실리콘 : 응용 프로그램, 화학 및 물리적 특성

자연의 가장 일반적인 요소 중 하나 - 그것은 규소, 또는 실리콘이다. 이러한 넓은 분포는 문제의 중요성과 의미를 나타냅니다. 그것은 빠르게 이해하고 실리콘을 활용하는 방법을 배운 사람들을 배웠습니다. 그것의 사용은 우리가 더 얘기하자있는 특별한 속성을 기반으로합니다.

실리콘 - 화학 요소

당신은 주기율표의 상황에서이 항목에 대한 설명을 제공하는 경우, 다음과 같은 중요한 점을 확인 할 수 있습니다 :

1. 일련 번호 - (14).
2. 기간 - 세 번째 작은.
3. 그룹 - IV.
4. 하위 그룹 - 홈.
5. 외부 전자 껍질의 구조는 화학식 ² 3S 3P ^(2)에 의해 ^{표현된다.}
6. 화학 소자를 Si으로 "규소"으로 발음 기호에 의해 표시된다.
7. 산화 상태는 발휘한다 : 27; 이; 4.
8. 원자의 원자가는 IV이다.
9. 실리콘 원자량은 28.086이다.
10. 자연에서, 질량 번호 28, 29, 30를 가진 요소의 세 가지 안정 동위 원소가있다.

따라서, 도면의 화학적 관점에서 규소 원자 - 요소가 충분히 연구는 상이한 특성의 다양성을 설명했다.

발견의 역사

고대 사람들은 속성과 그들 중 많은 사람들의 이름에 대해 알고 사용하기 때문에 인기있는 대량의 콘텐츠의 성격 때문에, 요소의 다른 화합물이었다. 순수 실리콘은 오래 화학 인간의 지식의 경계를 넘어 남아있다.

국내 및 선진국에서 사용 된 가장 인기있는 화합물은, 고대 문화 (이집트, 로마, 중국 rusichi, 페르시아 등)를 기반으로 세미 보석 돌이었다 실리콘 산화물. 이들은 다음을 포함한다 :

• 오팔;
• 크리스탈 바위;
• 토파즈;
• 녹옥;
• 오닉스;
• 옥수 등이있다.

또한 오래된 석영을 사용했다 석영 모래 건설 사업을. 많은 과학자 및 촉매, 및 높은 온도, 심지어는 전기를 이용하여, 다른 화합물과 구별하기 위해 헛된 시도하지만 그러나, 실리콘 원소는 XIX 세기까지 미해결 남았다. 이 같은 밝은 마음이다 :

• 칼 쉴;
• 게이뤼삭;
• Tenar;
• Gemfri 데비;
• Antuan Lavuaze.

성공적으로 순수한 실리콘은 1823 년 옌스 제이콥스 Berzelius을 성공 취득 구현합니다. 이를 위해 그는 실리콘과 금속 칼륨 합금 불소 증기 경험을 보냈다. 그 결과, 소자의 비정질 수정한다. 같은 과학자는 오픈 원자의 라틴어 이름에 초대되었다.

또 이후, 1855 년, 다른 과학자 - 세인트 클레어 데빌 - 결정질 실리콘 - 다른 동소체의 다양한 합성 할 수 있었다. 이 요소와 속성에 대한 지식 때문에 매우 빠르게 보충되었다. 사람들은 아주 잘 자신의 요구를 충족하기 위해 사용될 수있는 독특한 기능을 가지고 있음을 깨달았다. 따라서, 오늘날 대부분의 전자 및 기술 항목 후에 모색 중 하나는 - 실리콘입니다. 그것의 사용은 매년 국경을 확대하고 있습니다.

1831 년 원자 과학자 헤스을 부여 러시아어 이름입니다. 그것은이 일이하고 붙어입니다.

자연의 목차

자연 보급 실리콘은 산소 초이다. 29.5 % - 지각으로 구성된 다른 원자에 비해 그 비율입니다. 또한, 탄소와 규소 - 서로 연결하는 회로를 형성 할 수있는 두 요소 특수. 마지막으로 그가이 암석권, 수권 및 바이오 매스에서 찾을 수있는 부분으로, 400 개 이상의 서로 다른 천연 광물 이유입니다.

정확히 어디 실리콘을 포함?

1. 토양의 깊은 층에서.
2. 바위, 저수지 및 배열.
3. 수역, 특히 해양과 바다의 바닥에서.
4. 동물의 왕국에서 식물과 해양 생물합니다.
5. 인간과 육지 동물에서.

