Սիլիցիում

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
14 ԱլյումինՍիլիցիումՖոսֆոր
Ջրածին Հելիում Լիթիում Բերիլիում Բորр Ածխածին Ազոտ Թթվածին Ֆտոր Նեոն Նատրիում Մագնեզիում Ալյումին Սիլիցիում Ֆոսֆոր Ծծումբ Քլոր Արգոն Կալիում Կալցիում Սկանդիում Տիտան Վանադիում Քրոմ Մանգան Երկաթ Կոբալտ Նիկել Պղինձ Ցինկ Գալիում Գերմանիում Արսեն Սելեն Բրոմ Կրիպտոն Ռուբիդիում Ստրոնցիում Իտրիում Ցիրկոնիում Նիոբիում Մոլիբդեն Տեխնեցիում Ռութենիում Ռոդիում Պալադիում Արծաթ Կադմիում Ինդիում Անագ Ծարիր Թելուր Յոդ Քսենոն Ցեզիում Բարիում Լանթան Ցերիում Պրազեոդիում Նեոդիում Պրոմեթիում Սամարիում Եվրոպիում Գադոլինիում Տերբիում Դիսպրոզիում Հոլմիում Էրբիում Թուլիում Իտերբիում Լյուտեցիում Հաֆնիում Տանտալ Վոլֆրամ Ռենիում Օսմիում Իրիդիում Պլատին Ոսի Սնդիկ Թալիում Կապար Բիսմունտ Պոլոնիում Աստատ Ռադոն Ֆրանցիում Ռադիում Ակտինիում Թորիում Պրոտակտիում Ուրան Նեպտունիում Պլուտոնիում Ամերիցիում Կյուրիում Բերկլիում Կլիֆորնիում Էյնշտեյնիում Ֆերմիում Մենդելեևիում Նոբելիում Լոուրենցիում Ռեզերֆորդիում Դուբնիում Սիբորգիում Բորիում Հասիում Մեյտներիում Դարմշտադտիում Ռենտգենիում Կոպերնիցիում Ունունտրիում Ֆլերովիում Ունունպենտիում Լիվերմորիում Ունունսեպտիում ՈւնունօկտիումՔիմիական տարրերի պարբերական համակարգ
14Si
Unknown.svg
Electron shell 014 Silicon.svg
Պարզ նյութի արտաքին տեսք
Կիսաբյուրեղային սիլիցիում(99,9 %)
Շականակագույն, ամորֆ փոշի,
մետաղական փայլով, մոխրագույն, դժվարահալ և կարծր նյութ է:
Silicon Spectra.jpg
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ Սիլիցիում / Silicium (Si), 14
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)
[28,084; 28,086][1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա [Ne] 3s2 3p2; [Ne] 3s 3p3
Ատոմի շառավիղ 132 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտային շառավիղ 111 պմ
Իոնի շառավիղ 42 (+4e) 271 (-4e) պմ
Էլեկտրաբացասականություն 1,90 (Պոլինգի սանդղակ)
Օքսիդացման աստիճաններ +4, +2, 0, −4
Իոնիզացման էներգիա
(առաջին էլեկտրոն)
 786,0 (8,15) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Խտություն (ս. պ.-ում) 2,33 գ/սմ³
Հալման ջերմաստիճան 1414,85 °C (1688 K)
Եռման ջերմաստիճան 2349,85 °C (2623 K)
Հալման տեսակարար ջերմունակություն 50,6 կՋ/մոլ
Մոլյար ջերմունակություն 20,16[2] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ 12,1 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղացանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք խորանարդ, ադամանդ
Բյուրեղացանցի տվյալներ 5,4307
Դեբայի ջերմաստիճան 645±5[3] Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն (300 Կ) 149 Վտ/(մ·Կ)
14
Սիլիցիում
Si
28,086
3s23p2


Սիլիցիում գտնվում է տարրերի պարբերական համակարգի 4-րդ խմբի գլխավոր ենթախմբում, որի քիմիական նշանն է Si և ատոմային թիվը՝ 14։ Արտաքին էլեկտրոնային շերտում ունի 4 վալենտային էլեկտրոն՝ ns2np2 վիճակում: Բնորոշ են -4, +2, +4 օքսիդացման աստիճաններ:

Պատմություն[խմբագրել]

Մաքուր վիճակում առաջին անգամ հայտնաբերվել է 1811 թվականին ֆրանսիացի գիտնական Ժոզեֆ Լուի Գեյ-Լյուսակի և Լուի Ժակ Թենարի կողմից:

Անվան ծագում[խմբագրել]

