Pii (alkuaine) ominaisuudet ominainen kaava. Silicon aukon tarina

Monet nykyaikaisen teknologian laitteita ja laitteistoja on luotu, koska ainutlaatuisia ominaisuuksia aineiden esiinny luonnossa. Ihmiskunta kokeilemalla ja syventämään elementtejä, jotka ympäröivät meitä jatkuvasti päivittää omaa keksintöä - tätä prosessia kutsutaan teknologinen kehitys. Se perustuu yksinkertaisiin, kaikkien saatavilla asioita, jotka ympäröivät meitä jokapäiväisessä elämässä. Esimerkiksi hiekka, mitä se voi olla yllättävää ja epätavallista? Tutkijat pystyivät eristämään sen pii - alkuainetta, jota ilman ei olisi atk-laitteet. Sen soveltamisala on monipuolinen ja on jatkuvassa kasvussa. Se on saavutettu, koska ainutlaatuisia ominaisuuksia piiatomiin, sen rakenne ja mahdollisuus yksinkertainen yhdisteiden muiden aineiden kanssa.

ominaisuus

On jaksollisen järjestelmän, kehitetty D. I. Mendeleevym, pii (alkuainetta) symbolilla Si. Se viittaa ei-metallit, sijaitsee pääasiassa neljännen ryhmän kolmannen ajanjakson, on atomien lukumäärä 14. Sen lähellä hiili ei ole sattumaa: monissa niiden ominaisuudet ovat vertailukelpoisia. Ei esiinny luonnossa puhtaassa muodossa, aktiivisena elementtinä ja on riittävän vahva sidos happi. Pohjamateriaali - piidioksidi, joka on oksidi, ja silikaatit (hiekka). Kun tämä pii (sen luonnollinen yhdiste) on yksi yleisimmistä alkuaineita maailmassa. Massaosuus sisältö on toinen vain happea (yli 28%). Alkuun kuori kerros sisältää piidioksidia muodossa (tämä kvartsi), erilaisia savia ja hiekkaa. Toiseksi yleisin ryhmä koostuu sen silikaatteja. Syvyydessä noin 35 km päässä pintakerrokset järjestetty graniitti ja basaltti talletukset, jotka ovat piiyhdisteet. Pitoisuus prosentteina maan ytimestä ei tajunnut vielä, mutta lähinnä pintakerroksiin vaipan (enintään 900 kilometriä) sisältävät silikaatteja. Koostumus meriveden piin pitoisuus on 3 mg / l, kuun maaperän 40% koostuu yhdisteistä. Kosmos, joka ihmiskunnan mennessä on tutkinut sisältävät tämän alkuaineen suuria määriä. Esimerkiksi, spektrianalyysi meteoriitit, joka lähestyy maaperään etäisyyden, joka on saatavilla tutkijoille, on osoittanut, että ne koostuvat 20% piitä. On mahdollista muodostumisen elämän perusteella tämä osa meidän galaksi.

tutkimusprosessin

Historia löytö alkuaine pii on useita vaiheita. Monet aineet, systematisoida Mendeleev käyttämä ihmiskunnan vuosisatoja. Lisäksi elementit ovat luonnollisessa muodossa, i .e. yhdisteissä, joita ei ole käsitelty kemiallisesti, ja kaikki niiden ominaisuudet eivät olleet tiedossa ihmisille. Prosessissa tutkii kaikki ominaisuudet aineen hän ilmestyi uusia käyttötapoja. Ominaisuudet piin tähän mennessä ei ole tutkittu loppuun asti - tämä elementti on riittävän laaja ja monipuolinen valikoima sovelluksia jättää tilaa uusia löytöjä tuleville sukupolville tutkijoita. Moderni teknologia merkittävästi nopeuttaa tätä prosessia. XIX vuosisadalla, monet kuuluisat kemistit ovat yrittäneet saada puhtaasta piistä. Ensimmäistä kertaa oli mahdollista tehdä Tenaru L. ja J. Gay-Lussac vuonna 1811, mutta löytö elementin kuuluu J. Berzelius, joka pystyi paitsi aineen tunnistamiseksi, mutta myös kuvaamaan sitä. Kemisti Ruotsista sai piitä 1823, tämän hän käytti metallista kaliumia ja kaliumsuola. Reaktio tapahtui katalyytin lämmön muodossa. Tuloksena yksinkertainen aine harmaa-ruskea väri on amorfista piitä. Kide puhdasta elementti saatiin 1855 Sainte-Kler Devilem. Monimutkaisuus liittyy suoraan jakamista suuren lujuuden atomi sidoksia. Molemmissa tapauksissa, kemiallinen reaktio on suunnattu puhdistusprosessia epäpuhtauksista, amorfinen ja kiteinen malleissa on erilaisia ominaisuuksia.

