シリコン（化学元素）特性特性式。 シリコンオープニングストーリー

現代の多くの技術のデバイスおよび装置が原因自然界に見られる物質の独特な特性のために作成されています。 実験と私たちを取り巻く要素を慎重に調査することによって人類は常に独自の発明をアップグレード - このプロセスは、技術の進歩と呼ばれています。 これは、簡単な日常生活の中で私たちを取り巻くすべての人のものへのアクセスに基づいています。 例えば、砂が、それは驚くべきことでは珍しい何をすることができますか？ 化学元素、いかなるコンピュータ機器が存在しないであろうことなく、 - 科学者はシリコンからそれを単離することができました。 適用分野は多様であり、常に拡大しています。 これは、ケイ素原子、その構造と他の物質との単純な化合物の可能性のユニークな特性によって達成されます。

機能

周期系、 D. I. Mendeleevym、シリコン開発 （化学元素） シンボルのSiで示すが。 これは、非金属を指す第3の期間のメイン4群に位置し、炭素に近いは偶然ではない原子番号14.有する：それらの特性の多くには同等です。 能動素子として、純粋な形で自然界で発見され、酸素と十分に強い結合を有するわけではありません。 酸化物であるシリカ、およびケイ酸塩（砂） - 基材。 このシリコン（その自然の化合物）は、世界で最も一般的な化学元素の一つであるとき。 それの質量分率含有量は、酸素（28％以上）に秒です。 上部クラスト層は、フォーム（この石英）中の二酸化ケイ素、粘土、砂の様々なタイプを含みます。 二番目に多いグループは、そのケイ酸塩で構成されています。 表面層から約35キロの深さにケイ素化合物を含む花崗岩及び玄武岩の堆積物を、配置されています。 地球のコアの含有率は、ケイ酸塩を含む、まだ考え出したが、マントルの表面層に最も近い（900キロまで）されていません。 海水シリコン濃度の組成物は、3 mg / Lで、ある 月の土壌 40％の化合物から成ります。 調べた日付に人類コスモスは、大量に、この化学元素を含みます。 例えば、 分光分析 研究者に利用可能である距離をおいて地面に接近する隕石のは、それらはシリコンの20％から成ることを示しました。 私たちの銀河系でこの要素に基づいて生命の形成の可能性があります。

研究プロセス

化学元素シリコンの発見の歴史は、いくつかの段階があります。 多くの物質、何世紀にもわたって人類が使用する体系メンデレーエフ、。 また、要素が天然の形態である、私が.E。 化合物のそれは、化学的に処理されていない、とそのすべてのプロパティが人々に知られていませんでした。 物質のすべての機能を研究する過程において、彼は新しい用途が登場しました。 この要素は十分にアプリケーションの広い範囲で多様である科学者の将来の世代のための新しい発見のための余地を残して - これまでのシリコンの性質は、最後まで検討されていません。 現代の技術が大幅にこのプロセスを加速します。 19世紀には、多くの有名な化学者は、純粋なシリコンを取得しようとしてきました。 初めて1811年にTenaru L.とJ・ゲイ・リュサックを行うことが可能だったが、要素の発見は、物質を識別するだけでなく、それを記述することができましたJ・バーゼリアス、に属します。 スウェーデンの化学者は、彼が金属カリウム、カリウム塩を使用し、このため、1823年にシリコンを得ました。 反応は、熱の形の触媒で行われました。 得られた単体灰褐色の色がアモルファスシリコンです。 クリスタルの純粋な要素は、サント・Kler Devilem、1855年に得られました。 複雑さは、高強度原子結合の割り当てに直接関連しています。 両方の場合において、化学反応は、不純物からの精製のプロセスに向けられている、非晶質および結晶モデルは、異なる特性を有します。

