின் சிலிசைடுகள், கார பூமி உலோகங்கள் மற்றும் மெக்னீசியம் போன்ற Ca 2 Si, Mg 2 Si போன்றவை) மற்றும் உலோகம் போன்ற (மாற்ற உலோகங்களின் சிலிசைடுகள்). செயலில் உள்ள உலோகங்களின் சிலிசைடுகள் அமிலங்களின் செல்வாக்கின் கீழ் சிதைகின்றன; உலோகம் போன்ற சிலிசைடுகள் அதிக உருகும் புள்ளிகளைக் கொண்டுள்ளன (2000°C வரை). MSi, M 3 Si 2, M 2 Si 3, M 5 Si 3 மற்றும் MSi 2 ஆகிய கலவைகள் பொதுவாக உருவாக்கப்பட்ட உலோகம் போன்ற சிலிசைடுகளாகும். உலோகம் போன்ற சிலிசைடுகள் வேதியியல் ரீதியாக செயலற்றவை மற்றும் அதிக வெப்பநிலையில் கூட ஆக்ஸிஜனை எதிர்க்கும்.
சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு SiO 2 - அமில ஆக்சைடு, தண்ணீருடன் வினைபுரிவதில்லை. பல பாலிமார்ப் வடிவில் உள்ளது (குவார்ட்ஸ் (செ.மீ., குவார்ட்ஸ், ட்ரைடைமைட், கிறிஸ்டோபலைட், கண்ணாடி SiO 2). இந்த மாற்றங்களில், குவார்ட்ஸ் மிகப்பெரிய நடைமுறை முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது. குவார்ட்ஸ் பைசோ எலக்ட்ரிக் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது (செ.மீ.பைசோ எலக்ட்ரிக் பொருட்கள்), இது புற ஊதா (UV) கதிர்வீச்சுக்கு வெளிப்படையானது. மிகவும் வகைப்படுத்தப்படும் குறைந்த குணகம்வெப்ப விரிவாக்கம், எனவே குவார்ட்ஸிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் உணவுகள் வெப்பநிலை 1000 டிகிரி வரை மாறும்போது விரிசல் ஏற்படாது.
குவார்ட்ஸ் அமிலங்களை வேதியியல் ரீதியாக எதிர்க்கும், ஆனால் ஹைட்ரோஃப்ளூரிக் அமிலத்துடன் வினைபுரிகிறது:
SiO 2 + 6HF =H 2 + 2H 2 O
மற்றும் ஹைட்ரஜன் புளோரைடு வாயு HF:
SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O
இந்த இரண்டு எதிர்வினைகளும் கண்ணாடி செதுக்குவதற்கு பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
SiO 2 காரங்கள் மற்றும் அடிப்படை ஆக்சைடுகளுடன், அதே போல் செயலில் உள்ள உலோகங்களின் கார்பனேட்டுகளுடன் இணைந்தால், சிலிக்கேட்டுகள் உருவாகின்றன. (செ.மீ.பூமியின் மேலோட்டத்தில் மிகுதியாக, சிலிக்கான் அனைத்து உறுப்புகளிலும் (ஆக்ஸிஜனுக்குப் பிறகு) இரண்டாவது இடத்தில் உள்ளது. சிலிக்கான் பூமியின் மேலோட்டத்தின் நிறை 27.7% ஆகும். சிலிக்கான் பல நூறு வெவ்வேறு இயற்கை சிலிக்கேட்டுகளின் ஒரு அங்கமாகும்- நிலையான கலவை இல்லாத மிகவும் பலவீனமான நீரில் கரையாத சிலிசிக் அமிலங்களின் உப்புகள் (செ.மீ.சிலிக்கிக் அமிலங்கள்)பொதுவான சூத்திரம் xH 2 O ySiO 2 (இலக்கியத்தில் அவர்கள் சிலிசிக் அமிலங்களைப் பற்றி அல்ல, ஆனால் சிலிசிக் அமிலத்தைப் பற்றி மிகவும் துல்லியமாக எழுதுகிறார்கள், உண்மையில் அவர்கள் அதையே பேசுகிறார்கள்). உதாரணமாக, சோடியம் ஆர்த்தோசிலிகேட் பெறலாம்:
SiO 2 + 4NaOH = (2Na 2 O) SiO 2 + 2H 2 O,
கால்சியம் மெட்டாசிலிகேட்:
SiO 2 + CaO = CaO SiO 2
அல்லது கால்சியம் மற்றும் சோடியம் சிலிக்கேட் கலந்தது:
Na 2 CO 3 + CaCO 3 + 6SiO 2 = Na 2 O CaO 6SiO 2 + 2CO 2
ஜன்னல் கண்ணாடி Na 2 O·CaO·6SiO 2 சிலிக்கேட்டிலிருந்து தயாரிக்கப்படுகிறது.
பெரும்பாலான சிலிக்கேட்டுகள் நிலையான கலவையைக் கொண்டிருக்கவில்லை என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். அனைத்து சிலிகேட்டுகளிலும், சோடியம் மற்றும் பொட்டாசியம் சிலிக்கேட்டுகள் மட்டுமே தண்ணீரில் கரையக்கூடியவை. தண்ணீரில் இந்த சிலிகேட்டுகளின் கரைசல்கள் கரையக்கூடிய கண்ணாடி என்று அழைக்கப்படுகின்றன. நீராற்பகுப்பு காரணமாக, இந்த தீர்வுகள் அதிக கார சூழலால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. ஹைட்ரோலைஸ் செய்யப்பட்ட சிலிக்கேட்டுகள் உண்மை அல்ல, ஆனால் கூழ் தீர்வுகளின் உருவாக்கத்தால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. சோடியம் அல்லது பொட்டாசியம் சிலிக்கேட்டுகளின் கரைசல்கள் அமிலமாக்கப்படும்போது, ​​நீரேற்றப்பட்ட சிலிக்கிக் அமிலங்களின் ஜெலட்டினஸ் வெள்ளை படிவு படிகிறது.
திடமான சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு மற்றும் அனைத்து சிலிக்கேட்டுகளின் முக்கிய கட்டமைப்பு உறுப்பு குழுவாகும், இதில் சிலிக்கான் அணு Si ஆனது நான்கு ஆக்சிஜன் அணுக்கள் O ஒரு டெட்ராஹெட்ரானால் சூழப்பட்டுள்ளது. இந்த விஷயத்தில், ஒவ்வொரு ஆக்ஸிஜன் அணுவும் இரண்டு சிலிக்கான் அணுக்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. துண்டுகள் வெவ்வேறு வழிகளில் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்படலாம். சிலிக்கேட்டுகளில், அவற்றின் துண்டுகளில் உள்ள இணைப்புகளின் தன்மைக்கு ஏற்ப, அவை தீவு, சங்கிலி, ரிப்பன், அடுக்கு, சட்டகம் மற்றும் பிறவற்றாக பிரிக்கப்படுகின்றன.
அதிக வெப்பநிலையில் SiO 2 சிலிக்கானால் குறைக்கப்படும் போது, ​​SiO கலவையின் சிலிக்கான் மோனாக்சைடு உருவாகிறது.
சிலிக்கான் ஆர்கனோசிலிகான் சேர்மங்களின் உருவாக்கத்தால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது (செ.மீ.ஆர்கனோசிலோன் கலவைகள்), இதில் சிலிக்கான் அணுக்கள் ஆக்சிஜன் அணுக்கள் -O-ஐ பிரிட்ஜிங் செய்வதால் நீண்ட சங்கிலிகளில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, மேலும் ஒவ்வொரு சிலிக்கான் அணுவிற்கும், இரண்டு O அணுக்களைத் தவிர, மேலும் இரண்டு ஆர்கானிக் ரேடிக்கல்கள் R 1 மற்றும் R 2 = CH 3, C 2 H 5, C 6 இணைக்கப்பட்டுள்ளது H 5, CH 2 CH 2 CF 3, போன்றவை.
விண்ணப்பம்
சிலிக்கான் ஒரு குறைக்கடத்தி பொருளாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. குவார்ட்ஸ் ஒரு பைசோ எலக்ட்ரிக் ஆகவும், வெப்ப-எதிர்ப்பு இரசாயன (குவார்ட்ஸ்) சமையல் பாத்திரங்கள் மற்றும் UV விளக்குகளை தயாரிப்பதற்கான ஒரு பொருளாகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. சிலிக்கேட்டுகள் கட்டுமானப் பொருட்களாக பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஜன்னல் கண்ணாடிகள் உருவமற்ற சிலிக்கேட்டுகள். ஆர்கனோசிலிகான் பொருட்கள் அதிக உடைகள் எதிர்ப்பால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன மற்றும் சிலிகான் எண்ணெய்கள், பசைகள், ரப்பர்கள் மற்றும் வார்னிஷ்கள் என நடைமுறையில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
உயிரியல் பங்கு
சில உயிரினங்களுக்கு, சிலிக்கான் ஒரு முக்கியமான உயிரியக்க உறுப்பு ஆகும் (செ.மீ.உயிரியல் கூறுகள்). இது தாவரங்களில் துணை கட்டமைப்புகள் மற்றும் விலங்குகளில் எலும்பு அமைப்புகளின் ஒரு பகுதியாகும். சிலிக்கான் கடல் உயிரினங்களால் அதிக அளவில் குவிந்துள்ளது - டயட்டம்கள். (செ.மீ.டயட்டம் ஆல்கா), ரேடியோலேரியன்கள் (செ.மீ.ரேடியோலேரியா), கடற்பாசிகள் (செ.மீ.கடற்பாசி) . தசை திசுமனிதனில் (1-2) 10 -2% சிலிக்கான் உள்ளது, எலும்பு திசு- 17·10 -4%, இரத்தம் - 3.9 மி.கி./லி. ஒவ்வொரு நாளும் 1 கிராம் சிலிக்கான் உணவுடன் மனித உடலில் நுழைகிறது.
சிலிக்கான் கலவைகள் விஷம் அல்ல. ஆனால் சிலிகேட் மற்றும் சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு ஆகிய இரண்டின் மிகவும் சிதறிய துகள்களை உள்ளிழுப்பது மிகவும் ஆபத்தானது. அவர்கள், மற்றும் விளைவாக படிகங்கள் நுரையீரல் திசு அழித்து ஒரு தீவிர நோய் ஏற்படுத்தும் - சிலிக்கோசிஸ் (செ.மீ.சிலிக்கோசிஸ்). இந்த ஆபத்தான தூசி உங்கள் நுரையீரலுக்குள் நுழைவதைத் தடுக்க, உங்கள் சுவாச அமைப்பைப் பாதுகாக்க ஒரு சுவாசக் கருவியைப் பயன்படுத்த வேண்டும்.

கலைக்களஞ்சிய அகராதி. 2009 .

ஒத்த சொற்கள்:

பிற அகராதிகளில் "சிலிக்கான்" என்றால் என்ன என்பதைக் காண்க:

- (சின்னம் Si), கால அட்டவணையின் குழு IV இன் பரவலான சாம்பல் வேதியியல் உறுப்பு, உலோகம் அல்ல. இது முதன்முதலில் 1824 இல் Jens BERZELIUS ஆல் தனிமைப்படுத்தப்பட்டது. சிலிக்கான் சிலிக்கான் (சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு) போன்ற சேர்மங்களில் மட்டுமே காணப்படுகிறது. அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப கலைக்களஞ்சிய அகராதி

சிலிக்கான்- மின்சார வில் உலைகளைப் பயன்படுத்தி சிலிக்காவின் கார்போதெர்மல் குறைப்பதன் மூலம் கிட்டத்தட்ட பிரத்தியேகமாக உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. இது வெப்பம் மற்றும் மின்சாரத்தின் மோசமான கடத்தி, கண்ணாடியை விட கடினமானது, பொதுவாக ஒரு தூள் வடிவில் அல்லது பெரும்பாலும் வடிவமற்ற துண்டுகள்... ... அதிகாரப்பூர்வ சொல்

சிலிக்கான்- வேதியியல். உறுப்பு, உலோகம் அல்லாத, சின்னம் Si (lat. சிலிசியம்), at. n 14, மணிக்கு. மீ 28.08; உருவமற்ற மற்றும் படிக சிலிக்கான் (இது வைரத்தின் அதே வகை படிகங்களிலிருந்து கட்டப்பட்டது) அறியப்படுகிறது. உருவமற்ற K. பழுப்பு நிற தூள் கனசதுர அமைப்புடன் அதிக அளவில் சிதறி... ... பெரிய பாலிடெக்னிக் என்சைக்ளோபீடியா

- (சிலிசியம்), Si, கால அட்டவணையின் குழு IV இன் வேதியியல் உறுப்பு, அணு எண் 14, அணு நிறை 28.0855; உலோகம் அல்லாத, உருகுநிலை 1415°C. சிலிக்கான் ஆக்சிஜனுக்கு அடுத்தபடியாக பூமியில் மிகுதியாக உள்ள இரண்டாவது உறுப்பு ஆகும், பூமியின் மேலோட்டத்தில் அதன் உள்ளடக்கம் எடையில் 27.6% ஆகும்.… ... நவீன கலைக்களஞ்சியம்

Si (lat. சிலிசியம் * a. silicium, silicon; n. Silizium; f. silicium; i. siliseo), இரசாயனம். குழு IV காலகட்டத்தின் உறுப்பு. மெண்டலீவ் அமைப்பு, மணிக்கு. n 14, மணிக்கு. மீ 28,086. இயற்கையில் 3 நிலையான ஐசோடோப்புகள் உள்ளன: 28Si (92.27), 29Si (4.68%), 30Si (3 ... புவியியல் கலைக்களஞ்சியம்

உறுப்பு பண்புகள்

14 Si 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2

ஐசோடோப்புகள்: 28 Si (92.27%); 29 Si (4.68%); 30 Si (3.05%)

பூமியின் மேலோட்டத்தில் ஆக்சிஜனுக்கு அடுத்தபடியாக மிகுதியாகக் காணப்படும் இரண்டாவது தனிமம் சிலிக்கான் ஆகும் (27.6% நிறை). இது இயற்கையில் ஒரு இலவச நிலையில் காணப்படவில்லை, இது முக்கியமாக SiO 2 அல்லது சிலிகேட் வடிவத்தில் காணப்படுகிறது.

