Kisel och dess föreningar. Kisel i naturen. Användningen av kisel

En av de mest populära i området och industri element är kisel. Att det är skyldig sina ovanliga egenskaper. Idag finns det många olika föreningar i denna del, som spelar en viktig roll i syntesen och skapande av tekniska produkter, glas, glas, utrustning, byggmaterial, smycken och andra industrier.

Allmänna egenskaper av kisel

Om vi betraktar läget för kisel i det periodiska systemet, är det möjligt att säga:

1. IV ligger i huvudgrupperna i gruppen.
2. Sekvensnumret 14.
3. Atommassa 28,086.
4. Den kemiska symbolen Si.
5. Namn - kisel, eller på latin - kisel.
6. Den elektroniska konfigurationen av det yttre skiktet 4e: 2e: 8e.

Kristallgittret av kisel liknar diamant-gittret. Noderna är anordnade atomer, dess typ - en ytcentrerad kubisk. Men på grund av den större längden av kommunikations fysikaliska egenskaperna hos kisel skiljer starkt från egenskaperna hos kol allotropisk modifikation.

Fysikaliska och kemiska egenskaper

Det finns två allotropisk modifikation av elementet: amorf och kristall. De är mycket lika. Emellertid, såsom är fallet med andra material, den huvudsakliga skillnaden mellan dem - den kristallina kiselgitter.

I det här fallet, båda versionerna - ett pulver av olika färger.

1. Kristallint kisel är en glänsande mörkgrått pulver-liknande metall. Dess struktur motsvarar diamant, men olika egenskaper. Den har:

• bräcklighet;
• låg hårdhet;
• halvledar egenskaper;
• Smälttemperatur av 1415 ⁰ C;
• densitet 2,33 g / cm ^3;
• det kokande temperatur av 2700 ⁰ C.

Dess kemiska aktivitet är låg jämfört med andra allotropisk form.

2. Amorft kisel - brunt brunt pulver, har strukturen silnorazuporyadochennogo diamant. Reaktivitet är tillräckligt hög.

I allmänhet bör det noteras att reagera kisel ogillar. För att göra den att reagera, är nödvändigt Temperatur ej mindre än 400-500 ⁰ C. Olika kemiska föreningar som bildas av kisel under dessa betingelser. Till exempel:

• oxider;
• halogenider;
• självmord;
• nitrider;
• borider;
• karbider.

Kanske interaktionen av kisel med salpetersyra eller ett alkali, som kallas en etsningsprocess. Omfattande silikoner, som nu blir allt vanligare.

Att vara i naturen

Kisel naturligt i ganska betydande mängd. Det är på andra plats efter syre prevalens. Dess vikt fraktionen är ca 30%. Havsvatten innehåller också ett aktivt element i en koncentration av 3 mg / L. Därför kan vi inte säga att kisel i naturen - det är en sällsynt inslag.

Tvärtom, det finns många olika bergarter och mineraler, som en del av vilka den förekommer och från vilken den kan extraheras. De vanligaste naturliga kiselföreningar är:

1. Silica. Den kemiska formeln SiO _2. Det är ganska olika former av mineraler och stenar på sin bas: sand, flinta, fältspat, kvarts, bergkristall, ametist, kalcedon, karneol, opal, Jasper, och andra.
2. Silikater och aluminiumsilikater. Kaolin, fältspat, glimmer, kiselsyrasalter, asbest, talk.

Således en stor spridning i naturen kisel och dess föreningar är populära och efterfrågan på personer som ska användas för tekniska ändamål.

Kisel och dess föreningar

Eftersom ren anses existera elementet kan därför inte ha olika betydelse av dess föreningar. Från kemisk synpunkt kan det vara tre oxidationstillstånd 2, 4, -4. Med utgångspunkt från detta, och även på grund av deras tröghet, men särskilt vid den kristallina gitterstrukturen, alstrar den följande huvudsakliga typer av ämnen:

• binära föreningar med ickemetaller (silan, karbid, nitrid, fosfid, och så vidare;
• oxider;
• kiselsyra;
• metallsilikater.

Låt oss fundera över hur viktig kisel och dess föreningar, är den vanligaste och populärt för människor.

kiseloxider

Det finns två typer av ämnen som uttrycks av formeln:

• SiO;
• SiO _2.

Men den mest använda har koldioxid. Det finns i naturen i form av en mycket vacker halvädelstenar:

• agat;
• kalcedon;
• opal;
• karneol;
• jasper;
• ametist;
• rhinestone.

Användningen av kisel i denna form har funnit sin tillämpning vid tillverkning av smycken. Otroligt vackert guld och silver smycken gjorda med dessa HALV och halvädelstenar.