シリコン：化学元素の発音

Kizel - - 得られた粉末の最初の名前は、Berzeliusによって提案されました。 英国、米国シリコン、今日では、シリコン（シリシウム）またはシリコーン（シリコン）と呼ばれていました。 用語はラテン語「フリント」（または「石」）に由来し、ほとんどの場合、それが原因自然の中で普及にコンセプト「地球」に接続されています。 化学のロシア語の発音は、それがすべてのソースに依存して、異なっています。 彼はシリカと呼ばれていた、シチリア（1824、Dvigubsky、ソロビヨフ）、シリカ（1825、恐怖）（ザハロフは1810年用語を適用）、そして唯一の1834年に、ロシアの化学者のドイツイワGESSは、今まで使用した名前を紹介しますほとんどの源 - シリコン。 定期メンデレーエフシステム彼の指定シンボルSiの。 化学元素のシリコンの読み方？ 英語圏の国の多くの学者は、「B」として彼の名前を発音や単語「シリコーン」を使用します。 したがって、コンピュータ・ハードウェア・プラットフォームの研究と製造をある谷、世界的に有名な名前。 ロシア語圏の人口は、（ギリシャ語「崖山」から）シリコン要素を指します。

自然界にいる：フィールド

すべての既知の鉱物が二酸化またはシリケート（アルミノケイ酸塩）であるため、純粋な形で発見されていないシリコン化合物からなる全体の山のシステム。 それはオパール、アメジスト、水晶の種類、碧玉、カルセドニー、瑪瑙、水晶、カーネリアンや他の多くの - 装飾用材料として人々によって使用される石の驚くほどの美しさ。 それらが原因密度、構造、色及び使用の方向を決定し、様々なケイ素化合物の発生に形成されています。 無機世界を確認する環境が金属または金属（亜鉛、マグネシウム、カルシウム、マンガン、チタンなど。D.）と強い結合を形成するのと同じ化学元素、関連付けることができます。 他の物質と比較すると、かなり簡単にアクセスできる、工業規模での抽出のためのシリコンは：それは鉱石や鉱物のほとんどの種類に含まれています。 そのため、積極的に採掘された堆積物は、より問題の領土クラスタへのエネルギーの最も手頃なソースにリンクされています。 珪岩と石英砂はすべての国で利用可能です。 ほとんどの主要メーカーやシリコンサプライヤーは、以下のとおりです。中国、フランス、ノルウェー、アメリカ（ウェストバージニア州、オハイオ州、アラバマ州、ニューヨーク）、オーストラリア、南アフリカ、カナダ、ブラジル。 すべてのメーカーは、製品（技術的、半導体、高シリコン）のタイプに依存する様々な方法を使用します。 不純物のすべてのタイプから精製された追加的または代替的に濃縮された化学元素は、そのさらなる使用に依存する個々の特性を有します。 また、これは、物質に適用されます。 シリコン構造体は、その用途の範囲を定義します。

利用の歴史

非常に多くの場合、理由は人の名前の類似性のシリコンとフリントを混乱させるが、これらの概念は同じではありません。 我々は明確です。 既に述べたように、自然の中で、シリコンは、その純粋な形で発見されていない、彼の接続（同じシリカ）について言うことができません。 我々は、物質を検討している二酸化形成された主鉱物と岩石は-砂（水及びシリカ）、石英、珪岩、ある 長石 及びフリント。 後者は、それが人類の歴史の中で大きな重要性を与えられているので、すべてを持っている必要があります聞いていました。 これにより石器時代の間に人間が石器を結びつけます。 ハンターと漁師 - 岩盤のチッピングから生じる鋭いエッジは、大幅古代主婦の仕事、及び鮮鋭化の可能性を容易にします。 フリントは、金属製品の強度を持っていなかったが、失敗した機器の交換を容易に行うことができます。 フリントとしての使用は、何世紀も続いた - 代替エネルギー源の発明まで。