Si கலவைகள் நச்சுத்தன்மை வாய்ந்தவை; உள்ளிழுத்தல் சிறிய துகள்கள் SiO 2 மற்றும் பிற சிலிக்கான் கலவைகள் (உதாரணமாக, கல்நார்) ஒரு ஆபத்தான நோயை ஏற்படுத்துகின்றன - சிலிக்கோசிஸ்

தரை நிலையில், சிலிக்கான் அணு வேலன்ஸ் = II, மற்றும் உற்சாக நிலையில் = IV.

Si இன் மிகவும் நிலையான ஆக்சிஜனேற்ற நிலை +4 ஆகும். உலோகங்கள் (சிலிசைடுகள்) கொண்ட கலவைகளில் எஸ்.ஓ. -4.

சிலிக்கான் பெறுவதற்கான முறைகள்

மிகவும் பொதுவான இயற்கை சிலிக்கான் கலவை சிலிக்கா (சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு) SiO 2 ஆகும். சிலிக்கான் உற்பத்திக்கான முக்கிய மூலப்பொருள் இது.

1) 1800 "C: SiO 2 + 2C = Si + 2CO இல் ஆர்க் உலைகளில் கார்பனுடன் SiO 2 ஐக் குறைத்தல்

2) ஒரு தொழில்நுட்ப தயாரிப்பிலிருந்து உயர்-தூய்மை Si திட்டத்தின் படி பெறப்படுகிறது:

a) Si → SiCl 2 → Si

b) Si → Mg 2 Si → SiH 4 → Si

சிலிக்கானின் இயற்பியல் பண்புகள். சிலிக்கானின் அலோட்ரோபிக் மாற்றங்கள்

1) படிக சிலிக்கான் - ஒரு உலோக ஷீன் கொண்ட வெள்ளி-சாம்பல் பொருள், ஒரு வைர வகை படிக லட்டு; எம்.பி. 1415"C, கொதிநிலை 3249"C, அடர்த்தி 2.33 g/cm3; ஒரு குறைக்கடத்தி ஆகும்.

2) உருவமற்ற சிலிக்கான் - பழுப்பு தூள்.

சிலிக்கானின் வேதியியல் பண்புகள்

பெரும்பாலான எதிர்வினைகளில், Si ஒரு குறைக்கும் முகவராக செயல்படுகிறது:

குறைந்த வெப்பநிலையில், சிலிக்கான் வெப்பமடையும் போது, ​​அதன் வினைத்திறன் கூர்மையாக அதிகரிக்கிறது.

1. 400°C க்கும் அதிகமான வெப்பநிலையில் ஆக்ஸிஜனுடன் வினைபுரிகிறது:

Si + O 2 = SiO 2 சிலிக்கான் ஆக்சைடு

2. அறை வெப்பநிலையில் ஏற்கனவே ஃவுளூரைனுடன் வினைபுரிகிறது:

Si + 2F 2 = SiF 4 சிலிக்கான் டெட்ராபுளோரைடு

3. மற்ற ஹாலஜன்களுடன் எதிர்வினைகள் வெப்பநிலை = 300 - 500 ° C இல் நிகழ்கின்றன

Si + 2Hal 2 = SiHal 4

4. 600°C இல் கந்தக நீராவியுடன் அது ஒரு டைசல்பைடை உருவாக்குகிறது:

5. நைட்ரஜனுடன் எதிர்வினை 1000°Cக்கு மேல் நிகழ்கிறது:

3Si + 2N 2 = Si 3 N 4 சிலிக்கான் நைட்ரைடு

6. வெப்பநிலையில் = 1150°C கார்பனுடன் வினைபுரிகிறது:

SiO 2 + 3C = SiC + 2CO

கார்போரண்டம் கடினத்தன்மையில் வைரத்திற்கு அருகில் உள்ளது.

7. சிலிக்கான் ஹைட்ரஜனுடன் நேரடியாக வினைபுரிவதில்லை.

8. சிலிக்கான் அமிலங்களுக்கு எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டது. நைட்ரிக் மற்றும் ஹைட்ரோஃப்ளூரிக் (ஹைட்ரோஃப்ளூரிக்) அமிலங்களின் கலவையுடன் மட்டுமே தொடர்பு கொள்கிறது:

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

9. காரக் கரைசல்களுடன் வினைபுரிந்து சிலிகேட்டுகளை உருவாக்கி ஹைட்ரஜனை வெளியிடுகிறது:

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

10. சிலிக்கானின் குறைக்கும் பண்புகள் உலோகங்களை அவற்றின் ஆக்சைடுகளிலிருந்து தனிமைப்படுத்தப் பயன்படுகின்றன:

2MgO = Si = 2Mg + SiO 2

உலோகங்களுடனான எதிர்வினைகளில், Si ஒரு ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர்:

சிலிக்கான் s-உலோகங்கள் மற்றும் பெரும்பாலான d-உலோகங்களுடன் சிலிசைடுகளை உருவாக்குகிறது.

கொடுக்கப்பட்ட உலோகத்தின் சிலிசைடுகளின் கலவை மாறுபடலாம். (உதாரணமாக, FeSi மற்றும் FeSi 2 ; Ni 2 Si மற்றும் NiSi 2

2Mg + Si = Mg 2 Si

சிலேன் (மோனோசிலேன்) SiH 4

சிலேன்கள் (ஹைட்ரஜன் சிலிக்காஸ்) Si n H 2n + 2, (cf. அல்கேன்ஸ்), இங்கு n = 1-8. சிலேன்கள் அல்கேன்களின் ஒப்புமைகளாகும்; அவை -Si-Si- சங்கிலிகளின் உறுதியற்ற தன்மையில் வேறுபடுகின்றன.

மோனோசிலேன் SiH 4 ஒரு விரும்பத்தகாத வாசனையுடன் நிறமற்ற வாயு ஆகும்; எத்தனால், பெட்ரோலில் கரையக்கூடியது.

பெறுவதற்கான முறைகள்:

1. ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்துடன் மெக்னீசியம் சிலிசைட்டின் சிதைவு: Mg 2 Si + 4HCI = 2MgCI 2 + SiH 4

2. லித்தியம் அலுமினியம் ஹைட்ரைடுடன் Si ஹைலைடுகளின் குறைப்பு: SiCl 4 + LiAlH 4 = SiH 4 + LiCl + AlCl 3

இரசாயன பண்புகள்.

சிலேன் ஒரு வலுவான குறைக்கும் முகவர்.

1.SiH 4 மிகக் குறைந்த வெப்பநிலையிலும் ஆக்ஸிஜனால் ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுகிறது:

SiH 4 + 2O 2 = SiO 2 + 2H 2 O

2. SiH 4 எளிதில் நீராற்பகுப்பு செய்யப்படுகிறது, குறிப்பாக கார சூழலில்:

SiH 4 + 2H 2 O = SiO 2 + 4H 2

SiH 4 + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 4H 2

சிலிக்கான் (IV) ஆக்சைடு (சிலிக்கா) SiO 2

சிலிக்கா பல்வேறு வடிவங்களில் உள்ளது: படிக, உருவமற்ற மற்றும் கண்ணாடி. மிகவும் பொதுவான படிக வடிவம் குவார்ட்ஸ் ஆகும். குவார்ட்ஸ் பாறைகள் அழிக்கப்படும் போது, ​​குவார்ட்ஸ் மணல் உருவாகிறது. குவார்ட்ஸ் ஒற்றை படிகங்கள் வெளிப்படையானவை, நிறமற்றவை (பாறை படிகம்) அல்லது அசுத்தங்கள் கொண்ட வண்ணம் பல்வேறு நிறங்கள்(அமேதிஸ்ட், அகேட், ஜாஸ்பர், முதலியன).

உருவமற்ற SiO 2 ஓபல் கனிம வடிவத்தில் காணப்படுகிறது: சிலிக்கா ஜெல் செயற்கையாக உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது, இது SiO 2 இன் கூழ் துகள்களைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் ஒரு நல்ல உறிஞ்சியாகும். கண்ணாடி SiO 2 குவார்ட்ஸ் கண்ணாடி என்று அழைக்கப்படுகிறது.

இயற்பியல் பண்புகள்

SiO 2 தண்ணீரில் மிகவும் சிறிதளவு கரைகிறது, மேலும் கரிம கரைப்பான்களில் நடைமுறையில் கரையாதது. சிலிக்கா ஒரு மின்கடத்தா.

இரசாயன பண்புகள்

1. SiO 2 ஒரு அமில ஆக்சைடு, எனவே உருவமற்ற சிலிக்கா காரங்களின் நீர்வாழ் கரைசல்களில் மெதுவாக கரைகிறது:

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

2. SiO 2 வெப்பமடையும் போது அடிப்படை ஆக்சைடுகளுடன் தொடர்பு கொள்கிறது:

SiO 2 + K 2 O = K 2 SiO 3;

SiO 2 + CaO = CaSiO 3

3. ஆவியாகாத ஆக்சைடாக இருப்பதால், SiO 2 கார்பன் டை ஆக்சைடை Na 2 CO 3 இலிருந்து இடமாற்றம் செய்கிறது (இணைவின் போது):

SiO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SiO 3 + CO 2

4. சிலிக்கா ஹைட்ரோபுளோரிக் அமிலத்துடன் வினைபுரிந்து, ஹைட்ரோபுளோரோசிலிசிக் அமிலம் H 2 SiF 6 ஐ உருவாக்குகிறது:

SiO 2 + 6HF = H 2 SiF 6 + 2H 2 O

5. 250 - 400°C இல், SiO 2 வாயு HF மற்றும் F 2 உடன் வினைபுரிந்து டெட்ராபுளோரோசிலேனை (சிலிக்கான் டெட்ராபுளோரைடு) உருவாக்குகிறது:

SiO 2 + 4HF (எரிவாயு.) = SiF 4 + 2H 2 O

SiO 2 + 2F 2 = SiF 4 + O 2

சிலிசிக் அமிலங்கள்

அறியப்பட்டவை:

ஆர்த்தோசிலிசிக் அமிலம் H 4 SiO 4 ;

மெட்டாசிலிகான் (சிலிசிக்) அமிலம் H 2 SiO 3 ;

டி- மற்றும் பாலிசிலிசிக் அமிலங்கள்.

அனைத்து சிலிசிக் அமிலங்களும் தண்ணீரில் சிறிது கரையக்கூடியவை மற்றும் எளிதில் கூழ் கரைசல்களை உருவாக்குகின்றன.

ரசீது முறைகள்

1. கார உலோக சிலிக்கேட்டுகளின் கரைசல்களிலிருந்து அமிலங்களுடன் கூடிய மழைப்பொழிவு:

Na 2 SiO 3 + 2HCl = H 2 SiO 3 ↓ + 2NaCl

2. குளோரோசிலேன்களின் நீராற்பகுப்பு: SiCl 4 + 4H 2 O = H 4 SiO 4 + 4HCl

இரசாயன பண்புகள்

சிலிசிக் அமிலங்கள் மிகவும் அதிகம் பலவீனமான அமிலங்கள்(கார்போனிக் அமிலத்தை விட பலவீனமானது).