1825 թվականին շվեդ քիմիոս Յակոբ Բերցելյուսի ազդելով մետաղական կալիումով սիլիցիումի ֆտորիդի վրա SiF4 ստացավ մաքուր սիլիցիում: Նոր ստացված տարրն վաղուց անվանել էին «սիլիցիում» (լատ.՝ 'silex' - կայծքար): Թարգմանաբար հին հունարեն՝ κρημνός  - «ժայռ, լեռ»:

Բնության մեջ[խմբագրել]

Թթվածնից հետո սիլիցիումը բնության մեջ ամենատարածված էլեմենտն է։ Նա կազմում է երկրի կեղևի կշռի 1/4 մասը և այնպիսի կարևոր դեր է խաղում անկենդան աշխարհում, որպիսին ածխածինը կենդանի բնության մեջ։ Ի տարբերությոն ածխածնի, սիլիցիումը բնության մեջ ազատ վիճակում չի հանդիպում։ Նրա բազմաթիվ միացությունները կազմում են լեռնատեսակների (գրանիտներ, գնեյսներ, բազալտներ) և հանքերի հսկայական մեծամասնությունը (կվարց, դաշտաշպատներ, փայլար և այլն)։ Ավազը և կավը, որոնք կազմում են հողի հանքային մասը, նույնպես սիլիցիումի միացություններ են հանդիսանում։ Ծովի ջրերում կոնցենտրացիան հավասար է 3 մգ/լ[4]:

Ստացում[խմբագրել]

«Սիլիցիումը ստանում են՝ բարձր ջերմաստիճանում փոխազդեցության մեջ դնելով քվարցային ավազը մագնեզիումի հետ.

~\mathsf{SiO_2+2Mg \ \rightarrow \ 2MgO+Si}
Այդպես է ստացվում շականակագույն փոշի ամորֆ սիլիցիում»[5]:

Սիլիցիումը ստանում են էլեկտրական վառարաններում, բարձր ջերմաստիճաններում սիլիցիումի դիօքսիդը (ավազը) ածուխով վերականգնելով՝

~\mathsf {SiO_2 + 2C  \rightarrow \ 2CO + Si}

Առավել մաքուր սիլիցիում ստանում են սիլիցիումի քլորիդի և ցինկի գոլորշիների փոխազդեցության միջոցով.

~\mathsf{SiCl_4 + 2Zn  \rightarrow \ Si + 2ZnCl_2}

Հատկություններ[խմբագրել]

Բյուրեղային սիլիցիումը որոշ նմանություն ունի մետաղների հետ․ նա ունի փայլ և էլէկտրահաղորդականություն․ սակայն թթուների հետ այն չի փոխազդում։ Մանրացված սիլիցիումը զգալի չափով տաքացնելիս օդի մեջ բռնկվում է, գոյացնելով սիլիցիումի դիօքսիդ (SiO2)՝

~\mathsf {Si + O_2 \rightarrow \ SiO_2}

Օգտագործում[խմբագրել]

Սիլիցիումը գործադրվում է համաձուլվածքների արտադրության մեջ։ 4% սիլիցիում պարունակող պողպատը օգտագործվում է էլեկտրական տրանսֆորմատորներ պատրաստելու համար։ Ավելի մեծ տոկոս (15% և ավելի) սիլիցիում պարունակող պողպատը թթվակայուն է և կիրառվում է քիմիական ապարատներ պատրաստելու համար։

Սիլիցիումի գերմաքուր կտոր։

Սիլիցիումի միացությունը ածխածնի հետ, սիլիցիումի կարբիդը (SiC), կոչվում է կարբորունդ։ Այն իր կարծրությամբ մոտենում է ալմաստին և դրա համար էլ օգտագործվում է հեսանաքարեր, հղկող շրջանակներ պատրաստելու և այլ, այսպես կոչված, հղկման նյոթերի համար։

Տեսեք նաև[խմբագրել]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (en) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. Химическая энциклопедия: в 5-ти тт. / Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.). — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 508. — 671 с. — 100 000 экз.
  3. При температуре 0 К. Баранский П. И., Клочков В. П., Потыкевич И. В. Полупроводниковая электроника. Справочник. - Киев, «Наукова думка», 1975 г. 704 с. ил.
  4. J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. 1, 1965
  5. Глинка Н.Л. Общая химия. — 24-е изд., испр. — Л.: Химия, 1985. — С. 492. — 702 с.

Աղբյուրներ[խմբագրել]

Յու․ Վ․ Խոդակով, Լ․ Ա․ Ցվետկով և ուրիշներ։ «Քիմիա», Երևան, 1961։