당신은 실리콘의 다량 존재하는의 일환으로 가장 일반적인 광물과 암석의 일부를 표시 할 수 있습니다. 화학 그들 순수 원소의 중량 함량이 75 % 내에 도달되도록한다. 그러나 정확한 그림은 재료의 종류에 따라 달라집니다. 그래서, 바위와 광물 실리콘 함량 :

• 장석;
• 운모;
• 각섬석;
• 오팔;
• 옥수;
• 규산염;
• 사암;
• 알루미늄 규산염;
• 점토 및 기타.

껍질 및 해양 동물의 외골격에 축적, 실리콘은 결국 연못의 바닥에 강한 실리카 예금을 형성한다. 이것은이 요소의 천연 자원 중 하나입니다.

결정의 형태로 - 또한,이 규소가 순수한 원시 형태로 존재할 수 있음을 발견했다. 그러나 그러한 예금은 매우 드물다.

실리콘의 물리적 특성

물리적, 화학적 특성 세트의 요소의 특성을주는 경우에, 우선은 물리적 매개 변수를 지정하는 것이 필요하다. 여기에 몇 가지 기본입니다 :

1. 비정질과 결정질의 모든 속성이 다른 - 두 개의 변형 동소 존재한다.
2. 이러한 관점에서 탄소와 실리콘이 거의 동일하기 때문에 결정 격자는, 다이아몬드와 매우 유사하다. 그러나, (실리콘의 이상) 다른 원자의 사이의 거리, 따라서 다이아몬드 더 힘들어 강한. 격자 형 - 면심 입방.
3. 이 제품은 매우 부서지기 쉬운 높은 온도에서 소성된다.
4. 용융 온도는 1415˚S입니다.
5. 비점 - 3250˚S합니다.
6. 물질의 밀도 - 2.33 g / cm ^3.
7. 색상 연결 - 실버 그레이는, 특성 금속 광택을 표현했다.
8. 그것은 여러 에이전트의 추가에 따라 변화 할 수있는 좋은 반도체 특성을 가지고 있습니다.
9. 물, 유기 용매 및 산에 불용성.
10. 특히 알칼리에 용해된다.

실리콘의 물리적 특성을 참조하십시오 그것을 관리하는 사람을 활성화하고 다양한 제품을 만드는 데 사용합니다. 예를 들어, 속성은 사용 반도 순수한 실리콘 전자 제품을 기반으로.

화학적 특성

규소의 화학적 성질이 강하게 반응 조건에 따라 다르다. 우리는 표준 설정에서 순수한 물질에 대해 이야기하면, 당신은 매우 낮은 활동을 표시해야합니다. 결정과 비정질 실리콘 모두 매우 불활성이다. (불소 제외), 강한 산화제와 강한 환원제와 상호 작용하지 마십시오.

이것은 추가적인 상호 작용을 방지하는 재료 산화막의 표면이 _{SiO2로 즉시} 형성된다는 사실에 기인한다. 물, 공기 및 증기의 영향을 받아 형성 될 수있다.

표준 조건 변경 400S 이상의 온도로 규소를 가열 한 경우, 그 반응은 강력하게 증가한다. 이 경우, 반응합니다 :

• 산소;
• 할로겐 모든 종류;
• 수소.

온도의 점진적 증가, 붕소, 질소 및 탄소와의 반응에 의한 생성물의 형성. 특히 중요한 것은 실리콘 카바이드이다 - SiC를, 그것이 좋은 연마재 때문이다.

또한, 실리콘의 화학적 특성은 명확하게 금속과 반응에서 볼 수 있습니다. 그들에 대한 그는 산화제, 그래서 제품은 실리사이드이라고합니다. 이러한 화합물들은 알려져있다 :

• 알칼리성;
• 알칼리성;
• 전이 금속.

철 화합물과 실리콘 합금 때 얻어지는 특이한 특성을 갖는다. 그것은 규소 철 도자기의 이름을 곰 성공적으로 산업에 적용되었습니다.

복잡한 물질 때문에, 실리콘 입력하지 않는 경우에만 용해 할 수 그들의 종의 모든 반응과 함께 :

• 왕수 (염산과 질산의 혼합물);
• 가성 알칼리.

따라서, 용액의 온도는 60 ℃ 이상이어야한다 그것을 강도와 불활성을 제공, 다이아몬드 안정적인 결정 격자 -이 모든 물리적 기초 자료를 확인한다.

제조 방법

순수한 형태의 실리콘의 준비 - 과정은 경제적으로 매우 비싸다. 금속과 탄소의 형태로 불순물이 남아있는 동안 또, 그 특성 중 하나의 방법 덕택으로는 단지 90-99 % 순수 생성물을 제공한다. 그러니 그냥 물건이 충분하지 않습니다 얻을. 그것은 외국 요소의 질적 명확도해야한다.

