Silikon dhe përbërjet e tij. Silikoni në natyrë. Aplikimi i silikonit

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 05:41

Silikon është një nga elementët më të kërkuar në teknologji dhe industri. Këtë ia detyron vetive të tij të pazakonta. Sot, ka shumë përbërës të ndryshëm të këtij elementi që luajnë një rol të rëndësishëm në sintezën dhe krijimin e produkteve teknike, enëve, qelqit, pajisjeve, materialeve të ndërtimit dhe përfundimit, bizhuterive dhe industrive të tjera.

Karakteristikat e përgjithshme të silikonit

Nëse marrim parasysh pozicionin e silikonit në sistemin periodik, mund të themi këtë:

1. Ndodhet në grupin IV të nëngrupit kryesor.
2. Numri rendor 14.
3. Masa atomike 28, 086.
4. Simbol kimik Si.
5. Emri - silic, ose në latinisht - silicium.
6. Konfigurimi elektronik i shtresës së jashtme 4e:2e:8e.

Rrjeta kristalore e silikonit është e ngjashme me atë të diamantit. Atomet janë të vendosura në nyjet, lloji i tij është kub me qendër në fytyrë. Megjithatë, për shkak të gjatësisë më të madhe të lidhjes, vetitë fizike të silikonit janë shumë të ndryshme nga ato të modifikimit alotropik të karbonit.

Vetitë fizike dhe kimike

Janë dymodifikimet alotropike të këtij elementi: amorf dhe kristalor. Ata janë shumë të ngjashëm. Megjithatë, si me substancat e tjera, ndryshimi kryesor midis tyre është rrjeta kristalore e silikonit.

Në këtë rast, të dy modifikimet janë pluhura me ngjyra të ndryshme.

1. Silikoni kristalor është një pluhur me shkëlqim gri të errët në formë metali. Struktura e tij korrespondon me diamantin, por vetitë janë të ndryshme. Ai ka:

• brishtësi;
• fortësi e ulët;
• vetitë gjysmëpërçuese;
• pika e shkrirjes 1415⁰C;
• 2,33g/cm³;
• pika e vlimit 2700⁰C.

Aktiviteti i tij kimik është i ulët në krahasim me format e tjera alotropike.

2. Silikoni amorf - pluhur kafe-kafe, ka strukturën e diamantit shumë të çrregullt. Aktiviteti kimik është mjaft i lartë.

Në përgjithësi, duhet theksuar se silicit nuk i pëlqen të reagojë. Për ta bërë atë të reagojë, ju duhet një temperaturë prej të paktën 400-500⁰C. Në këto kushte, formohen komponime të ndryshme kimike të silikonit. Të tilla si:

• okside;
• halide;
• silicide;
• nitride;
• borides;
• karbide.

Ndërveprim i mundshëm i silikonit me acidin nitrik ose alkalin, i cili quhet procesi i gravurës. Përbërjet organosilikon janë të përhapura dhe po bëhen gjithnjë e më të zakonshme sot.

Të jesh në natyrë

Siliconi gjendet në natyrë në një sasi mjaft të konsiderueshme. Është në vendin e dytë pas oksigjenit për nga prevalenca. Pjesa masive e saj është rreth 30%. Uji i detit gjithashtu përmban këtë element në një përqendrim të përafërt prej 3 mg/l. Prandaj, nuk mund të thuhet se silikoni është një element i rrallë në natyrë.

Përkundrazi, ka shumë shkëmbinj dhe minerale të ndryshëm në të cilët gjendet dhe nga të cilët mund të nxirret. Komponimet natyrore më të zakonshme të silikonit janë si më poshtë:

1. Silicë. Formula kimike është SiO₂. Ekziston një larmi mjaft e madhe e formave të mineraleve dhe shkëmbinjve të bazuar në të: rëra, stralli, feldspatët, kuarci, kristali shkëmbor, ametisti, kalcedoni, karneliani, opali, diaspri dhe të tjerët.
2. Silikatet dhe aluminosilikatet. Kaolinë, spars, mikë, kripëra të acidit silicik, azbest, talk.