Pii: kemiallinen alkuaine ääntäminen

Etunimi saatu jauhe - Kizel - ehdotti Berzelius. Isossa-Britanniassa ja Yhdysvalloissa pii ja tänään kutsuttiin pii (Pii) tai silikonia (Silicon). Termi juontuu latinan sanasta "Flint" (tai "kivi"), ja useimmissa tapauksissa se sidottu käsite "maa", koska laaja luonnossa. Venäjän ääntäminen kemikaalin on erilainen, se kaikki riippuu lähteestä. Hänet kutsuttiin piidioksidia (Zakharov soveltanut termi vuonna 1810), Sisilia (1824, Dvigubsky, Solovyov), piidioksidia (1825, pelko), ja vain vuonna 1834, Venäjän kemisti Saksan Ivanovit Gess tuo nimi tähän asti käytetty useimmat lähteet - piitä. Jaksollisen Mendele- System hän nimetty symboli Si. Miten lukea alkuaine pii? Monet tutkijat Englanti puhuvissa maissa lausua nimensä "B" tai käyttää sanaa "silikoni". Siksi maailmankuulu nimi laaksoon, joka on tutkimuksen ja valmistus atk laitealusta. Venäjänkielisen väestön viittaa piihin elementtiin (kreikan sanasta "Cliff Mountain").

Koska luonnossa: kentät

Koko vuori järjestelmät koostuvat piiyhdisteitä, jota ei esiinny puhtaassa muodossa, koska kaikki tunnetut mineraalit ovat dioksideja tai silikaatit (alumiinisilikaatteja). Hämmästyttävä kauneus kivien käyttävät ihmiset koristekasvina materiaalia - se opals, ametisteja, kvartsi tyyppi, Jasper, chalcedony, akaatti, vuorikristalli, karneoli ja monet muut. Ne on muodostettu, koska esiintyminen eri piiyhdisteitä määritetty tiheys, rakenne, väri ja suunta käytössä. Arvostelu epäorgaanisia maailmassa voidaan yhdistää sama kemiallinen elementti, joissa ympäristö muodostaa vahvoja siteitä kanssa tai metalleja (sinkki, magnesium, kalsium, mangaani, titaani ja niin edelleen. D.). Verrattuna muihin aineisiin, pii melko helposti louhintaan teollisessa mittakaavassa: se löytyy useimpien malmien ja mineraalien. Siksi aktiivisesti louhittu talletukset ovat sidoksissa edullisin energialähteitä kuin alueelliseen klustereita asia. Kvartsiittia ja kvartsihiekkaa ovat saatavilla kaikissa maissa. Useimmat suuret valmistajat ja pii toimittajat ovat: Kiina, Ranska, Norja, Yhdysvallat (West Virginia, Ohio, Alabama, New York), Australia, Etelä-Afrikka, Kanada, Brasilia. Kaikki valmistajat käyttävät erilaisia tapoja, jotka riippuvat tuotteen (tekninen, puolijohde, korkea-pii). Alkuainetta rikastettu lisäksi tai vaihtoehtoisesti, puhdistettu kaikenlaisia epäpuhtauksia on yksilöllisten ominaisuuksien joka riippuu sen myöhempää käyttöä. Tämä koskee myös ainetta. Pii rakenne määrittelee sen soveltamisalaa.