今日の現実については、シリコンの特性は、素敵な美的外観に加えて、で、装飾やセラミック食器を作成するための材料を利用することを可能にし、それは優れた機能的な資質の数を持っています。 およそ3000年前のガラスの発明によるそのアプリケーションの別々の方向。 このイベントは、ミラー、料理、ケイ素を含む化合物のステンドグラスモザイクを作成する機会を提供します。 式出発物質は、ガラスの強度に所望の色効果を与える製品を可能にし、必要な成分を補充しました。 芸術作品の驚くべき美しさと多様性は、シリコンを含む鉱物や石からの人間によって作られました。 この要素の治癒特性は、古代の科学者によって記述し、人類の歴史の中で使用されています。 彼らは日常生活の中でと医学で使用される製品のための貯水を飲むために井戸を打ち出しました。 粉砕した粉末を創傷に塗布しました。 特に注目は、シリコンを含む化合物で作られたポットに主張している水に支払われました。 化学元素組成は、番号が病原性細菌や微生物を破壊することができ、それと相互作用しました。 私たちは、物質を検討しているところと、それは非常に、非常に需要があるすべてのセクターではありません。 シリコン構造体は、その多機能性の原因となります。

プロパティ

材料の機能の詳細については、アカウントにすべての可能な性質を取って、検討する必要があります。 計画要素シリコン化学的特性、物理的特性、電気的パラメータ、試験化合物および反応条件などそれらの通路を含む。結晶形態G.シリコンが金属光沢のある濃いグレー色を有します。 似ている炭素の面心立方格子（ダイヤモンド）、しかしによるリンクの大きい長さとして強くありません。 プラスチック、それは^800°Cまで加熱し^、他の例では、それが脆弱なまま。 シリコンの物理的性質はそれを真にユニークな物質を作る：それは赤外線放射に対して透明です。 融点- ^1410℃で沸騰- ^2600℃で 、通常の条件下で密度- 2330キロ/ m ^3。 熱伝導率は、シリコン原子の特性は半導体としてのその使用を可能にする^25℃のおおよその値で受信された様々な試料について一定ではありません。 このようなアプリケーションは、今日の世界での需要が最もあります。 導電率の大きさは、シリコンと元素の組成に影響を及ぼし、それらに関連しています。 アルミニウム、ガリウム、ホウ素、インジウム - ので、強化電子伝導性のために、アンチモン、砒素、燐、穿孔のために使用されます。 シリコンを有するデバイスを作成する際に、装置の動作に影響を与える薬剤とガイド表面処理として使用されます。

優れた導電体としてのシリコンの特性は、現代の機器でかなり広く使用しました。 洗練された機器（例えば、現代のコンピューティング・デバイス、コンピュータ）の製造において特に重要なその使用。

シリコン：特徴的な化学元素

ほとんどの場合、シリコンは四価であり、それは2に設定することが可能な通信もあります。 それが不十分アクティブになっている通常の状態では、唯一の気体の集計状態でフッ素と反応することができ、室温で強い化合物を持っています。 これは、周囲の酸素や水との相互作用において観察される遮断効果二酸化表面フィルム、によるものです。 触媒を使用することが必要な反応を刺激する：温度の上昇は、シリコンなどの物質のために理想的です。 化学元素は、酸化膜が増加し、酸化の過程を得^{、400〜500℃}で酸素と反応します。 温度を^50℃に揮発性テトラを形成することにより、臭素、塩素、ヨウ素との反応を上昇させると。 加熱された状態のいずれかのアルカリ溶媒である酸とシリコンが、フッ化水素酸と硝酸の混合物を除いて、反応しません。 水素との反応にのみシリサイドの分解によって生成シランは、それを入力しません。 最高の強度と化学化合物は、ホウ素と炭素と受動性を異なります。 シリサイドは、金属との反応によって得られる^1000℃を超える温度で発生し、この場合にはシリコンを示し相補要素の原子価に依存窒素の化合物とアルカリおよび酸に対する高い抵抗性、。 遷移金属の参加が形成された式の物質は、酸に耐性があります。 ケイ素原子の構造は、直接、その特性および他の要素と相互作用する能力に影響を与えます。 物質にさらされたときに自然の中で結合の形成のプロセスは、（実験室で、産業環境）が大きく異なります。 シリコン構造体は、その化学的活性を前提としています。