Kështu, silikoni shpërndahet gjerësisht në natyrë dhe përbërjet e tij janë të njohura dhe të kërkuara në mesin e njerëzve për aplikime teknike.

Silikon dhe përbërjet e tij

Meqenëse elementi në fjalë nuk mund të ekzistojë në formën e tij të pastër, prandaj përbërjet e tij të ndryshme janë të rëndësishme. Nga pikëpamja kimike, ai mund të shfaqë tre gjendje oksidimi: +2, +4, -4. Nisur nga kjo, si dhe nga inertiteti i tij, por i veçantë në strukturën e rrjetës kristalore, ai formon këto lloje kryesore të substancave:

• përbërjet binare me jometale (silani, karbit, nitrid, fosfid etj.;
• okside;
• silikonacid;
• silikate metalike.

Le të hedhim një vështrim më të afërt në rëndësinë e silikonit dhe përbërjeve të tij, të cilat janë më të zakonshmet dhe më të kërkuarat për njerëzit.

Oksidet e silikonit

Ka dy lloje të kësaj substance, të shprehura me formulat:

• SiO;
• SiO₂.

Megjithatë, më i përhapuri është dioksidi. Ekziston në natyrë në formën e gurëve shumë të bukur gjysmë të çmuar:

• agat;
• kalcedoni;
• opal;
• karnelian;
• jasper;
• ametist;
• diamant i rremë.

Përdorimi i silikonit në këtë formë ka gjetur aplikimin e tij në prodhimin e bizhuterive. Bizhuteri jashtëzakonisht të bukura ari dhe argjendi janë bërë me këta gurë gjysmë të çmuar dhe gjysmë të çmuar.

Disa variacione të tjera të dioksidit të silikonit:

• kuarc;
• lumë dhe rërë kuarci;
• strall;
• feldspars.

Përdorimi i silikonit në këto lloje zbatohet në punët e ndërtimit, inxhinierinë, radio-elektronikën, industrinë kimike dhe metalurgjinë. Së bashku, oksidet e listuara i përkasin një substance të vetme - silicë.

Karbidi i silikonit dhe aplikimet e tij

Silikon dhe përbërjet e tij janë materialet e së ardhmes dhe të së tashmes. Një nga këto materiale është karborundi ose karbidi i këtij elementi. Formula kimike e SiC. Ndodhet natyrshëm si minerali moissanite.

Në formën e tij të pastër, përbërja e karbonit dhe silikonit është e bukurkristale transparente që i ngjajnë strukturave të diamantit. Megjithatë, substancat me ngjyrë jeshile dhe të zezë përdoren për qëllime teknike.

Karakteristikat kryesore të kësaj substance, që lejojnë përdorimin e saj në metalurgji, inxhinieri, industri kimike, janë si më poshtë:

• gjysmëpërçues me boshllëk të gjerë;
• fortësi shumë e lartë (7 në shkallën Mohs);
• rezistent ndaj temperaturave të larta;
• rezistencë e shkëlqyer elektrike dhe përçueshmëri termike.

E gjithë kjo bën të mundur përdorimin e karborundit si një material gërryes në metalurgji dhe sintezë kimike. Dhe gjithashtu në bazë të tij për të prodhuar LED me spektër të gjerë, pjesë për furrat e shkrirjes së qelqit, grykë, pishtarë, bizhuteri (moissaniti vlerësohet më shumë se zirkonia kub).

Silani dhe kuptimi i tij

Përbërja hidrogjenore e silikonit quhet silan dhe nuk mund të merret me sintezë të drejtpërdrejtë nga lëndët fillestare. Për ta marrë atë, përdoren silicide të metaleve të ndryshme, të cilat trajtohen me acide. Si rezultat, lirohet silani i gaztë dhe formohet një kripë metalike.