Käyttöhistoria

Hyvin usein, koska samankaltaisuuden nimet ihmiset sekoittavat piin ja piikivi, mutta nämä käsitteet eivät ole samanlaisia. Olemme selvillä. Kuten jo mainittiin, luonnossa, piitä ei löydy sen puhtaassa muodossa, ei voida sanoa, hänen yhteyksiä (sama piidioksidi). Tärkeimmät mineraalit ja kivet muodostettu dioksidi pohdimme aine - on hiekka (vesi ja piidioksidi), kvartsi ja kvartsiittia, maasälpää ja piikivi. Jälkimmäinen oli kuullut, tulee kaikki, koska se on annettu suuri merkitys ihmiskunnan historiassa. Tällä sitoa kivityökaluihin ihmisten kivikaudella. Sen terävät reunat johtuvat haketus kallioperän, helpottaa suuresti työtä antiikin kotiäidit, ja mahdollisuus teroitus - metsästäjille ja kalastajille. Flint ei ollut vahvuus metallituotteet, mutta epäonnistui välineitä voitaisiin helposti korvata. Sen käyttö sytytinkivellisestä kesti useita vuosisatoja - kunnes keksintö vaihtoehtoisten energialähteiden.

Mitä nykypäivän todellisuuteen, ominaisuuksia piin avulla on mahdollista hyödyntää materiaalia koristeeksi tai perustamalla keraamiset astiat, joissa lisäksi mukava esteettinen ulkonäkö, se on useita erinomaisia toiminnallisia ominaisuuksia. Erillinen suuntaan sen soveltaminen keksinnön ansiosta lasin noin 3000 vuosi sitten. Tämä tapahtuma antoi mahdollisuuden luoda peilit, astiat, lasimaalauksia mosaiikkia sisältävien yhdisteiden piitä. Kaavan lähtöaineet täydennetään tarvittavat komponentit, jolloin tuote saatiin haluttu väri ja vaikutus lasin lujuuteen. Amazing kauneutta ja erilaisia taideteoksia tehtiin miehen mineraaleista ja kiviainekset, jotka sisältävät piitä. Parantavan ominaisuuksia tämän elementin ovat kuvanneet tutkijat antiikin ja käyttää koko ihmiskunnan historian. He säädetyn kuoppiin juomaveden varastointiin käytettävien tuotteiden jokapäiväisessä elämässä ja lääketieteessä. Jauhe on saatu jauhamalla levitettiin haavat. Erityistä huomiota kiinnitettiin vettä, joka vaatii potin valmistettu yhdisteitä, jotka sisältävät piitä. Alkuainetta koostumus vuorovaikutuksessa sen kanssa, jolloin numero tuhota patogeeniset bakteerit ja mikro-organismeja. Eikä kaikilla aloilla, joilla pohdimme aine on erittäin kysynnän. piin rakenne aiheuttaa sen monitoiminnallisuuteen.

ominaisuudet

Katso lisätietoja ominaisuuksista materiaalin on tutkittava, kun otetaan huomioon kaikki mahdolliset ominaisuudet. Suunnitelma elementti pii-kemialliset ominaisuudet ovat fysikaalisia ominaisuuksia, sähköiset parametrit, tutkimus yhdisteitä ja reaktio-olosuhteet niiden kulkua ja t. D. Silicon kiteisessä muodossa on tumman harmaa väri, jossa on metallinen kiilto. Pintakeskinen kuutio hilan Muistuttaa hiiltä (timantti), mutta koska pidempi linkkejä ei ole yhtä vahva. Muovi se tekee kuumentamalla 800 ^{° C,} muissa tapauksissa, se on hauras. Fysikaaliset ominaisuudet piin tekevät siitä ainutlaatuisen aine: se on infrapunasäteilyä. Sulamispiste - 1410 ⁰ ° C ja kiehumispisteen - 2600 ⁰ C: ssa, tiheys normaaliolosuhteissa - 2330 kg / m ^3. Lämmönjohtavuus ei ole vakio eri näytteiden se vastaanotetaan likiarvo 25 ⁰ C. ominaisuudet piiatomiin sallia sen käyttöä puolijohde. Tällaiset sovellukset ovat kysytyimmän nykymaailmassa. Suuruus johtavuus vaikuttaa koostumuksen pii- ja elementit, ovat niiden yhteydessä. Niin, parannetun sähkönjohtavuus käytetään antimoni, arseeni, fosfori, ja rei'itetty - alumiini, gallium, boori, indium. Luotaessa laitteita käytetään piitä ohjauspinta käsittely aineen kanssa, joka vaikuttaa laitteen toimintaa.