சூடாக்கும்போது, ​​அவை நீரழிந்து சிலிக்காவை இறுதிப் பொருளாக உருவாக்குகின்றன.

H 4 SiO 4 → H 2 SiO 3 → SiO 2

சிலிக்கேட்டுகள் - சிலிக்கிக் அமிலங்களின் உப்புகள்

சிலிசிக் அமிலங்கள் மிகவும் பலவீனமாக இருப்பதால், அக்வஸ் கரைசல்களில் அவற்றின் உப்புகள் மிகவும் ஹைட்ரோலைஸ் செய்யப்படுகின்றன:

Na 2 SiO 3 + H 2 O = NaHSiO 3 + NaOH

SiO 3 2- + H 2 O = HSiO 3 - + OH - (கார நடுத்தர)

அதே காரணத்திற்காக, கார்பன் டை ஆக்சைடு சிலிக்கேட் கரைசல்கள் வழியாக அனுப்பப்படும் போது, ​​சிலிசிக் அமிலம் அவற்றிலிருந்து இடம்பெயர்கிறது:

K 2 SiO 3 + CO 2 + H 2 O = H 2 SiO 3 ↓ + K 2 CO 3

SiO 3 + CO 2 + H 2 O = H 2 SiO 3 ↓ + CO 3

இந்த எதிர்வினை சிலிக்கேட் அயனிகளுக்கு ஒரு தரமான எதிர்வினையாக கருதப்படுகிறது.

சிலிக்கேட்டுகளில், Na 2 SiO 3 மற்றும் K 2 SiO 3 மட்டுமே மிகவும் கரையக்கூடியவை, அவை கரையக்கூடிய கண்ணாடி என்று அழைக்கப்படுகின்றன, மேலும் அவற்றின் அக்வஸ் கரைசல்கள் திரவ கண்ணாடி என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

கண்ணாடி

சாதாரண ஜன்னல் கண்ணாடி Na 2 O CaO 6 SiO 2 கலவையைக் கொண்டுள்ளது, அதாவது இது சோடியம் மற்றும் கால்சியம் சிலிகேட்டுகளின் கலவையாகும். இது Na 2 CO 3 சோடா, CaCO 3 சுண்ணாம்பு மற்றும் SiO 2 மணலை இணைப்பதன் மூலம் பெறப்படுகிறது;

Na 2 CO 3 + CaCO 3 + 6SiO 2 = Na 2 O CaO 6SiO 2 + 2СO 2

சிமெண்ட்

தூள் பைண்டர் பொருள், இது, தண்ணீருடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​ஒரு பிளாஸ்டிக் வெகுஜனத்தை உருவாக்குகிறது, அது காலப்போக்கில் திடமான, கல் போன்ற உடலாக மாறும்; முக்கிய கட்டிட பொருள்.

மிகவும் பொதுவான போர்ட்லேண்ட் சிமெண்டின் இரசாயன கலவை (% எடையில்) 20 - 23% SiO 2; 62 - 76% CaO; 4 - 7% அல் 2 ஓ 3; 2-5% Fe 2 O 3; 1-5% MgO.

இயற்கையில் மிகவும் பொதுவான கூறுகளில் ஒன்று சிலிசியம் அல்லது சிலிக்கான் ஆகும். இத்தகைய பரந்த விநியோகம் இந்த பொருளின் முக்கியத்துவத்தையும் முக்கியத்துவத்தையும் குறிக்கிறது. சிலிக்கானை தங்கள் நோக்கங்களுக்காக எவ்வாறு சரியாகப் பயன்படுத்துவது என்பதைக் கற்றுக்கொண்டவர்களால் இது விரைவாகப் புரிந்து கொள்ளப்பட்டது மற்றும் கற்றுக் கொள்ளப்பட்டது. அதன் பயன்பாடு சிறப்பு பண்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது, அதை நாம் மேலும் விவாதிப்போம்.

சிலிக்கான் - இரசாயன உறுப்பு

குறிப்பிட்ட உறுப்பை கால அட்டவணையில் உள்ள நிலையின் அடிப்படையில் வகைப்படுத்தினால், பின்வரும் முக்கியமான புள்ளிகளை நாம் அடையாளம் காணலாம்:

1. வரிசை எண் - 14.
2. காலம் மூன்றாவது சிறியது.
3. குழு - IV.
4. துணைக்குழு முதன்மையானது.
5. வெளிப்புற எலக்ட்ரான் ஷெல்லின் அமைப்பு 3s 2 3p 2 சூத்திரத்தால் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது.
6. சிலிக்கான் உறுப்பு "சிலிசியம்" என உச்சரிக்கப்படும் Si என்ற வேதியியல் குறியீட்டால் குறிக்கப்படுகிறது.
7. ஆக்சிஜனேற்றம் அது வெளிப்படுத்துகிறது: -4; +2; +4.
8. அணுவின் வேலன்சி IV ஆகும்.
9. சிலிக்கானின் அணு நிறை 28.086.
10. இயற்கையில், நிறை எண்கள் 28, 29 மற்றும் 30 கொண்ட இந்த தனிமத்தின் மூன்று நிலையான ஐசோடோப்புகள் உள்ளன.

எனவே, ஒரு வேதியியல் புள்ளியில் இருந்து, சிலிக்கான் அணு மிகவும் ஆய்வு செய்யப்பட்ட உறுப்பு ஆகும், அதன் பல்வேறு பண்புகள் விவரிக்கப்பட்டுள்ளன.

கண்டுபிடிப்பு வரலாறு

கேள்விக்குரிய தனிமத்தின் பல்வேறு சேர்மங்கள் மிகவும் பிரபலமானவை மற்றும் இயற்கையில் ஏராளமாக இருப்பதால், பழங்காலத்திலிருந்தே மக்கள் அவற்றில் பலவற்றின் பண்புகளைப் பயன்படுத்தி அறிந்திருக்கிறார்கள். தூய சிலிக்கான் நீண்ட காலமாக வேதியியலில் மனித அறிவுக்கு அப்பாற்பட்டது.

பண்டைய கலாச்சாரங்களின் (எகிப்தியர்கள், ரோமானியர்கள், சீனர்கள், ரஷ்யர்கள், பெர்சியர்கள் மற்றும் பலர்) அன்றாட வாழ்க்கையிலும் தொழில்துறையிலும் பயன்படுத்தப்படும் மிகவும் பிரபலமான கலவைகள் சிலிக்கான் ஆக்சைடை அடிப்படையாகக் கொண்ட விலைமதிப்பற்ற மற்றும் அலங்கார கற்கள். இவற்றில் அடங்கும்:

• ஓப்பல்;
• ரைன்ஸ்டோன்;
• புஷ்பராகம்;
• கிரிஸோபிரேஸ்;
• ஓனிக்ஸ்;
• சால்செடோனி மற்றும் பலர்.

பழங்காலத்திலிருந்தே கட்டுமானத்தில் குவார்ட்ஸைப் பயன்படுத்துவதும் வழக்கம். இருப்பினும், அடிப்படை சிலிக்கான் 19 ஆம் நூற்றாண்டு வரை கண்டுபிடிக்கப்படாமல் இருந்தது, இருப்பினும் பல விஞ்ஞானிகள் வினையூக்கிகள், அதிக வெப்பநிலை மற்றும் மின்சாரம் ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி பல்வேறு சேர்மங்களிலிருந்து தனிமைப்படுத்த வீணாக முயன்றனர். இவை போன்ற பிரகாசமான மனங்கள்:

• கார்ல் ஷீலே;
• கே-லுசாக்;
• தேனார்;
• ஹம்ப்ரி டேவி;
• அன்டோயின் லாவோசியர்.

சிலிக்கானை வெற்றிகரமாகப் பெற்றுள்ளது தூய வடிவம்ஜென்ஸ் ஜேக்கப்ஸ் பெர்சிலியஸ் 1823 இல் வெற்றி பெற்றார். இதைச் செய்ய, அவர் சிலிக்கான் ஃவுளூரைடு மற்றும் பொட்டாசியம் உலோகத்தின் நீராவிகளை இணைப்பதில் ஒரு பரிசோதனையை நடத்தினார். இதன் விளைவாக, கேள்விக்குரிய தனிமத்தின் உருவமற்ற மாற்றத்தைப் பெற்றேன். அதே விஞ்ஞானிகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட அணுவிற்கு லத்தீன் பெயரை முன்மொழிந்தனர்.

சிறிது நேரம் கழித்து, 1855 ஆம் ஆண்டில், மற்றொரு விஞ்ஞானி - செயின்ட்-கிளேர்-டெவில் - மற்றொரு அலோட்ரோபிக் வகையை - படிக சிலிக்கான் - ஒருங்கிணைக்க முடிந்தது. அப்போதிருந்து, இந்த உறுப்பு மற்றும் அதன் பண்புகள் பற்றிய அறிவு மிக விரைவாக விரிவடையத் தொடங்கியது. மக்கள் தங்கள் சொந்த தேவைகளை பூர்த்தி செய்ய மிகவும் புத்திசாலித்தனமாக பயன்படுத்தக்கூடிய தனித்துவமான அம்சங்களைக் கொண்டிருப்பதை உணர்ந்தனர். எனவே, இன்று மின்னணு மற்றும் தொழில்நுட்பத்தில் மிகவும் பிரபலமான கூறுகளில் ஒன்று சிலிக்கான் ஆகும். அதன் பயன்பாடு ஒவ்வொரு ஆண்டும் அதன் எல்லைகளை விரிவுபடுத்துகிறது.

அணுவிற்கு ரஷ்யப் பெயர் 1831 இல் விஞ்ஞானி ஹெஸ்ஸால் வழங்கப்பட்டது. இதுவே இன்றுவரை நிலைத்து நிற்கிறது.

இயற்கையின் மிகுதியைப் பொறுத்தவரை, சிலிக்கான் ஆக்ஸிஜனுக்குப் பிறகு இரண்டாவது இடத்தில் உள்ளது. அவரது சதவீதம்பூமியின் மேலோட்டத்தில் உள்ள மற்ற அணுக்களுடன் ஒப்பிடுகையில் - 29.5%. கூடுதலாக, கார்பன் மற்றும் சிலிக்கான் இரண்டு சிறப்பு கூறுகள் ஆகும், அவை ஒருவருக்கொருவர் பிணைப்பதன் மூலம் சங்கிலிகளை உருவாக்க முடியும். அதனால்தான் 400 க்கும் மேற்பட்ட வெவ்வேறு இயற்கை தாதுக்கள் பிந்தையவற்றிற்கு அறியப்படுகின்றன, இதில் இது லித்தோஸ்பியர், ஹைட்ரோஸ்பியர் மற்றும் உயிரியில் காணப்படுகிறது.

சிலிக்கான் சரியாக எங்கே கிடைக்கிறது?

1. மண்ணின் ஆழமான அடுக்குகளில்.
2. பாறைகள், வைப்புக்கள் மற்றும் மாசிஃப்களில்.
3. நீர்நிலைகளின் அடிப்பகுதியில், குறிப்பாக கடல்கள் மற்றும் பெருங்கடல்கள்.
4. விலங்கு இராச்சியத்தின் தாவரங்கள் மற்றும் கடல் வாழ்வில்.
5. மனித உடலிலும் நில விலங்குகளிலும்.

அதிக அளவு சிலிக்கான் கொண்டிருக்கும் பொதுவான கனிமங்கள் மற்றும் பாறைகள் பலவற்றை நாம் அடையாளம் காணலாம். அவற்றின் வேதியியல், அவற்றில் உள்ள தூய தனிமத்தின் நிறை உள்ளடக்கம் 75% அடையும். இருப்பினும், குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கை பொருள் வகையைப் பொறுத்தது. எனவே, சிலிக்கான் கொண்ட பாறைகள் மற்றும் தாதுக்கள்:

• ஃபெல்ட்ஸ்பார்ஸ்;
• மைக்கா;
• ஆம்பிபோல்கள்;
• ஓபல்ஸ்;
• சால்செடோனி;
• சிலிக்கேட்டுகள்;
• மணற்கற்கள்;
• அலுமினோசிலிகேட்ஸ்;
• களிமண் மற்றும் பிற.

