Одним з найбільш затребуваних в техніці і промисловості елементів є кремній. Цим він зобов'язаний своїми незвичайними властивостями. Сьогодні існує маса різних сполук цього елемента, які відіграють важливу роль у синтезі і створенні технічних продуктів, посуду, скла, обладнання, будівельних і оздоблювальних матеріалів, ювелірних прикрас і в інших галузях промисловості.
Якщо розглядати положення кремнію в періодичній системі, то можна сказати так:
Кристалічна решітка кремнію подібна решітці алмазу. У вузлах розташовані атоми, тип її - кубічна гранецентрированная. Однак внаслідок більшої довжини зв'язку фізичні властивості кремнію сильно відрізняються від властивостей аллотропной модифікації вуглецю.
Існує дві алотропні модифікації даного елемента: аморфна і кристалічна. Вони дуже схожі. Однак, як і у випадку з іншими речовинами, головна відмінність між ними - кристалічна решітка кремнію.
При цьому обидві модифікації - це порошки різного кольору.
1. Кристалічний кремній являє собою темно-сірий блискучий порошок, схожий на метал. Структура його відповідає алмазу, проте властивості відмінні. Він має:
Його хімічна активність є невисокою порівняно з іншою аллотропной формою.
2. Аморфний кремній - буро-коричневий порошок, володіє структурою сильноразупорядоченного алмазу. Хімічна активність досить висока.
В цілому слід зауважити, що вступати в реакції кремній не любить. Щоб змусити його реагувати, потрібна температура не менше 400-5000С. При цих умовах утворюються різні хімічні сполуки кремнію. Такі як:
Більше:
Перший штучний супутник Землі є одним з найбільших досягнень науки ХХ століття. Тим не менш, як це ні парадоксально, цьому великому науковому і технічному досягненню значною мірою сприяла холодна війна між двома наддержавами: США і Радянським Союзом....
Що таке соціалізація, і як вона змінює людину
Спробуємо розібратися, що таке соціалізація, в чому її сутність і особливість. Адже для кожної особистості входження у суспільство і засвоєння його основних норм є фундаментом до подальшої безпроблемною і успішного життя і діяльності. Отже, що таке с...
Принц Чарльз – головний спадкоємець британського престолу
Згідно із законом королівства Великобританія, спадкоємець британського престолу - це старший закононароджена син чинного монарха або ж попереднього претендента на престол. Однак якщо у царюючого особи немає дитини чоловічої статі, то право спадкуванн...
Можлива взаємодія кремнію з азотною кислотою або лугом, що має назву процесу травлення. Широко поширені кремнійорганічні сполуки, які сьогодні отримують все більше поширення.
Кремній у природі міститься в досить вагомий кількості. Стоїть на другому місці після кисню за поширеністю. Його масова частка становить близько 30%. Морська вода також містить даний елемент у примірній концентрації 3 мг/л. Тому не можна сказати, що кремній в природі - це рідкісний елемент.
Навпаки, існує маса різних порід і мінералів, у складі яких він зустрічається і з яких можна добувати. Найпоширеніші природні сполуки кремнію наступні:
Таким чином, поширення в природі кремнію широко, а його сполуки користуються популярністю і попитом у людей для застосування в технічних цілях.
Так як в чистому вигляді розглянутий елемент існувати не може, тому важливе значення мають різні його сполуки. З хімічної точки зору він може проявляти три ступені окиснення: +2, +4, -4. Виходячи з цього, а також з своєї інертності, але з особливою будовою кристалічної решітки, він формує наступні основні види речовин:
Розглянемо докладніше, яке значення має кремній та його сполуки, які є найбільш поширеними і популярними для людей.
Існує два різновиди цієї речовини, що виражаються формулами:
Однак найбільше поширення має діоксид. Він існує в природі у вигляді дуже красивих напівдорогоцінного камней:
Застосування кремнію в такій формі знайшло своє застосування у виробництві ювелірних виробів. Неймовірно красиві золоті і срібні прикраси виготовляються з цими напівкоштовними й виробні камінням.