Ominaisuudet piitä erinomainen käytetyn johtimen melko laajasti nykyajan välineen valmistus. Erityisen tärkeää sen käyttöä valmistuksessa kehittyneemmät laitteet (esim moderni tietokonelaitteita, tietokoneet).

Pii: ominainen alkuainetta

Useimmissa tapauksissa, pii on neliarvoinen, on myös tiedonannon, jossa se voidaan asettaa kaksi. Normaaliolosuhteissa se on huonosti aktiivinen, on vahva yhdiste huoneenlämpötilassa voi reagoida ainoastaan fluorilla kaasumaisessa aggregaattitilassa. Tämä johtuu estovaikutus Dioxide pinta kalvo, joka havaitaan vuorovaikutus ympäristön happea tai vettä. Edistää välttämättömien reaktioiden käyttää katalyyttiä: lämpötilan nousu on ihanteellinen aine, kuten piitä. Alkuainetta reagoi hapen kanssa 400-500 ⁰ C: ssa, tuloksena dioksidi kalvo kasvaa, hapettamalla. Kun lämpötila nostetaan 50 ⁰ C: ssa reaktio bromin, kloorin, jodin, jolloin haihtuvat halidit muodostettu. Happojen kanssa, piitä ei reagoi, lukuun ottamatta seosta fluorivetyhapon ja typpihapon, kun taas mitään alkalia kuumennetussa tilassa on liuotin. Tuotettujen silaanien vain hajottamalla silisideistä reaktiossa vedyn kanssa ei pääse sitä. Korkein lujuus ja kemialliset yhdisteet eroavat passiivisuus boorin ja hiilen. Korkea vastustuskyky emäksiä ja happoja yhdisteen kanssa typpeä, joka tapahtuu lämpötiloissa yli 1000 ⁰ C silisidit saadaan reaktiolla metallien, ja tässä tapauksessa riippuu valenssi täydentävä osa, joka osoittaa piitä. Kaavan muodostunut aine, johon siirtymämetalli on hapon-. Rakenne piiatomiin suoraan vaikuttaa sen ominaisuuksiin ja kyky olla vuorovaikutuksessa muiden elementtien kanssa. Prosessin muodostumista sidosten luonne ja kun se altistetaan aine (laboratoriossa, teollisuus) eroaa merkittävästi. Piin rakenne olettaa sen kemiallista toimintaa.

rakenne

Piirirakennetta piiatomiin on omat ominaisuudet. Maksu ydin 14, joka vastaa sekvenssin numero jaksollisen järjestelmän. Useita varattuja hiukkasia: protoneita - 14; elektroni - 14; neutronit - 14. piirirakennetta piiatomiin on seuraava: Si +14) 2) 8) 4. viimeinen (ulkoinen) elektronin taso on 4, joka määrittää hapetusaste kanssa merkki "+" tai "-". Piioksidi on kaava SiO ₂ (valenssi 4+), haihtuvien vety-yhdiste - _SiH4 (valenssi on -4). Suuri määrä piiatomiin voivat joissakin yhdisteillä on koordinoituja 6, kuten yhdiste, jolla on fluoria. Moolimassa - 28 atomisäde - 132 ps, elektroni kuori kokoonpano: 1S 2S ^{2 2} 3S ^{2 6} 2P 3P ^2.