கடல் விலங்குகளின் குண்டுகள் மற்றும் வெளிப்புற எலும்புக்கூடுகளில் குவிந்து, சிலிக்கான் இறுதியில் நீர்நிலைகளின் அடிப்பகுதியில் சக்திவாய்ந்த சிலிக்கா படிவுகளை உருவாக்குகிறது. இந்த தனிமத்தின் இயற்கை ஆதாரங்களில் இதுவும் ஒன்றாகும்.

கூடுதலாக, சிலிக்கான் அதன் தூய சொந்த வடிவத்தில் - படிகங்களின் வடிவத்தில் இருக்கலாம் என்று கண்டறியப்பட்டது. ஆனால் அத்தகைய வைப்பு மிகவும் அரிதானது.

சிலிக்கானின் இயற்பியல் பண்புகள்

இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளின் தொகுப்பின்படி பரிசீலனையில் உள்ள உறுப்பை நாம் வகைப்படுத்தினால், முதலில் இயற்பியல் அளவுருக்களைக் குறிப்பிடுவது அவசியம். இங்கே சில முக்கியமானவை:

1. இது இரண்டு அலோட்ரோபிக் மாற்றங்களின் வடிவத்தில் உள்ளது - உருவமற்ற மற்றும் படிக, இது அனைத்து பண்புகளிலும் வேறுபடுகிறது.
2. படிக லட்டு வைரத்திற்கு மிகவும் ஒத்திருக்கிறது, ஏனெனில் கார்பன் மற்றும் சிலிக்கான் இந்த விஷயத்தில் நடைமுறையில் ஒரே மாதிரியானவை. இருப்பினும், அணுக்களுக்கு இடையிலான தூரம் வேறுபட்டது (சிலிக்கான் பெரியது), எனவே வைரமானது மிகவும் கடினமானது மற்றும் வலிமையானது. லட்டு வகை - கன முகத்தை மையமாகக் கொண்டது.
3. பொருள் மிகவும் உடையக்கூடியது மற்றும் அதிக வெப்பநிலையில் பிளாஸ்டிக் ஆகிறது.
4. உருகுநிலை 1415˚C ஆகும்.
5. கொதிநிலை - 3250˚С.
6. பொருளின் அடர்த்தி 2.33 g/cm3 ஆகும்.
7. கலவையின் நிறம் வெள்ளி-சாம்பல், ஒரு சிறப்பியல்பு உலோக காந்தி கொண்டது.
8. இது நல்ல குறைக்கடத்தி பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, இது சில முகவர்களின் கூடுதலாக மாறுபடும்.
9. நீர், கரிம கரைப்பான்கள் மற்றும் அமிலங்களில் கரையாதது.
10. குறிப்பாக காரங்களில் கரையக்கூடியது.

சிலிக்கானின் அடையாளம் காணப்பட்ட இயற்பியல் பண்புகள் மக்கள் அதைக் கையாளவும் பல்வேறு தயாரிப்புகளை உருவாக்கவும் பயன்படுத்த அனுமதிக்கின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, எலக்ட்ரானிக்ஸில் தூய சிலிக்கானின் பயன்பாடு குறைக்கடத்தியின் பண்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது.

இரசாயன பண்புகள்

சிலிக்கானின் வேதியியல் பண்புகள் எதிர்வினை நிலைமைகளைப் பொறுத்தது. நிலையான அளவுருக்களைப் பற்றி நாம் பேசினால், மிகக் குறைந்த செயல்பாட்டைக் குறிக்க வேண்டும். படிக மற்றும் உருவமற்ற சிலிக்கான் இரண்டும் மிகவும் செயலற்றவை. அவை வலுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர்களுடன் (ஃவுளூரின் தவிர) அல்லது வலுவான குறைக்கும் முகவர்களுடன் தொடர்பு கொள்ளாது.

பொருளின் மேற்பரப்பில் SiO 2 இன் ஆக்சைடு படம் உடனடியாக உருவாகிறது என்பதே இதற்குக் காரணம், இது மேலும் தொடர்புகளைத் தடுக்கிறது. இது நீர், காற்று மற்றும் நீராவியின் செல்வாக்கின் கீழ் உருவாகலாம்.

நீங்கள் நிலையான நிலைமைகளை மாற்றி சிலிக்கானை 400˚C க்கு மேல் வெப்பநிலைக்கு மாற்றினால், அதன் இரசாயன செயல்பாடு பெரிதும் அதிகரிக்கும். இந்த வழக்கில், அது எதிர்வினையாற்றுகிறது:

• ஆக்ஸிஜன்;
• அனைத்து வகையான ஆலசன்கள்;
• ஹைட்ரஜன்.

வெப்பநிலையில் மேலும் அதிகரிப்புடன், போரான், நைட்ரஜன் மற்றும் கார்பனுடன் தொடர்புகொள்வதன் மூலம் தயாரிப்புகளின் உருவாக்கம் சாத்தியமாகும். சிறப்பு முக்கியத்துவம்கார்போரண்டம் - SiC உள்ளது, ஏனெனில் இது ஒரு நல்ல சிராய்ப்பு பொருள்.

மேலும், சிலிக்கானின் வேதியியல் பண்புகள் உலோகங்களுடனான எதிர்வினைகளில் தெளிவாகத் தெரியும். அவற்றைப் பொறுத்தவரை, இது ஒரு ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர், எனவே தயாரிப்புகள் சிலிசைடுகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இதே போன்ற கலவைகள் அறியப்படுகின்றன:

• அல்கலைன்;
• கார பூமி;
• மாற்றம் உலோகங்கள்.

இரும்பு மற்றும் சிலிக்கானை இணைப்பதன் மூலம் பெறப்பட்ட கலவை அசாதாரண பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. இது ஃபெரோசிலிகான் மட்பாண்டங்கள் என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் தொழில்துறையில் வெற்றிகரமாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.

கோ சிக்கலான பொருட்கள்சிலிக்கான் தொடர்பு கொள்ளாது, எனவே, அவற்றின் அனைத்து வகைகளிலும், இது மட்டுமே கரைக்க முடியும்:

• அக்வா ரெஜியா (நைட்ரிக் மற்றும் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலங்களின் கலவை);
• காஸ்டிக் காரங்கள்.

இந்த வழக்கில், கரைசலின் வெப்பநிலை குறைந்தது 60˚C ஆக இருக்க வேண்டும். இவை அனைத்தும் பொருளின் இயற்பியல் அடிப்படையை மீண்டும் உறுதிப்படுத்துகிறது - வைரம் போன்ற நிலையானது படிக லட்டு, வலிமை மற்றும் செயலற்ற தன்மையைக் கொடுக்கும்.

பெறுவதற்கான முறைகள்

சிலிக்கானை அதன் தூய வடிவத்தில் பெறுவது பொருளாதார ரீதியாக மிகவும் விலையுயர்ந்த செயல்முறையாகும். கூடுதலாக, அதன் பண்புகள் காரணமாக, எந்தவொரு முறையும் 90-99% தூய்மையான தயாரிப்பை மட்டுமே தருகிறது, அதே நேரத்தில் உலோகங்கள் மற்றும் கார்பன் வடிவில் உள்ள அசுத்தங்கள் அனைத்தும் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். எனவே, பொருளைப் பெறுவது மட்டும் போதாது. இது வெளிநாட்டு கூறுகளிலிருந்தும் முழுமையாக சுத்தம் செய்யப்பட வேண்டும்.

பொதுவாக, சிலிக்கான் உற்பத்தி இரண்டு முக்கிய வழிகளில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது:

1. வெள்ளை மணலில் இருந்து, இது தூய சிலிக்கான் ஆக்சைடு SiO 2 ஆகும். செயலில் உள்ள உலோகங்களுடன் (பெரும்பாலும் மெக்னீசியம்) கணக்கிடப்படும்போது, ​​ஒரு உருவமற்ற மாற்றத்தின் வடிவத்தில் ஒரு இலவச உறுப்பு உருவாகிறது. இந்த முறையின் தூய்மை அதிகமாக உள்ளது, தயாரிப்பு 99.9 சதவீத மகசூலுடன் பெறப்படுகிறது.
2. தொழில்துறை அளவில் மிகவும் பரவலான முறையானது, சிறப்பு வெப்ப உலைகளில் கோக்குடன் உருகிய மணலை சின்டரிங் செய்வதாகும். இந்த முறைரஷ்ய விஞ்ஞானி N. N. Beketov என்பவரால் உருவாக்கப்பட்டது.

மேலும் செயலாக்கமானது தயாரிப்புகளை சுத்திகரிப்பு முறைகளுக்கு உட்படுத்துகிறது. இந்த நோக்கத்திற்காக, அமிலங்கள் அல்லது ஆலசன்கள் (குளோரின், ஃப்ளோரின்) பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

உருவமற்ற சிலிக்கான்

சிலிக்கானின் ஒவ்வொரு அலோட்ரோபிக் மாற்றங்களும் தனித்தனியாகக் கருதப்படாவிட்டால் அதன் தன்மை முழுமையடையாது. அவற்றில் முதலாவது உருவமற்றது. இந்த நிலையில், நாம் பரிசீலிக்கும் பொருள் ஒரு பழுப்பு-பழுப்பு தூள், இறுதியாக சிதறடிக்கப்படுகிறது. இது அதிக அளவு ஹைக்ரோஸ்கோபிசிட்டியைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் சூடாகும்போது அதிக இரசாயன செயல்பாட்டை வெளிப்படுத்துகிறது. நிலையான நிலைமைகளின் கீழ், இது வலுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவரான ஃப்ளோரின் உடன் மட்டுமே தொடர்பு கொள்ள முடியும்.

உருவமற்ற சிலிக்கானை ஒரு வகை படிக சிலிக்கான் என்று அழைப்பது முற்றிலும் சரியல்ல. இந்த பொருள் படிக வடிவில் இருக்கும், நன்றாக சிதறிய சிலிக்கானின் ஒரு வடிவம் மட்டுமே என்பதை அதன் லட்டு காட்டுகிறது. எனவே, இந்த மாற்றங்கள் ஒரே கலவையாகும்.

இருப்பினும், அவற்றின் பண்புகள் வேறுபடுகின்றன, அதனால்தான் அலோட்ரோபி பற்றி பேசுவது வழக்கம். உருவமற்ற சிலிக்கான் அதிக ஒளி உறிஞ்சும் திறனைக் கொண்டுள்ளது. கூடுதலாக, சில நிபந்தனைகளின் கீழ், இந்த காட்டி படிக வடிவத்தை விட பல மடங்கு அதிகமாக உள்ளது. எனவே, இது தொழில்நுட்ப நோக்கங்களுக்காக பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த வடிவத்தில் (தூள்), கலவை எளிதில் எந்த மேற்பரப்பிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அது பிளாஸ்டிக் அல்லது கண்ணாடி. அதனால்தான் உருவமற்ற சிலிக்கான் பயன்படுத்த மிகவும் வசதியானது. வெவ்வேறு அளவுகளின் அடிப்படையில் விண்ணப்பம்.

இந்த வகை பேட்டரிகள் மிக விரைவாக தேய்ந்து போகின்றன, இது பொருளின் மெல்லிய படலத்தின் சிராய்ப்புடன் தொடர்புடையது, அவற்றின் பயன்பாடு மற்றும் தேவை அதிகரித்து வருகிறது. எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, ஒரு குறுகிய சேவை வாழ்க்கையில் கூட, உருவமற்ற சிலிக்கான் அடிப்படையிலான சூரிய மின்கலங்கள் முழு நிறுவனங்களுக்கும் ஆற்றலை வழங்க முடியும். கூடுதலாக, அத்தகைய ஒரு பொருளின் உற்பத்தி கழிவு இல்லாதது, இது மிகவும் சிக்கனமாக உள்ளது.

செயலில் உள்ள உலோகங்களுடன் சேர்மங்களைக் குறைப்பதன் மூலம் இந்த மாற்றம் பெறப்படுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக, சோடியம் அல்லது மெக்னீசியம்.

படிக சிலிக்கான்

கேள்விக்குரிய தனிமத்தின் வெள்ளி-சாம்பல் பளபளப்பான மாற்றம். இந்த வடிவம் மிகவும் பொதுவானது மற்றும் அதிக தேவை உள்ளது. இந்த பொருள் கொண்டிருக்கும் தரமான பண்புகளின் தொகுப்பால் இது விளக்கப்படுகிறது.