일반적으로, 실리콘의 생산은 두 가지 방법으로 수행됩니다 :

1. 순수한 실리콘 산화물을 그런가 ₂ 하얀 _모래. 활성 금속 (일반적으로 마그네슘)으로 소성 변형하면, 비정질 형태의 자유 소자가 형성된다. 이 방법의 생성물 순도는 99.9 %의 수율로 수득 높다.
2. 산업 규모보다 일반적인 방법 - 전문 열 가마에서 코크스와 용융 소결 모래. 이 방법은 러시아 과학자 Beketovym N. N에 의해 개발되었다

또한 치료 제품 방법을 청소에 노출됩니다. 이러한 목적으로, 산 또는 할로겐 (클로로 플루오로).

비정질 실리콘

우리는 별도의 각 고려하지 않은 경우 실리콘의 특성은 완전하지 않습니다 동소 수정. 그 중 첫 번째는 - 비정질이다. 이 상태 간주 접촉 재료 중에 미세하게 분산 갈색 분말 갈색이다. 매우 흡습성이며, 이는 가열시 충분히 높은 반응성을 나타낸다. 불소 - 표준 조건에서 강한 산화제와 만 상호 작용할 수 있습니다.

호출 비정질 실리콘은 결정의 종류 완전히 정확하지 않다. 결정의 형태로 존재하는 미분 된 실리콘 형태 - 그 격자 물질이 있음을 보여준다. 따라서, 이와 같이, 이러한 수정 - 같은 화합물.

그러나, 그들의 특성 때문에 동소체의 말을 다릅니다. 자체로 비정질 실리콘 svetopoglotitelnoy하는 높은 능력을 가지고있다. 또한, 특정 상황에서,이 표시는 동일한 결정질 형태에서보다 훨씬 빠르다. 따라서 산업 목적을 위해 사용됩니다. 이 형태 (분말) 화합물 쉽게 플라스틱 또는 유리인지, 모든 표면에 적용된다. 비정질 실리콘이 때문에, 사용하기에 적합하다. 응용 프로그램은 서로 다른 크기의 태양 전지의 제조를 기반으로합니다.

박막 재료의 마모로 인해 매우 빠르게 이러한 유형의 배터리의 마모 만의 사용과 수요 있지만 단지 성장하고있다. 결국, 심지어 비정질 실리콘을 기반으로 태양 전지의 짧은 수명에 전체 기업을위한 에너지를 제공 할 수 있습니다. 또한, 낭비없이 이러한 물질의 생산이 경제적 만든다.

화합물 활성 금속, 예컨대 나트륨, 마그네슘의 변형을 감소시킴으로써 제조.

결정 실리콘

요소의 반짝이 은색 회색 수정. 그것은이 양식은 가장 일반적이고 가장 인기입니다. 이것은 그 물질이 갖는 질적 특성 세트에 의해 설명한다.

그들 중 몇몇만큼 실리콘 결정 격자의 특성은 그 분류 유형을 포함한다 :

1. 전자 품질 - 가장 깨끗하고 가장 높은. 이것은 매우 민감한 악기를 구축하는 전자 제품에 사용되는 종류이다.
2. 태양 전지용. 이름 자체가 사용의 영역을 정의합니다. 또한 높은 품질과 장기 실행 태양 전지 패널을 만들 필요가 사용하는 상당히 고순도 실리콘이다. 결정 구조를 기반으로하는 광전 변환 소자보다 질적 기판의 다양한 유형에 스퍼터링 법에 의해 비정질 변형을 사용하여 제조 비해 내마모성이다.
3. 실리콘 기술. 물질의 이러한 종류의 약 98 % 순수 요소를 포함하는 샘플을 포함하고 있습니다. 모든 나머지는 불순물의 다양한 형태로 이동 :

• 붕소;
• 알루미늄;
• 클로로;
• 탄소;
• 인 등.

문제의 물질의 후자의 종류는 실리콘 다결정을 얻기 위해 사용된다. 이렇게하려면 재결정 과정을 수행한다. 그 결과, 순도는 태양 전지 및 전자 질의 그룹에 귀속 될 수있는 제품으로 획득.

자연 실리콘으로 -는 비정질 및 결정 변형 사이의 중간이다. 이러한 실시 예는 쉽게 작업 의해, 재활용 및 불소 및 염소를 세정 할 것이 좋다.