hakemus

Pinta-aktiivisia aineita tai täysin seostettua piitä käytetään puolijohde, kun luodaan paljon, kuten tarkkuus, laitteet (esim., Aurinkokennot, transistorit, tasasuuntaajan ja t. D.). Ultrapure piitä käytetään luomaan aurinkokennot (energia). Tyyppi yksittäinen kide on valmistuksessa käytettävien peilien ja laser kaasu. Piiyhdisteet saatu lasi, keraaminen laatta, keramiikka, posliini ja keramiikka. Erilaisia tyyppejä tuotettujen tavaroiden on vaikea kuvailla, niiden hyödyntämistä esiintyy jokapäiväisessä elämässä, taidetta ja tiedettä, työpaikalla. Saatu sementti on raaka-aine luoda sekoituksia ja tiili viimeistely materiaaleja. Jakelu öljyjä, voiteluaineita, jotka perustuvat silikoniin yhdisteitä voidaan merkittävästi vähentää kitkaa liikkuvien osien monia mekanismeja. Silisidit johtuen ainutlaatuisia ominaisuuksia aggressiivisia väliaineita laskuri (hapot, lämpötilat) käytetään laajalti teollisuudessa. Heidän sähkö-, ydin- ja kemialliset indikaattorit otetaan huomioon asiantuntijoiden monimutkainen tuotantoja, näyttelee ei pieni rooli ja rakenne piiatomiin.

Olemme listanneet eniten korkean teknologian ja kehittyneiden mennessä hakemuksen. Yleisin, jota tuotetaan suurina määrinä Tekninen piitä käytetään useilla tavoilla:

1. Raaka-aineena puhtaan aineen.
2. Seosteaineiden metallurgisen teollisuuden: n läsnä ollessa piin lisää vastareaktioita, parantaa korroosionkestävyyttä ja mekaaninen lujuus (ylimäärällä Tämän elementin metalliseos voi tulla liian hauras).
3. Hapenpoistajana poistamiseksi ylimääräisen hapen metallista.
4. Raaka-aineita silaanien (Si-yhdisteet orgaanisten aineiden).
5. Vedyn tuotanto pii-rauta-seoksen.
6. Tuotanto aurinkopaneelit.

Suuri arvo aineen ja normaalin toiminnan ihmisen elimistöön. Piin rakennetta, sen ominaisuuksia ovat tässä tapauksessa ratkaiseva. Tällöin ylijäämä tai sen puute aiheuttaa vakavia sairauksia.

Ihmiskeho

Lääkettä pitkään käyttäen piitä bakterisidisen ja antiseptinen. Mutta kaikki edut ulkokäyttöön tämä elementti on jatkuvasti uusittava ihmiskehossa. Normaalilla tasolla sen sisältö paranee elämään yleensä. Jos puutteesta yli 70 hivenaineita ja vitamiineja ne metaboloituvat kehossa, mikä on huomattavasti vähemmän vastustuskykyä erilaisia sairauksia. Prosentuaalisesti eniten piitä havaitaan luun, ihon, jänteiden. Hän roolissa rakenteellinen elementti, joka tukee voimaa ja antaa kimmoisuutta. Kaikki luuston kovaan kudokseen muodostuu kustannuksella sen yhdisteitä. Seurauksena viimeaikaisista tutkimuksista löysi piipitoisuus munuaisissa, haimassa ja sidekudoksen. Rooli näiden elinten toiminnan kehossa on melko suuri, mikä vähentää sen sisältö on haitallinen vaikutus moniin tunnuslukuihin toimeentulon. Päivä ruoan ja vesistöön annetaan 1 g piitä - tämä auttaa välttämään mahdolliset sairaudet kuten tulehdus ihon pehmeneminen luiden, muodostumista kiviä maksa, munuaiset, näön hämärtyminen, hiusten ja kynsien olosuhteissa ateroskleroosin. Kun riittävä sisällöstä elementin kasvaa immuniteetti, normalisoi aineenvaihdunnan, parantaa imeytymistä monet elementit, jotka tarvitaan ihmisen terveydelle. Suurin piidioksidin määrä - viljassa, retiisiä, tattari. Tuo merkittäviä etuja piihin vettä. Määrittää lukumäärä ja sen käyttö on parasta kuulla asiantuntijan kanssa.