படிக லட்டு கொண்ட சிலிக்கானின் பண்புகள் அதன் வகைகளின் வகைப்பாடு அடங்கும், ஏனெனில் அவற்றில் பல உள்ளன:

1. மின்னணு தரம் - தூய்மையான மற்றும் உயர்ந்த தரம். குறிப்பாக உணர்திறன் கொண்ட சாதனங்களை உருவாக்க இந்த வகை மின்னணுவியலில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
2. சன்னி தரம். பெயரே பயன்பாட்டின் பகுதியை தீர்மானிக்கிறது. இது மிகவும் உயர் தூய்மையின் சிலிக்கான் ஆகும், இதன் பயன்பாடு உயர்தர மற்றும் நீண்ட கால சிலிக்கானை உருவாக்க அவசியம். சோலார் பேனல்கள். ஒரு படிக கட்டமைப்பின் அடிப்படையில் உருவாக்கப்பட்ட ஒளிமின்னழுத்த மாற்றிகள் பல்வேறு வகையான அடி மூலக்கூறுகளில் தெளிப்பதன் மூலம் உருவமற்ற மாற்றத்தைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்டதை விட உயர் தரம் மற்றும் அணிய-எதிர்ப்பு கொண்டவை.
3. தொழில்நுட்ப சிலிக்கான். இந்த வகையானது 98% தூய தனிமத்தைக் கொண்டிருக்கும் பொருளின் மாதிரிகளை உள்ளடக்கியது. மற்ற அனைத்தும் பல்வேறு வகையான அசுத்தங்களுக்கு செல்கிறது:

• அலுமினியம்;
• குளோரின்;
• கார்பன்;
• பாஸ்பரஸ் மற்றும் பிற.

கேள்விக்குரிய கடைசி வகைப் பொருள் சிலிக்கானின் பாலிகிரிஸ்டல்களைப் பெறப் பயன்படுகிறது. இந்த நோக்கத்திற்காக, மறுபடிகமயமாக்கல் செயல்முறைகள் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன. இதன் விளைவாக, தூய்மையின் அடிப்படையில், சூரிய மற்றும் மின்னணு தரம் என வகைப்படுத்தக்கூடிய பொருட்கள் பெறப்படுகின்றன.

அதன் இயல்பின்படி, பாலிசிலிகான் என்பது உருவமற்ற மற்றும் படிக மாற்றங்களுக்கு இடையில் ஒரு இடைநிலை தயாரிப்பு ஆகும். இந்த விருப்பம் வேலை செய்ய எளிதானது, இது ஃவுளூரின் மற்றும் குளோரின் மூலம் சிறப்பாக செயலாக்கப்பட்டு சுத்தம் செய்யப்படுகிறது.

இதன் விளைவாக வரும் தயாரிப்புகளை பின்வருமாறு வகைப்படுத்தலாம்:

• மல்டிசிலிகான்;
• மோனோகிரிஸ்டலின்;
• விவரப்பட்ட படிகங்கள்;
• சிலிக்கான் ஸ்கிராப்;
• தொழில்நுட்ப சிலிக்கான்;
• பொருட்களின் துண்டுகள் மற்றும் துண்டுகள் வடிவில் உற்பத்தி கழிவுகள்.

அவை ஒவ்வொன்றும் தொழில்துறையில் பயன்பாட்டைக் கண்டறிந்து மனிதர்களால் முழுமையாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. எனவே, சிலிக்கானைத் தொடுபவர்கள் கழிவு அல்லாதவையாகக் கருதப்படுகின்றனர். இது தரத்தை பாதிக்காமல் அதன் பொருளாதார செலவைக் கணிசமாகக் குறைக்கிறது.

தூய சிலிக்கானைப் பயன்படுத்துதல்

தொழில்துறை சிலிக்கான் உற்பத்தி நன்கு நிறுவப்பட்டுள்ளது, மேலும் அதன் அளவு மிகவும் பெரியது. இந்த உறுப்பு, தூய்மையான மற்றும் பல்வேறு சேர்மங்களின் வடிவத்தில், அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் பல்வேறு கிளைகளில் பரவலாகவும் தேவையாகவும் உள்ளது என்பதே இதற்குக் காரணம்.

படிக மற்றும் உருவமற்ற சிலிக்கான் அதன் தூய வடிவத்தில் எங்கே பயன்படுத்தப்படுகிறது?

1. உலோகவியலில், உலோகங்கள் மற்றும் அவற்றின் கலவைகளின் பண்புகளை மாற்றும் திறன் கொண்ட ஒரு கலவை சேர்க்கையாக. எனவே, இது எஃகு மற்றும் வார்ப்பிரும்பு உருகுவதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
2. தூய பதிப்பை உருவாக்க பல்வேறு வகையான பொருட்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன - பாலிசிலிகான்.
3. சிலிக்கான் கலவைகள் ஒரு முழு இரசாயனத் தொழிலாகும், இது இன்று குறிப்பிட்ட பிரபலத்தைப் பெற்றுள்ளது. ஆர்கனோசிலிகான் பொருட்கள் மருத்துவத்தில், உணவுகள், கருவிகள் மற்றும் பலவற்றில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
4. பல்வேறு சோலார் பேனல்களின் உற்பத்தி. ஆற்றலைப் பெறுவதற்கான இந்த முறை எதிர்காலத்தில் மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய ஒன்றாகும். சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்தது, பொருளாதார ரீதியில் நன்மை பயக்கும் மற்றும் தேய்மானம் இல்லாதது ஆகியவை இந்த வகை மின்சார உற்பத்தியின் முக்கிய நன்மைகள்.
5. சிலிக்கான் நீண்ட காலமாக லைட்டர்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பழங்காலத்தில் கூட, மக்கள் நெருப்பை மூட்டும்போது ஒரு தீப்பொறியை உருவாக்க எரிமலையைப் பயன்படுத்தினர். இந்த கொள்கை பல்வேறு வகையான லைட்டர்களின் உற்பத்திக்கு அடிப்படையாகும். இன்று பிளின்ட் ஒரு குறிப்பிட்ட கலவையின் கலவையால் மாற்றப்படும் வகைகள் உள்ளன, இது இன்னும் வேகமான முடிவை அளிக்கிறது (தீப்பொறி).
6. எலக்ட்ரானிக்ஸ் மற்றும் சூரிய ஆற்றல்.
7. எரிவாயு லேசர் சாதனங்களில் கண்ணாடிகள் உற்பத்தி.

எனவே, தூய சிலிக்கான் பல சாதகமான மற்றும் சிறப்பு பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, இது முக்கியமான மற்றும் தேவையான தயாரிப்புகளை உருவாக்க பயன்படுகிறது.

சிலிக்கான் கலவைகளின் பயன்பாடு

எளிய பொருள் கூடுதலாக, பல்வேறு சிலிக்கான் கலவைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மற்றும் மிகவும் பரவலாக. சிலிக்கேட் என்று ஒரு முழு தொழில் உள்ளது. இது பயன்பாட்டின் அடிப்படையில் அமைந்துள்ளது பல்வேறு பொருட்கள், இதில் இந்த அற்புதமான உறுப்பு உள்ளது. இந்த கலவைகள் என்ன, அவற்றிலிருந்து என்ன உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது?

1. குவார்ட்ஸ், அல்லது ஆற்று மணல் - SiO 2. சிமெண்ட் மற்றும் கண்ணாடி போன்ற கட்டுமான மற்றும் அலங்கார பொருட்கள் தயாரிக்க பயன்படுகிறது. இந்த பொருட்கள் எங்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன என்பது அனைவருக்கும் தெரியும். இந்த கூறுகள் இல்லாமல் எந்த கட்டுமானத்தையும் முடிக்க முடியாது, இது சிலிக்கான் கலவைகளின் முக்கியத்துவத்தை உறுதிப்படுத்துகிறது.
2. சிலிக்கேட் மட்பாண்டங்கள், இதில் மண் பாண்டங்கள், பீங்கான்கள், செங்கல் மற்றும் அவற்றின் அடிப்படையிலான பொருட்கள் போன்றவை அடங்கும். இந்த கூறுகள் மருத்துவத்தில், உணவுகள் தயாரிப்பில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அலங்கார ஆபரணங்கள், வீட்டு பொருட்கள், கட்டுமானம் மற்றும் மனித செயல்பாடுகளின் பிற அன்றாட பகுதிகளில்.
3. - சிலிகான்கள், சிலிக்கா ஜெல்கள், சிலிகான் எண்ணெய்கள்.
4. சிலிக்கேட் பசை - எழுதுபொருள், பைரோடெக்னிக்ஸ் மற்றும் கட்டுமானத்தில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

சிலிக்கான், இதன் விலை உலக சந்தையில் மாறுபடும், ஆனால் ஒரு கிலோகிராமுக்கு 100 ரஷ்ய ரூபிள் என்ற குறியை மேலிருந்து கீழாக கடக்காது (ஒரு படிகத்திற்கு), இது விரும்பப்படும் மற்றும் மதிப்புமிக்க பொருளாகும். இயற்கையாகவே, இந்த தனிமத்தின் கலவைகள் பரவலானவை மற்றும் பொருந்தக்கூடியவை.

சிலிக்கானின் உயிரியல் பங்கு

உடலுக்கு அதன் முக்கியத்துவத்தின் பார்வையில், சிலிக்கான் முக்கியமானது. திசுக்களில் அதன் உள்ளடக்கம் மற்றும் விநியோகம் பின்வருமாறு:

• 0.002% - தசை;
• 0.000017% - எலும்பு;
• இரத்தம் - 3.9 மி.கி./லி.

ஒவ்வொரு நாளும் சுமார் ஒரு கிராம் சிலிக்கான் உட்கொள்ள வேண்டும், இல்லையெனில் நோய்கள் உருவாகத் தொடங்கும். அவை எதுவும் ஆபத்தானவை அல்ல, ஆனால் நீடித்த சிலிக்கான் பட்டினி இதற்கு வழிவகுக்கிறது:

• முடி உதிர்தல்;
• முகப்பரு மற்றும் பருக்கள் தோற்றம்;
• எலும்புகளின் பலவீனம் மற்றும் உடையக்கூடிய தன்மை;
• எளிதான தந்துகி ஊடுருவல்;
• சோர்வு மற்றும் தலைவலி;
• ஏராளமான காயங்கள் மற்றும் காயங்களின் தோற்றம்.

தாவரங்களைப் பொறுத்தவரை, சிலிக்கான் சாதாரண வளர்ச்சி மற்றும் வளர்ச்சிக்குத் தேவையான ஒரு முக்கிய நுண் உறுப்பு ஆகும். விலங்குகள் மீதான சோதனைகள் தினசரி அடிப்படையில் போதுமான அளவு சிலிக்கானை உட்கொள்ளும் நபர்கள் சிறப்பாக வளர்வதைக் காட்டுகின்றன.

சிலிக்கான் (Si) என்பது டிமிட்ரி இவனோவிச் மெண்டலீவ் என்பவரால் நிறுவப்பட்ட கால அட்டவணையின் குழு 4 இன் முக்கிய (A) துணைக்குழுவின் இரண்டாவது உறுப்பு ஆகும். சிலிக்கான் இயற்கையில் மிகவும் பொதுவானது, எனவே அது மிகுதியாக இரண்டாவது இடத்தில் (ஆக்ஸிஜனுக்குப் பிறகு) உள்ளது. எனவே, சிலிக்கான் மற்றும் அதன் சேர்மங்கள் இல்லாமல், பூமியின் மேலோடு, இந்த இரசாயன தனிமத்தின் கலவைகளைக் கொண்ட கால் பகுதிக்கு மேல் இல்லை. சிலிக்கானின் அம்சங்கள் என்ன? அதன் சேர்மங்களின் சூத்திரங்கள் மற்றும் அவற்றின் பயன்பாடுகள் என்ன? என்ன முக்கியமான பொருட்களில் சிலிக்கான் உள்ளது? அதை கண்டுபிடிக்க முயற்சி செய்யலாம்.

சிலிக்கான் உறுப்பு மற்றும் அதன் பண்புகள்

சிலிக்கான் இயற்கையில் பல அலோட்ரோபிக் மாற்றங்களில் உள்ளது - மிகவும் பொதுவானது படிக சிலிக்கான் மற்றும் உருவமற்ற சிலிக்கான். இந்த மாற்றங்கள் ஒவ்வொன்றையும் தனித்தனியாகக் கருதுவோம்.