Några variationer av kiseldioxid:

• kvarts;
• floden och kvartssand ;
• flinta;
• fältspat.

Användningen av kisel i sådana typer som genomförs i konstruktion, teknik, elektronik, kemisk industri, metallurgi. Tillsammans de listade oxider avser ett enskilt ämne - kiseldioxid.

Karbid Kremniya och dess användning

Kisel och dess föreningar - ett material av framtiden och nuet. Ett sådant material är kiselkarbid eller karbid av elementet. Den kemiska formeln av SiC. Den förekommer i naturen som mineralet moissanite.

I ren form av kol och kiselförening - är vackra, genomskinliga kristaller, diamantliknande struktur. Men för tekniska ändamål används målade i grönt och svart färg material.

Huvuddragen i ämnet, vilket gör att dess användning inom industrin, teknik, kemisk industri, följande:

• stort gap halvledare;
• mycket hög hållfasthet (7 Mohs skala) ;
• motståndskraftig mot höga temperaturer;
• utmärkt elektroustoychivost och termisk ledningsförmåga.

Allt detta tillåter användning av kiselkarbid såsom ett slipmaterial i metallurgi och kemisk syntes. Det är också baserade lysdioder producerar ett brett spektrum av åtgärder, delar till glasugnen, munstycken, ficklampor, (uppskattat moissanite FIANITE ovan) smycken.

Silan och dess betydelse

Vätekiselföreningen är silan och namnet kan inte erhållas genom direkt syntes från utgångsmaterial. För att erhålla de olika metall silicider används, vilka utsätts för syrabehandling. Som ett resultat, är silangasen frigörs och bildar ett metallsalt.

Det är intressant att föreningen i fråga aldrig har producerat ensam. Alltid i reaktionen av en blandning av mono-, di- och Trisilane i vilka kiselatomer är sammanlänkade i kedjor.

På egenskaperna hos dessa föreningar - starkt reduktionsmedel. Själva så lätt oxideras av syre, ibland explosivt. Häftig reaktion med halogener alltid med mycket energi release.

Tillämpningen av följande silaner:

1. Reaktioner av organisk syntes, som ett resultat av vilket det är viktigt att silikoner - silikon, gummi, tätningsmedel, smörjmedel, emulsioner och andra.
2. Microelectronics (LCD-skärmar, integrerade tekniska diagram, etc.).
3. Hög renhet polysilikon.
4. Tandprotetik.

Således är hög silan i den moderna världen.

Kiselsyra och silikater

Hydroxid av elementet - de är olika kiseldioxider. urskiljas:

• meta;
• o;
• polykisel och andra syror.

Alla av dem har gemensamma drag - den extrema obalansen i fritt tillstånd. De är lätt bryts ned av värme. Under normala förhållanden, det är kortlivade, roterande först till en sol och därefter en gel. Efter torkning, de kiseldioxidgeler är sådana strukturer kallas. De används som adsorbenter i filter.

Viktigt ur synvinkel industrin, är salter av kiselsyror - silikater. De är grunden för upprättandet av sådana ämnen, såsom:

• glas;
• betong;
• cement;
• zeolit;
• kaolin;
• porslin;
• lergods;
• kristall;
• keramik.

Alkalimetallsilikater - lösliga, resten - nej. Därför är natrium- och kaliumsilikat kallas vattenglas. Normal brev lim - detta är natriumsaltet av kiselsyra.

Men de mest intressanta föreningar är alla av samma glas. Som enda alternativ för denna substans ingen aning! Idag, med tanke på färgade, optiska, matt alternativ. Glas är häpnadsväckande i sin prakt och mångfald. Vid tillsats viss metall och icke-metalloxider till blandningen kan erhålla en mängd olika typer av glas. Ibland till och med samma sammansättning, men olika procentsatser av komponenterna leder till en skillnad i egenskaper hos ämnet. Exempel är porslin och lergods, vilken formel SiO ₂ * AL ₂ O ₃ * K ₂ O.

Kvartsglas - är en form av produkt med hög renhet, vars sammansättning beskrivs som kiseldioxid.

i kiselföreningar Discovery den

Under de senaste åren har studier visat att kisel och dess föreningar - de viktigaste deltagarna i det normala tillståndet för levande organismer. C-brist eller överskott av ett givet element associerade sjukdomar såsom:

• cancer;
• tuberkulos;
• artrit;
• katarakter;
• lepra;
• dysenteri;
• reumatism;
• hepatit och andra.

Åldringsprocesser själva är också förknippade med den kvantitativa innehåll av kisel. Talrika försök på däggdjur har visat att avsaknaden av ett element som har hjärtattacker, stroke, cancer och hepatit C-virus är aktiverad.