다음과 같이 결과를 분류 할 수있는 제품 :

• multisilicon;
• 단결정;
• 모양의 결정;
• 스크랩 실리콘;
• 실리콘 기술;
• 조각 및 재료의 조각 형태의 폐기물의 생산.

그들 각각의 산업에서 사용되는 완전히 사람에 의해 사용된다. 따라서, 제조 공정은, 규소 비 폐기물로 간주된다. 이로 인해 품질에 영향을주지 않고, 그 경제적 가치를 감소시킨다.

순수한 실리콘을 사용하여

실리콘 제조 산업은 잘 확립되어 그 규모는 매우 부피가. 이것은 빈 등의 요소, 그리고 다양한 화합물의 형태로는, 광범위하고 과학 기술의 다양한 분야에서 수요가 있다는 사실 때문이다.

그것은 어디에서 가장 순수한 형태의 결정과 비정질 실리콘을 사용됩니까?

1. 합금화 첨가, 야금, 능력은 금속 및 합금의 특성을 변경한다. 따라서, 강철의 용해에 사용되는 주철된다.
2. 제조 청소기 실시 떠나는 물질의 종류 - 폴리.
3. 와 실리콘 화합물 유기물 - 오늘 특히 인기가 화학 산업입니다. 실리콘 재료는기구, 도구 및 훨씬 더의 제조, 의약품에 사용됩니다.
4. 다양한 태양 전지 패널의 생산. 에너지를 얻는이 방법은 미래에 가장 유망한 중 하나입니다. 친환경, 비용 효율적이고 hardwearing - 같은 전기의 주요 장점.
5. 아주 긴 시간 동안 사용되는 실리콘 라이터. 심지어 고대 사람들은 화재의 점화를 위해 부싯돌의 불꽃을 사용했다. 이 원칙은 라이터의 다양한 종류의 생산을위한 기초이다. 오늘날, 플린트가 더 빠른 결과 (아크) 제공하는 특정 조성의 합금에 의해 대체되는 종이있다.
6. 전자와 태양 에너지.
7. 가스 레이저 장치의 생산 zerkalets.

따라서, 순수한 실리콘은 중요하고 필요한 제품을 만드는 데 사용할 수 있도록 유리하고 특별한 속성을 많이했다.

실리콘 화합물의 용도

순물질 외에도 널리 사용되어 다양한 실리콘 화합물이다. 규산염이라고 전체 산업이있다. 그것은이 멋진 항목을 포함하는 다양한 물질의 사용을 기반으로합니다. 무엇을 연결하고 그 생산?

1. 석영 모래 또는 강 - 그런가 _2. 그것은 건물 및 시멘트, 유리 등의 장식 재료의 제조에 사용됩니다. 이러한 재료를 사용하는 것은 잘 알려져있다. 건설 중에 실리콘 화합물의 중요성을 확인하는 데이터 성분이없는 것은 아니다.
2. 토기, 도자기, 벽돌 등의 재료 및이를 기반으로 한 제품을 포함하는 규산염 세라믹스. 이러한 구성 요소는 식기, 장식, 가정 용품, 건축과 인간 활동의 국내 분야의 제조, 의약품에 사용됩니다.
3. 실리콘 화합물 - 실리콘, 실리카, 실리콘 오일.
4. 규산 접착제는 - 불꽃과 건설, 사무실로 사용됩니다.

세계 시장에 따라 다르지만 (결정의) 킬로그램 당 100 러시아 루블의 하향 마크를 교차하지 않는 가격있는 실리콘은 인기와 가치있는 물질이다. 자연적으로,이 요소의 화합물뿐만 아니라 널리 적용.

실리콘의 생물학적 역할

의미없이 실리콘의 몸에 대한 중요성의 관점에서. 다음과 같이 조직에 그것의 내용과 유통은 다음과 같습니다

• 0.002 % - 근육;
• 0.000017 % - 뼈;
• 혈액 - 3.9 ㎎ / ℓ.

매일 실리콘의 약 일g에 해당한다, 또는 질병을 개발할 것입니다. 치명적인 그러나 장기간의 기아 실리콘가 리드, 그들 가운데되지 않습니다 :

• 탈모;
• 여드름과 여드름의 모양;
• 취약성과 뼈의 취성;
• 모세관 광 투과율;
• 피로와 두통;
• 수많은 타박상과 멍의 출현.

정상적인 성장과 발달에 필요한 필수 미량 요소 - 식물, 실리콘하십시오. 동물 연구는 그 개인이 일상 실리콘의 충분한 양을 소비하는 사람들, 더 나은 성장하는 것으로 나타났습니다.