படிக சிலிக்கான்

இந்த மாற்றத்தில் உள்ள சிலிக்கான் ஒரு இருண்ட சாம்பல், மிகவும் கடினமான மற்றும் உடையக்கூடிய பொருளாகும், இது எஃகு பளபளப்பாகும். அத்தகைய சிலிக்கான் ஒரு குறைக்கடத்தி; அவரது பயனுள்ள சொத்துஉலோகங்களைப் போலல்லாமல், அதன் மின் கடத்துத்திறன் அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையுடன் அதிகரிக்கிறது. அத்தகைய சிலிக்கானின் உருகுநிலை 1415 °C ஆகும். கூடுதலாக, படிக சிலிக்கான் தண்ணீர் மற்றும் பல்வேறு அமிலங்களில் கரைக்க முடியாது.

படிக மாற்றத்தில் சிலிக்கான் மற்றும் அதன் சேர்மங்களின் பயன்பாடு நம்பமுடியாத அளவிற்கு வேறுபட்டது. எடுத்துக்காட்டாக, படிக சிலிக்கான் என்பது விண்கலங்கள் மற்றும் கூரைகளில் நிறுவப்பட்ட சோலார் பேனல்களின் ஒரு பகுதியாகும். சிலிக்கான் ஒரு குறைக்கடத்தி மற்றும் சூரிய ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றும் திறன் கொண்டது.

சூரிய மின்கலங்களுக்கு கூடுதலாக, பல மின்னணு சாதனங்கள் மற்றும் சிலிக்கான் இரும்புகளை உருவாக்க படிக சிலிக்கான் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

உருவமற்ற சிலிக்கான்

அமார்பஸ் சிலிக்கான் என்பது வைரம் போன்ற அமைப்பைக் கொண்ட பழுப்பு/அடர் பழுப்பு நிற தூள் ஆகும். படிக சிலிக்கான் போலல்லாமல், தனிமத்தின் இந்த அலோட்ரோபிக் மாற்றமானது கண்டிப்பாக வரிசைப்படுத்தப்பட்ட படிக லேட்டிஸைக் கொண்டிருக்கவில்லை. உருவமற்ற சிலிக்கான் தோராயமாக 1400 ° C வெப்பநிலையில் உருகும் என்ற போதிலும், படிக சிலிக்கானுடன் ஒப்பிடும்போது இது மிகவும் செயலில் உள்ளது. உருவமற்ற சிலிக்கான் மின்னோட்டத்தை கடத்தாது மற்றும் சுமார் 2 g/cm³ அடர்த்தி கொண்டது.

இந்த வகை சிலிக்கான் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது உணவு தொழில்மற்றும் மருந்துகள் தயாரிப்பில்.

சிலிக்கானின் வேதியியல் பண்புகள்

சிலிக்கானின் முக்கிய வேதியியல் பண்பு ஆக்ஸிஜனில் எரிப்பு ஆகும், இது மிகவும் பொதுவான கலவையை உருவாக்குகிறது - சிலிக்கான் ஆக்சைடு:

Si + O2 → SiO2 (வெப்பநிலையில்).

வெப்பமடையும் போது, ​​உலோகம் அல்லாத சிலிக்கான் பல்வேறு உலோகங்களுடன் கலவைகளை உருவாக்குகிறது. இத்தகைய சேர்மங்கள் சிலிசைடுகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. உதாரணமாக:

2Ca + Si → Ca2Si (வெப்பநிலையில்).

சிலிசைடுகள், தண்ணீர் அல்லது சில அமிலங்களின் உதவியுடன் சிரமமின்றி சிதைகின்றன. இந்த எதிர்வினையின் விளைவாக, சிலிக்கானின் ஒரு சிறப்பு ஹைட்ரஜன் கலவை உருவாகிறது - சிலேன் வாயு (SiH4):

Mg2Si + 4HCl → 2MgCl2 + SiH4.

சிலிக்கான் ஃவுளூரைனுடன் தொடர்பு கொள்ள முடியும் (சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ்):

Si + 2F2 → SiF4.

மேலும் சூடாகும்போது, ​​சிலிக்கான் மற்ற உலோகங்கள் அல்லாதவற்றுடன் தொடர்பு கொள்கிறது:

Si + 2Cl2 → SiCl4 (400–600°).

3Si + 2N2 → Si3N4 (1000°).

Si + C → SiC (2000°).

மேலும், சிலிக்கான், காரங்கள் மற்றும் தண்ணீருடன் தொடர்புகொண்டு, சிலிக்கேட்டுகள் மற்றும் ஹைட்ரஜன் வாயு எனப்படும் உப்புகளை உருவாக்குகிறது:

Si + 2KOH + H2O → K2SiO3 + H2.

இருப்பினும், சிலிக்கான் மற்றும் அதன் சேர்மங்களைக் கருத்தில் கொண்டு இந்த தனிமத்தின் பெரும்பாலான வேதியியல் பண்புகளை நாங்கள் பகுப்பாய்வு செய்வோம், ஏனெனில் அவை மற்ற வேதியியல் கூறுகளுடன் சிலிக்கானின் பயன்பாடு மற்றும் தொடர்பு அடிப்படையிலான முக்கிய பொருட்கள். எனவே, மிகவும் பொதுவான சிலிக்கான் கலவைகள் யாவை?

சிலிக்கான் கலவைகள்

முன்னதாக, சிலிக்கான் உறுப்பு என்றால் என்ன, அதன் பண்புகள் என்ன என்பதை நாங்கள் கண்டுபிடித்தோம். இப்போது சிலிக்கான் கலவைகளின் சூத்திரங்களைப் பார்ப்போம்.

சிலிக்கானின் பங்கேற்புடன், ஒரு பெரிய எண்ணிக்கையிலான பல்வேறு கலவைகள் உருவாகின்றன. பரவலில் முதல் இடம் சிலிக்கான் ஆக்ஸிஜன் கலவைகளால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த பிரிவில் SiO2 மற்றும் கரையாத சிலிக்கிக் அமிலம் ஆகியவை அடங்கும்.

சிலிசிக் அமிலத்தின் அமில எச்சம் பல்வேறு சிலிகேட்டுகளை உருவாக்குகிறது (உதாரணமாக, CaSiO3 அல்லது Al2O3 SiO2). அத்தகைய உப்புகள் மற்றும் மேலே வழங்கப்பட்ட ஆக்ஸிஜனுடன் சிலிக்கானின் கலவைகளில், தனிமம் ஒரு பொதுவான ஆக்சிஜனேற்ற நிலை +4 ஆகும்.

சிலிக்கான் உப்புகளும் மிகவும் பொதுவானவை - சிலிசைடுகள் (Mg2Si, NaSi, CoSi) மற்றும் ஹைட்ரஜனுடன் சிலிக்கான் கலவைகள் (உதாரணமாக, சிலேன் வாயு). சிலேன், அறியப்பட்டபடி, கண்மூடித்தனமான ஃபிளாஷ் மூலம் காற்றில் தன்னிச்சையாக பற்றவைக்கிறது, மேலும் சிலிசைடுகள் நீர் மற்றும் பல்வேறு அமிலங்களால் எளிதில் சிதைக்கப்படுகின்றன.

மிகவும் பொதுவானதாகக் கருதப்படும் சிலிக்கான் மற்றும் அதன் சேர்மங்களைப் பற்றி விரிவாகப் பார்ப்போம்.

சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு

இந்த ஆக்சைட்டின் மற்றொரு பெயர் சிலிக்கா. இது ஒரு திடமான மற்றும் பயனற்ற பொருளாகும், இது நீர் மற்றும் அமிலங்களில் கரையாதது மற்றும் அணு படிக லட்டியைக் கொண்டுள்ளது. இயற்கையில், சிலிக்கான் ஆக்சைடு குவார்ட்ஸ், அமேதிஸ்ட், ஓபல், அகேட், சால்செடோனி, ஜாஸ்பர், பிளின்ட் மற்றும் சில போன்ற கனிமங்கள் மற்றும் ரத்தினக் கற்களை உருவாக்குகிறது.

இது சிலிக்கான் இருந்து என்பது குறிப்பிடத்தக்கது பழமையான மக்கள்உழைப்புக்கும் வேட்டையாடுவதற்கும் தங்கள் சொந்த கருவிகளை உருவாக்கினர். பிளின்ட் என்று அழைக்கப்படுவதன் தொடக்கத்தைக் குறித்தது கற்காலம்அதன் பரவலான கிடைக்கும் தன்மை மற்றும் சில்லு செய்யும் போது கூர்மையான வெட்டு விளிம்புகளை உருவாக்கும் திறன் காரணமாக.

இது சிலிக்கான் ஆக்சைடு ஆகும், இது நாணல், நாணல் மற்றும் குதிரைவாலி, செஞ்சி இலைகள் மற்றும் தானிய தண்டுகள் போன்ற தாவரங்களின் தண்டுகளை வலிமையாக்குகிறது. சில விலங்குகளின் பாதுகாப்பு வெளிப்புற உறைகளிலும் சிலிக்கா உள்ளது.

கூடுதலாக, இது சிலிக்கேட் பசையின் அடிப்படையை உருவாக்குகிறது, இது சிலிகான் முத்திரை குத்த பயன்படும் மெழுகு போன்ற ஒரு வகை பொருள் மற்றும் சிலிகான் ரப்பரை உருவாக்குகிறது.

சிலிக்கான் ஆக்சைட்டின் வேதியியல் பண்புகள்

சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு வினைபுரிகிறது ஒரு பெரிய தொகைஇரசாயன கூறுகள் - உலோகங்கள் மற்றும் உலோகங்கள் அல்லாத இரண்டும். உதாரணமாக:

அதிக வெப்பநிலையில், சிலிக்கா காரங்களுடன் வினைபுரிந்து, உப்புகளை உருவாக்குகிறது:

SiO2 + 2KOH → K2SiO3 + H2O (வெப்பநிலையில்).

ஒரு பொதுவான அமில ஆக்சைடாக, இந்த கலவை பல்வேறு உலோக ஆக்சைடுகளுடன் வினைபுரிந்து சிலிகேட்டுகளை உருவாக்குகிறது:

SiO2 + CaO → CaSiO3 (வெப்பநிலையில்).

அல்லது கார்பனேட் உப்புகளுடன்:

SiO2 + K2CO3 → K2SiO3 + CO2 (வெப்பநிலையில்).

சிலிக்கான் டை ஆக்சைட்டின் மிக முக்கியமான வேதியியல் பண்புகளில் ஒன்று அதிலிருந்து தூய சிலிக்கானைப் பெறும் திறன் ஆகும். இது இரண்டு வழிகளில் செய்யப்படலாம் - மெக்னீசியம் அல்லது கார்பனுடன் டை ஆக்சைடை வினைபுரிவதன் மூலம்:

SiO2 + 2Mg → 2MgO + Si (வெப்பநிலையில்).

SiO2 + 2C → Si + 2CO (வெப்பநிலையில்)

சிலிசிக் அமிலம்

சிலிசிக் அமிலம் மிகவும் பலவீனமானது. இது தண்ணீரில் கரையாதது மற்றும் எதிர்வினைகளின் போது அது ஒரு ஜெலட்டினஸ் வீழ்படிவை உருவாக்குகிறது, இது சில நேரங்களில் கரைசலின் முழு அளவையும் நிரப்பலாம். இந்த கலவை காய்ந்ததும், உருவான சிலிக்கா ஜெல்லை நீங்கள் காணலாம், இது ஒரு உறிஞ்சியாக (மற்ற பொருட்களின் உறிஞ்சுதல்) பயன்படுத்தப்படுகிறது.

சிலிசிக் அமிலத்தைப் பெறுவதற்கான மிகவும் அணுகக்கூடிய மற்றும் பொதுவான வழி சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி வெளிப்படுத்தலாம்:

K2SiO3 + 2HCl → 2KCl + H2SiO3↓.

சிலிசைடுகள்

சிலிக்கான் மற்றும் அதன் சேர்மங்களைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது, ​​​​சிலிசைடுகள் போன்ற அதன் உப்புகளைப் பற்றி பேசுவது மிகவும் முக்கியம். சிலிக்கான் உலோகங்களுடன் அத்தகைய சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது, ஒரு விதியாக, -4 இன் ஆக்சிஜனேற்ற நிலையைப் பெறுகிறது. இருப்பினும், பாதரசம், துத்தநாகம், பெரிலியம், தங்கம் மற்றும் வெள்ளி போன்ற உலோகங்கள் சிலிக்கானுடன் தொடர்பு கொண்டு சிலிசைடுகளை உருவாக்க முடியாது.

மிகவும் பொதுவான சிலிசைடுகள் Mg2Si, Ca2Si, NaSi மற்றும் சில.