Interesante, lidhja në fjalë nuk krijohet kurrë e vetme. Gjithmonë si rezultat i reaksionit, fitohet një përzierje e mono-, di- dhe trisilanit, në të cilën atomet e silikonit janë të ndërlidhur në zinxhirë.

Për nga vetitë e tyre, këto komponime janë agjentë të fortë reduktues. Në të njëjtën kohë, ata vetë oksidohen lehtësisht nga oksigjeni, ndonjëherë me një shpërthim. Me halogjenet, reagimet janë gjithmonë të dhunshme, me një emetim të madhenergji.

Zbatimet e silaneve janë si më poshtë:

1. Reaksionet e sintezës organike, të cilat rezultojnë në formimin e përbërjeve të rëndësishme organosilikonike - silikone, goma, ngjitës, lubrifikantë, emulsione dhe të tjera.
2. Mikroelektronikë (monitorë LCD, qarqe teknike të integruara, etj.).
3. Marrja e polisilikonit ultra të pastër.
4. Stomatologji me proteza.

Kështu, rëndësia e silaneve në botën moderne është e lartë.

Acidi silicik dhe silikatet

Hidroksidi i elementit në fjalë është acide të ndryshme silicike. Theksimi:

• meta;
• ortho;
• polilisilic dhe acide të tjera.

Të gjithë ata janë të bashkuar nga vetitë e përbashkëta - paqëndrueshmëria ekstreme në gjendjen e lirë. Ato lehtë dekompozohen nën ndikimin e temperaturës. Në kushte normale, ato nuk ekzistojnë për një kohë të gjatë, duke u kthyer së pari në një sol, dhe më pas në një xhel. Pas tharjes, struktura të tilla quhen xhel silicë. Ato përdoren si adsorbentë në filtra.

Të rëndësishme, nga pikëpamja e industrisë, janë kripërat e acideve silicike - silikatet. Ato qëndrojnë në themel të prodhimit të substancave të tilla si:

• glass;
• beton;
• çimento;
• zeoliti;
• kaolinë;
• porcelani;
• faience;
• kristal;
• qeramikë.

Silikatet e metaleve alkali janë të tretshëm, të gjithë të tjerët jo. Prandaj, silikati i natriumit dhe i kaliumit quhet qelqi i lëngshëm. Ngjitës i zakonshëm klerik - ky është natriumikripë acidi silicik.

Por komponimet më interesante janë ende gotat. Pavarësisht se sa variante të kësaj substance kanë dalë! Sot ata marrin opsione me ngjyra, optike, mat. Enët e qelqit janë të habitshme në shkëlqimin dhe shumëllojshmërinë e tyre. Duke shtuar okside të caktuara metalike dhe jometale në përzierje, mund të prodhohet një shumëllojshmëri e gjerë e llojeve të qelqit. Ndonjëherë edhe e njëjta përbërje, por një përqindje e ndryshme e përbërësve çon në një ndryshim në vetitë e substancës. Një shembull është porcelani dhe fajanca, formula e të cilave është SiO₂AL₂O₃ K 2_O.

Xhami kuarci është një formë e produktit shumë të pastër, përbërja e të cilit përshkruhet si dioksid silikoni.

Zbulime në përbërjet e silikonit

Gjatë viteve të fundit të kërkimit, është vërtetuar se silikoni dhe përbërjet e tij janë pjesëmarrësit më të rëndësishëm në gjendjen normale të organizmave të gjallë. Me mungesë ose tepricë të këtij elementi, sëmundje të tilla si:

• kanceri;
• tuberkulozi;
• artrit;
• katarakt;
• lebër;
• dizenteri;
• reumatizma;
• hepatiti dhe të tjerët.

Vetë procesi i plakjes shoqërohet gjithashtu me përmbajtjen sasiore të silikonit. Eksperimentet e shumta mbi gjitarët kanë vërtetuar se me mungesën e një elementi ndodhin sulme në zemër, goditje në tru, kancer dhe aktivizohet virusi i hepatitit.