構造

ケイ素原子の回路構成は、独自の特性を有しています。 定期的なシステム内のシーケンス番号に対応する充電コア14、。 荷電粒子の数：プロトン - 14。 電子 - 14。 「 - 」のSi +14）2）8）最後の（外部の）電子レベル4.記号「+」またはによる酸化の程度を決定する4である： - 中性子ケイ素原子の14の回路構成は、以下です。 SiH _4（-4の原子価） -珪素酸化物は、式のSiO _2（原子価4+）、揮発性水素化合物を有しています。 シリコン原子大量のいくつかの化合物では、フッ素を有する化合物として6の配位数を有することができます。 モル質量- 28の原子半径- 132のPS、電子殻の構成：1S、2S ^{2 2} 3S ^2~6 2P 3P ^2。

アプリケーション

界面活性剤または完全にドープされたシリコンを精度、デバイスを含む、多くの（例えば、太陽電池、トランジスタ、整流器およびT。D.）の作成時に半導体として使用されています。 超高純度シリコンは太陽電池（エネルギー）を作成するために使用されます。 型単結晶は、ミラーの製造及びレーザガスのために使用されます。 ケイ素化合物は、ガラス、セラミックタイル、陶器、磁器、陶器を得ました。 生産された財のさまざまな種類のは、彼らの搾取は職場で、芸術と科学では、日常生活の中で発生し、記述することは困難です。 得られたセメントを混合し、レンガ仕上げ材を作成するための原料です。 油の分布は、シリコーン化合物に基づく潤滑剤が有意に多くの機構の可動部に摩擦を低減することができます。 積極的なメディア・カウンタ（酸、温度）でのユニークな特性に起因するシリサイドは、業界で広く使用されています。 その電気的、核・化学的インジケータは、アカウントに複雑な制作の専門家を取り、ケイ素原子のない小さな役割と構造を果たしていません。

私たちは、ほとんどのハイテクを列挙し、日付のアプリケーションに進んでいます。 大量生産され、最も一般的な技術的なシリコンは、いくつかの方法で使用されています。

1. 純物質の生産のための原料として。
2. 冶金業界を合金化するためのシリコンの存在は、不応性を増加させる、耐食性と機械的強度を（この要素の過剰な合金はあまりにも脆くなることができる）が向上。
3. 金属から過剰の酸素を除去するための脱酸剤として。
4. シランの製造のための原料（Siは、有機物質を有する化合物）。
5. シリコン - 鉄合金の水素生産のため。
6. 太陽電池パネルの生産。

大きな物質の値と人間の生物の正常な機能のために。 シリコン構造体は、そのプロパティは、この場合には決定的です。 この場合、その余剰や不足が深刻な病気につながります。

人体

殺菌や防腐剤としてシリコンを使用して長い時間のための薬。 しかし、屋外での使用のすべての利点と、この要素は常に人体に更新する必要があります。 そのコンテンツの正常なレベルは、一般的に寿命を改善します。 70の以上の微量元素及びビタミンの欠乏した場合に、それらは種々の疾患に有意に低い抵抗で体によって代謝されます。 シリコンの割合が最も高いが、骨、皮膚、腱に観察されます。 彼は強さをサポートし、弾力を与える構造要素の役割を果たしています。 その化合物を犠牲にして形成された全ての骨格硬組織。 最近の研究の結果として腎臓、膵臓および結合組織中のシリコン含有量を見出しました。 体の機能におけるこれらの機関の役割は非常に大きいので、その含有量を減少させることは生活の多くの重要な指標に有害な影響です。 これは、皮膚の炎症、骨の軟化、肝臓、腎臓、目のかすみ、髪や爪の状態で結石の形成、アテローム性動脈硬化症などの可能な病気を防ぐことができます - 食料と水の体を持つ日は、シリコンの1グラムを受けるべきです。 この元素の含有量の十分なレベルが免疫力を増加すると、代謝を正規化し、人間の健康のために必要な多くの要素の吸収を向上させることができます。 シリカの最大量 - 穀物で、大根、そば。 シリコン水に大きなメリットをもたらすでしょう。 数とその使用頻度を判断するには、専門家に相談することをお勧めします。