சிலிக்கேட்டுகள்

சிலிக்கான் டை ஆக்சைடுக்குப் பிறகு சிலிக்கேட்டுகள் போன்ற கலவைகள் மிகுதியாக இரண்டாவது இடத்தில் உள்ளன. சிலிக்கேட் உப்புகள் மிகவும் சிக்கலான பொருட்களாகக் கருதப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவை சிக்கலான அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவை பெரும்பாலான தாதுக்கள் மற்றும் பாறைகளின் ஒரு பகுதியாகும்.

இயற்கையில் மிகவும் பொதுவான சிலிக்கேட்டுகள் - அலுமினோசிலிகேட்டுகள் - கிரானைட், மைக்காக்கள் மற்றும் பல்வேறு வகையான களிமண் ஆகியவை அடங்கும். மற்றொரு நன்கு அறியப்பட்ட சிலிக்கேட் அஸ்பெஸ்டாஸ் ஆகும், அதில் இருந்து தீ-எதிர்ப்பு துணிகள் தயாரிக்கப்படுகின்றன.

சிலிக்கான் பயன்பாடுகள்

முதன்மையாக, சிலிக்கான் குறைக்கடத்தி பொருட்கள் மற்றும் அமில-எதிர்ப்பு கலவைகளை உற்பத்தி செய்ய பயன்படுத்தப்படுகிறது. சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) பெரும்பாலும் இயந்திர கருவிகளைக் கூர்மைப்படுத்தவும் மதிப்புமிக்க கற்களை மெருகூட்டவும் பயன்படுகிறது.

உருகிய குவார்ட்ஸ் நிலையான மற்றும் வலுவான குவார்ட்ஸ் சமையல் பாத்திரங்களை உருவாக்க பயன்படுகிறது.

சிலிக்கான் கலவைகள் கண்ணாடி மற்றும் சிமெண்ட் உற்பத்திக்கு அடிகோலுகின்றன.

கண்ணாடிகள் கலவையில் ஒருவருக்கொருவர் வேறுபடுகின்றன, இதில் அவசியம் சிலிக்கான் உள்ளது. உதாரணமாக, ஜன்னல் கண்ணாடிக்கு கூடுதலாக, பயனற்ற, படிக, குவார்ட்ஸ், வண்ண, ஃபோட்டோக்ரோமிக், ஆப்டிகல், கண்ணாடி மற்றும் பிற கண்ணாடிகள் உள்ளன.

சிமென்ட் தண்ணீரில் கலக்கும்போது, ​​​​ஒரு சிறப்பு பொருள் உருவாகிறது - சிமென்ட் மோட்டார், அதில் இருந்து கான்கிரீட் போன்ற கட்டுமானப் பொருட்கள் பின்னர் பெறப்படுகின்றன.

இந்த பொருட்களின் உற்பத்தி சிலிக்கேட் தொழில் மூலம் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. கண்ணாடி மற்றும் சிமெண்ட் தவிர, சிலிக்கேட் தொழில் செங்கல், பீங்கான், மண் பாத்திரங்கள் மற்றும் அவற்றிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் பல்வேறு பொருட்களை உற்பத்தி செய்கிறது.

முடிவுரை

எனவே, சிலிக்கான் என்பது இயற்கையில் பரவலான மிக முக்கியமான வேதியியல் உறுப்பு என்பதை நாங்கள் கண்டுபிடித்தோம். சிலிக்கான் கட்டுமானத்தில் பயன்படுத்தப்படுகிறது கலை செயல்பாடு, மற்றும் உயிரினங்களுக்கு இன்றியமையாதது. எளிய கண்ணாடி முதல் மிகவும் மதிப்புமிக்க பீங்கான் வரை பல பொருட்கள் சிலிக்கான் மற்றும் அதன் சேர்மங்களைக் கொண்டிருக்கின்றன.

வேதியியலைப் படிப்பது நம்மைச் சுற்றியுள்ள உலகத்தைப் புரிந்துகொள்ளவும், நம்மைச் சுற்றியுள்ள அனைத்தும், மிக அற்புதமான மற்றும் விலையுயர்ந்தவை கூட, தோன்றும் அளவுக்கு மர்மமான மற்றும் புதிரானவை அல்ல என்பதை புரிந்து கொள்ள அனுமதிக்கிறது. விஞ்ஞான அறிவிலும், வேதியியல் போன்ற அற்புதமான அறிவியலைப் படிப்பதிலும் நீங்கள் வெற்றிபெற விரும்புகிறோம்!

வேதியியல்

CPU? மணலா? இந்த வார்த்தையுடன் உங்களுக்கு என்ன தொடர்பு உள்ளது? அல்லது ஒருவேளை சிலிக்கான் பள்ளத்தாக்கு?
அது எப்படியிருந்தாலும், நாங்கள் ஒவ்வொரு நாளும் சிலிக்கானைக் காண்கிறோம், மேலும் Si என்றால் என்ன, அது எதை உண்கிறது என்பதைக் கண்டறிய ஆர்வமாக இருந்தால், தயவுசெய்து பூனையைப் பார்க்கவும்.

அறிமுகம்

நானோ மெட்டீரியல்களில் நிபுணத்துவம் பெற்ற மாஸ்கோ பல்கலைக்கழகம் ஒன்றில் மாணவனாக, அன்புள்ள வாசகரே, நமது கிரகத்தின் மிக முக்கியமான இரசாயன கூறுகளை உங்களுக்கு அறிமுகப்படுத்த விரும்பினேன். கார்பன் அல்லது சிலிக்கான் எங்கு தொடங்குவது என்பதைத் தேர்ந்தெடுத்து நீண்ட நேரம் செலவிட்டேன், இன்னும் Si இல் நிறுத்த முடிவு செய்தேன், ஏனென்றால் எந்த நவீன கேஜெட்டின் இதயமும் அதை அடிப்படையாகக் கொண்டது, நிச்சயமாக, பேசுவதற்கு. இந்த விஷயத்தை எழுதுவதன் மூலம் எனது எண்ணங்களை மிகவும் எளிமையாகவும் அணுகக்கூடியதாகவும் வெளிப்படுத்த முயற்சிப்பேன் ஆர்வமுள்ளவர்களின் எல்லைகளை விரிவுபடுத்துவதற்காக மட்டுமே எழுதப்பட்டது. எனவே ஆரம்பிக்கலாம்.

சிலிசியம்

சிலிக்கான் (lat. சிலிசியம்), Si, மெண்டலீவ் காலமுறை அமைப்பின் குழு IV இன் வேதியியல் உறுப்பு; அணு எண் 14, அணு நிறை 28.086.
இயற்கையில், உறுப்பு மூன்று நிலையான ஐசோடோப்புகளால் குறிக்கப்படுகிறது: 28Si (92.27%), 29Si (4.68%) மற்றும் 30Si (3.05%).
அடர்த்தி (எண்.) 2.33 g/cm³
உருகுநிலை 1688 கே


தூள் எஸ்ஐ

வரலாற்று பின்னணி

பூமியில் பரவலாக உள்ள சிலிக்கான் கலவைகள், கற்காலத்திலிருந்தே மனிதனுக்குத் தெரியும். உழைப்பு மற்றும் வேட்டைக்கு கல் கருவிகளின் பயன்பாடு பல ஆயிரம் ஆண்டுகளாக தொடர்ந்தது. அவற்றின் செயலாக்கத்துடன் தொடர்புடைய சிலிக்கான் கலவைகளின் பயன்பாடு - கண்ணாடி உற்பத்தி - கிமு 3000 இல் தொடங்கியது. இ. (வி பண்டைய எகிப்து) முதலில் அறியப்பட்ட சிலிக்கான் கலவை SiO2 ஆக்சைடு (சிலிக்கா) ஆகும். 18 ஆம் நூற்றாண்டில், சிலிக்கா ஒரு எளிய திடப்பொருளாகக் கருதப்பட்டது மற்றும் "பூமி" (அதன் பெயரில் பிரதிபலிக்கிறது) என வகைப்படுத்தப்பட்டது. சிலிக்காவின் கலவையின் சிக்கலானது I. யா பெர்செலியஸ் என்பவரால் நிறுவப்பட்டது. முதல் முறையாக, 1825 இல், அவர் சிலிக்கான் ஃவுளூரைடு SiF4 இலிருந்து அடிப்படை சிலிக்கானைப் பெற்றார், பிந்தையதை பொட்டாசியம் உலோகத்துடன் குறைத்தார். புதிய உறுப்புக்கு "சிலிக்கான்" (லத்தீன் silex - flint இலிருந்து) என்ற பெயர் வழங்கப்பட்டது. ரஷ்ய பெயர் 1834 இல் G. I. ஹெஸ்ஸால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது.

சாதாரண மணலின் ஒரு பகுதியாக சிலிக்கான் இயற்கையில் மிகவும் பொதுவானது.

இயற்கையில் சிலிக்கான் விநியோகம்

சிலிக்கான் பூமியின் மேலோட்டத்தில் (ஆக்சிஜனுக்குப் பிறகு) இரண்டாவது மிக அதிகமான தனிமமாகும், லித்தோஸ்பியரில் அதன் சராசரி உள்ளடக்கம் 29.5% (நிறைவால்) ஆகும். பூமியின் மேலோட்டத்தில், சிலிக்கான் விலங்கு மற்றும் தாவர உலகில் கார்பனின் அதே முதன்மைப் பாத்திரத்தை வகிக்கிறது. சிலிக்கானின் புவி வேதியியலுக்கு, ஆக்ஸிஜனுடன் அதன் மிக வலுவான தொடர்பு முக்கியமானது. லித்தோஸ்பியரில் சுமார் 12% சிலிக்கா SiO2 கனிம குவார்ட்ஸ் மற்றும் அதன் வகைகளில் உள்ளது. லித்தோஸ்பியரின் 75% பல்வேறு சிலிக்கேட்டுகள் மற்றும் அலுமினோசிலிகேட்டுகள் (ஃபெல்ட்ஸ்பார்ஸ், மைக்காஸ், ஆம்பிபோல்ஸ் போன்றவை) கொண்டது. சிலிக்காவைக் கொண்ட கனிமங்களின் மொத்த எண்ணிக்கை 400ஐத் தாண்டியுள்ளது.

சிலிக்கானின் இயற்பியல் பண்புகள்

இங்கே வசிப்பதில் எந்த அர்த்தமும் இல்லை என்று நான் நினைக்கிறேன், அனைத்து இயற்பியல் பண்புகளும் இலவசமாகக் கிடைக்கின்றன, ஆனால் நான் மிகவும் அடிப்படையானவற்றை பட்டியலிடுகிறேன்.
கொதிநிலை 2600 °C
சிலிக்கான் நீண்ட அலை அகச்சிவப்பு கதிர்களுக்கு வெளிப்படையானது
மின்கடத்தா மாறிலி 11.7
சிலிக்கான் மோஸ் கடினத்தன்மை 7.0
சிலிக்கான் ஒரு உடையக்கூடிய பொருள் என்று நான் கூற விரும்புகிறேன்;
சிலிக்கான் ஒரு குறைக்கடத்தி, அதனால்தான் இது பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. சிலிக்கானின் மின் பண்புகள் அசுத்தங்களைப் பொறுத்தது.

சிலிக்கானின் வேதியியல் பண்புகள்

இங்கே நிறைய சொல்ல முடியும், நிச்சயமாக, ஆனால் நான் மிகவும் சுவாரஸ்யமானவற்றில் கவனம் செலுத்துகிறேன். Si கலவைகளில் (கார்பன் போன்றது) 4-valentene.
காற்றில், சிலிக்கான் ஒரு பாதுகாப்பு ஆக்சைடு படலத்தை உருவாக்குவதால் நிலையானது உயர்ந்த வெப்பநிலை. ஆக்ஸிஜனில் இது 400 °C இல் தொடங்கி ஆக்சிஜனேற்றம் செய்து, சிலிக்கான் ஆக்சைடு (IV) SiO2 ஐ உருவாக்குகிறது.
சிலிக்கான் அமிலங்களை எதிர்க்கும் மற்றும் நைட்ரிக் மற்றும் ஹைட்ரோபுளோரிக் அமிலங்களின் கலவையில் மட்டுமே கரைகிறது, மேலும் ஹைட்ரஜனின் வெளியீட்டில் சூடான காரக் கரைசல்களில் எளிதில் கரைகிறது.
சிலிக்கான் ஆக்ஸிஜனைக் கொண்ட சிலேன்களின் 2 குழுக்களை உருவாக்குகிறது - சிலோக்ஸேன்கள் மற்றும் சிலோக்ஸேன்கள். 1000 °C க்கும் அதிகமான வெப்பநிலையில் நைட்ரஜனுடன் சிலிக்கான் வினைபுரிகிறது, இது நைட்ரைடு Si3N4 ஆகும், இது 1200 °C இல் கூட காற்றில் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யாது, அமிலங்கள் (நைட்ரிக் தவிர) மற்றும் காரங்கள் மற்றும் உருகிய உலோகங்களுக்கு எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டது. கசடுகள், இது இரசாயனத் தொழிலுக்கு மதிப்புமிக்க பொருளாகவும், பயனற்ற பொருட்களின் உற்பத்திக்காகவும் உள்ளது. கார்பன் (சிலிக்கான் கார்பைடு SiC) மற்றும் போரான் (SiB3, SiB6, SiB12) கொண்ட சிலிக்கான் கலவைகள் அதிக கடினத்தன்மை மற்றும் வெப்ப மற்றும் இரசாயன எதிர்ப்பு ஆகியவற்றால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.

சிலிக்கான் பெறுதல்

இது மிகவும் சுவாரஸ்யமான பகுதி என்று நான் நினைக்கிறேன், இங்கே ஒரு நெருக்கமான தோற்றத்தை எடுத்துக் கொள்வோம்.
நோக்கத்தைப் பொறுத்து, உள்ளன:
1. மின்னணு தரமான சிலிக்கான்(“எலக்ட்ரானிக் சிலிக்கான்” என அழைக்கப்படும்) - எடையில் 99.999%க்கும் அதிகமான சிலிக்கான் உள்ளடக்கம் கொண்ட மிக உயர்ந்த தரமான சிலிக்கான், எலக்ட்ரானிக் தரமான சிலிக்கானின் மின் எதிர்ப்புத் திறன் தோராயமாக 0.001 முதல் 150 ஓம் செமீ வரை இருக்கும், ஆனால் எதிர்ப்பு மதிப்பு இருக்க வேண்டும் பிரத்தியேகமாக கொடுக்கப்பட்ட அசுத்தம் உறுதி செய்யப்பட வேண்டும், அதாவது, மற்ற அசுத்தங்கள் படிகத்திற்குள் நுழைவது, அவை கொடுக்கப்பட்ட மின் எதிர்ப்பை வழங்கினாலும், ஒரு விதியாக, ஏற்றுக்கொள்ள முடியாதது.
2. சோலார் தர சிலிக்கான்("சோலார் சிலிக்கான்" என்று அழைக்கப்படும்) - 99.99% எடைக்கு மேல் சிலிக்கான் உள்ளடக்கம் கொண்ட சிலிக்கான், ஒளிமின்னழுத்த மாற்றிகள் (சோலார் பேட்டரிகள்) உற்பத்திக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது.


3. தொழில்நுட்ப சிலிக்கான்- தூய குவார்ட்ஸ் மணலில் இருந்து கார்போதெர்மிக் குறைப்பால் பெறப்பட்ட பாலிகிரிஸ்டலின் கட்டமைப்பின் சிலிக்கான் தொகுதிகள்; 98% சிலிக்கான் உள்ளது, முக்கிய அசுத்தம் கார்பன் ஆகும், இது கலப்பு கூறுகளின் உயர் உள்ளடக்கத்தால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது - போரான், பாஸ்பரஸ், அலுமினியம்; முக்கியமாக பாலிகிரிஸ்டலின் சிலிக்கான் தயாரிக்கப் பயன்படுகிறது.

தொழில்நுட்ப தூய்மையின் சிலிக்கான் (95-98%) கிராஃபைட் மின்முனைகளுக்கு இடையில் சிலிக்கா SiO2 ஐக் குறைப்பதன் மூலம் மின்சார வளைவில் பெறப்படுகிறது. குறைக்கடத்தி தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சி தொடர்பாக, தூய மற்றும் அதிக தூய சிலிக்கான் உற்பத்தி செய்வதற்கான முறைகள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. இதற்கு தூய ஆரம்ப சிலிக்கான் சேர்மங்களின் ஆரம்ப தொகுப்பு தேவைப்படுகிறது, அதிலிருந்து சிலிக்கான் குறைப்பு அல்லது வெப்ப சிதைவு மூலம் பிரித்தெடுக்கப்படுகிறது.
பாலிகிரிஸ்டலின் சிலிக்கான் ("பாலிசிலிகான்") என்பது தொழில்துறையில் உற்பத்தி செய்யப்படும் சிலிக்கானின் தூய்மையான வடிவமாகும் - குளோரைடு மற்றும் ஃவுளூரைடு முறைகளைப் பயன்படுத்தி தொழில்நுட்ப சிலிக்கானை சுத்திகரிப்பதன் மூலம் பெறப்பட்ட ஒரு அரை முடிக்கப்பட்ட தயாரிப்பு மற்றும் மோனோ- மற்றும் மல்டிகிரிஸ்டலின் சிலிக்கான் உற்பத்திக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது.
பாரம்பரியமாக, பாலிகிரிஸ்டலின் சிலிக்கான் தொழில்நுட்ப சிலிக்கானிலிருந்து பெறப்படுகிறது, அதை கொந்தளிப்பான சிலேன்களாக (மோனோசிலேன், குளோரோசிலேன்ஸ், ஃப்ளோரோசிலேன்ஸ்) மாற்றுவதன் மூலம் அதன் விளைவாக வரும் சிலேன்களைப் பிரித்து, தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட சிலேனைச் சரிசெய்தல் மற்றும் சிலேனை உலோக சிலிக்கானாகக் குறைத்தல்.
தூய குறைக்கடத்தி சிலிக்கான் இரண்டு வடிவங்களில் பெறப்படுகிறது: பல படிகங்கள்(துத்தநாகம் அல்லது ஹைட்ரஜனுடன் SiCl4 அல்லது SiHCl3 இன் குறைப்பு, SiI4 மற்றும் SiH4 இன் வெப்ப சிதைவு) மற்றும் ஒற்றைப் படிகமானது(உருகிய சிலிக்கானில் இருந்து ஒரு படிகத்தை உருகுதல் மற்றும் "இழுத்தல்" - Czochralski முறை).

Czochralski முறையைப் பயன்படுத்தி சிலிக்கான் வளரும் செயல்முறையை இங்கே காணலாம்.

சோக்ரால்ஸ்கி முறை- படிகமயமாக்கலின் துவக்கத்துடன் ஒரு பெரிய அளவிலான உருகலின் இலவச மேற்பரப்பில் இருந்து மேல்நோக்கி இழுப்பதன் மூலம் படிகங்களை வளர்க்கும் முறை, கொடுக்கப்பட்ட கட்டமைப்பின் விதை படிகத்தை (அல்லது பல படிகங்கள்) மற்றும் படிக நோக்குநிலையின் இலவச மேற்பரப்புடன் தொடர்பு கொள்ள வேண்டும். உருகும்.

சிலிக்கான் பயன்பாடு

குறைக்கடத்தி சாதனங்கள் (டிரான்சிஸ்டர்கள், தெர்மிஸ்டர்கள், பவர் ரெக்டிஃபையர்கள், தைரிஸ்டர்கள்; விண்கலங்களில் பயன்படுத்தப்படும் சூரிய ஒளிக்கதிர்கள் மற்றும் பல விஷயங்கள்) தயாரிப்பதற்கான பொருளாக சிறப்பாக டோப் செய்யப்பட்ட சிலிக்கான் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
1 முதல் 9 மைக்ரான் வரையிலான அலைநீளங்கள் கொண்ட கதிர்களுக்கு சிலிக்கான் வெளிப்படையானது என்பதால், இது அகச்சிவப்பு ஒளியியலில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
சிலிக்கான் பல்வேறு மற்றும் விரிவடையும் பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. உலோகவியலில் எஸ்ஐ
உருகிய உலோகங்களில் கரைந்த ஆக்ஸிஜனை அகற்றப் பயன்படுகிறது (டீஆக்சிடேஷன்).
சிலிக்கான் ஒரு ஒருங்கிணைந்த பகுதியாகும் பெரிய எண்ணிக்கைஇரும்பு மற்றும் இரும்பு அல்லாத உலோகங்களின் கலவைகள்.
பொதுவாக, சிலிக்கான் உலோகக்கலவைகளுக்கு அரிப்புக்கு அதிக எதிர்ப்பை அளிக்கிறது, அவற்றின் வார்ப்பு பண்புகளை மேம்படுத்துகிறது மற்றும் இயந்திர வலிமையை அதிகரிக்கிறது; இருப்பினும், அதிக அளவில் சிலிக்கான் உடையக்கூடிய தன்மையை ஏற்படுத்தும்.
சிலிக்கான் கொண்ட இரும்பு, தாமிரம் மற்றும் அலுமினிய கலவைகள் மிக முக்கியமானவை.
சிலிக்கா கண்ணாடி, சிமெண்ட், மட்பாண்டங்கள், மின் மற்றும் பிற தொழில்களால் செயலாக்கப்படுகிறது.
அல்ட்ரா-தூய சிலிக்கான் முதன்மையாக ஒற்றை மின்னணு சாதனங்கள் (உதாரணமாக, உங்கள் கணினி செயலி) மற்றும் ஒற்றை சிப் மைக்ரோ சர்க்யூட்களின் உற்பத்திக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது.
தூய சிலிக்கான், அல்ட்ரா-ப்யூர் சிலிக்கான் கழிவுகள், படிக சிலிக்கான் வடிவில் சுத்திகரிக்கப்பட்ட உலோகவியல் சிலிக்கான் ஆகியவை சூரிய ஆற்றலுக்கான முக்கிய மூலப்பொருட்களாகும்.
மோனோகிரிஸ்டலின் சிலிக்கான் - எலக்ட்ரானிக்ஸ் மற்றும் சூரிய ஆற்றல் கூடுதலாக, எரிவாயு லேசர் கண்ணாடிகள் செய்ய பயன்படுத்தப்படுகிறது.

அல்ட்ராபூர் சிலிக்கான் மற்றும் அதன் தயாரிப்புகள்

உடலில் சிலிக்கான்

சிலிக்கான் உடலில் பல்வேறு சேர்மங்களின் வடிவத்தில் காணப்படுகிறது, முக்கியமாக கடினமான எலும்பு பாகங்கள் மற்றும் திசுக்களை உருவாக்குவதில் ஈடுபட்டுள்ளது. சில கடல் தாவரங்கள் (உதாரணமாக, டயட்டம்கள்) மற்றும் விலங்குகள் (உதாரணமாக, சிலிசியஸ் கடற்பாசிகள், ரேடியோலேரியன்கள்) குறிப்பாக பெரிய அளவிலான சிலிக்கானைக் குவித்து, அவை கடல் தரையில் இறக்கும் போது சிலிக்கான் (IV) ஆக்சைட்டின் தடிமனான படிவுகளை உருவாக்குகின்றன. குளிர்ந்த கடல்கள் மற்றும் ஏரிகளில், வெப்பமண்டல கடல்களில் சிலிக்கான் செறிவூட்டப்பட்ட பயோஜெனிக் சில்ட்கள் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன, குறைந்த சிலிக்கான் உள்ளடக்கம் கொண்ட சுண்ணாம்பு மண் மேலோங்குகிறது. நிலப்பரப்பு தாவரங்களில், தானியங்கள், செம்மண்கள், பனை மரங்கள் மற்றும் குதிரைவாலிகள் நிறைய சிலிக்கான்களைக் குவிக்கின்றன. முதுகெலும்புகளில், சாம்பல் பொருட்களில் சிலிக்கான் (IV) ஆக்சைடின் உள்ளடக்கம் 0.1-0.5% ஆகும். சிலிக்கான் அதிக அளவில் அடர்த்தியாகக் காணப்படுகிறது இணைப்பு திசு, சிறுநீரகங்கள், கணையம். தினசரி மனித உணவில் 1 கிராம் வரை சிலிக்கான் உள்ளது. காற்றில் சிலிக்கான் (IV) ஆக்சைடு தூசியின் அதிக உள்ளடக்கம் இருக்கும்போது, ​​​​அது மனித நுரையீரலுக்குள் நுழைந்து சிலிக்கோசிஸ் நோயை ஏற்படுத்துகிறது.

முடிவுரை

சரி, அவ்வளவுதான், நீங்கள் இறுதிவரை படித்து, கொஞ்சம் ஆழமாக ஆராய்ந்தால், நீங்கள் வெற்றிக்கு ஒரு படி நெருங்கிவிட்டீர்கள். நான் வீணாக எழுதவில்லை என்று நம்புகிறேன், குறைந்தபட்சம் யாராவது இடுகையை விரும்பினார். உங்கள் கவனத்திற்கு நன்றி.