Ще кілька варіацій діоксиду кремнію:
Застосування кремнію в таких видах реалізується в будівельних роботах, техніці, радіоелектроніці, хімічної галузі, металургії. Усе разом перераховані оксиди належать до єдиної речовини - кремнезему.
Кремній та його сполуки- це матеріали майбутнього і сьогодення. Одним з таких матеріалів є карборунд або карбід даного елемента. Хімічна формула SiC. Зустрічається в природі у вигляді мінералу муассанита.
В чистому вигляді з'єднання вуглецю і кремнію - це красиві прозорі кристали, що нагадують алмазні структури. Проте в технічних цілях використовуються пофарбовані в зелений і чорний кольори речовини.
Основні характеристики даного речовини, що дозволяють використовувати його в металургії, техніці, хімічній промисловості, наступні:
Все це дозволяє використовувати карборунд в якості абразивного матеріалу в металургії та хімічних синтезах. А також на його основі виготовляти світлодіоди широкого спектра дії, деталі для стекловарочных печей, сопла, факели, ювелірні прикраси (муассанит цінується вище фіанітів).
Водневе з'єднання кремнію має назву силану і не може бути отримано прямим синтезом з вихідних речовин. Для його отримання використовують силіциди різних металів, які піддаються обробці кислотами. У результаті виділяється газоподібний силану і формується сіль металу.
Цікаво те, що розглянуте з'єднання ніколи не утвориться на самоті. Завжди в результаті реакції утворюється суміш моно-, ді - і трисилана, в яких атоми кремнію з'єднані між собою в ланцюжки.
По своїм властивостям ці сполуки - сильні відновники. Самі при цьому легко окислюються киснем, іноді з вибухом. З галогенами реакції бурхливі завжди, з великим викидом енергії.
Області застосування силанов наступні:
Таким чином, значення силанов в сучасному світі високо.
Гідроксид розглянутого елемента - це різні кремнієві кислоти. Виділяють:
Всі їх об'єднують загальні властивості - крайня нестійкість у вільному стані. Вони легко розкладаються під дією температури. За звичайних умов існують недовго, перетворюючись спочатку в золь, а потім в гель. Після висихання такі структури називають силикагелями. Вони використовуються в якості адсорбентів у фільтрах.
Важливими, з точки зору промисловості, є солі кремнієвих кислот - силікати. Вони лежать в основі отримання таких речовин, как:
Силікати лужних металів - розчинні, всіх інших - немає. Тому силікат натрію і калію називають рідким склом. Звичайний канцелярський клей - це і є натрієва сіль кремнієвої кислоти.
Але найцікавішими сполуками є все ж скла. Яких тільки варіантів цієї речовини не придумали! Сьогодні отримують кольорові, оптичні, матові варіанти. Скляний посуд вражає своєю пишністю і різноманітністю. При додаванні певних оксидів металів і неметалів у суміш можна отримувати різні типи скла. Іноді навіть однаковий склад, але різну процентний вміст компонентів призводить до відмінності у властивостях речовини. Прикладом можуть служити фарфор і фаянс, формула яких SiO2*AL2O3*K2O.
Кварцове скло - це форма особливо чистого продукту, склад якого описується як діоксид кремнію.
За останні кілька років досліджень було доведено, що кремній та його сполуки - важливі учасники нормального стану живих організмів. З нестачею або надлишком даного елемента пов'язані такі захворювання, как:
Самі процеси старіння організму також пов'язані з кількісним вмістом кремнію. Численні досліди на ссавців тварин довели, що при нестачі елемента виникають інфаркти, інсульти, рак та активізується вірус гепатиту.
Article in other languages:
Alin Trodden - автор статті, редактор
"Привіт, Я Алін Тродден. Я пишу тексти, читаю книги і шукаю враження. І я непогано вмію розповідати вам про це. Я завжди радий брати участь у цікавих проектах."
Новини
Великі річки Північної Америки
Річки Північної Америки вражають своєю красою та різноманіттям. Кожна з них має свою історію виникнення.Історія освіти Коли вода всесвітнього потопу покинула землі Північної Америки, а вірніше, по закінченні самого стародавнього л...
Ділити шкуру невбитого ведмедя: значення прислів'я, тлумачення
Ми часто чуємо: «Не треба ділити шкуру невбитого ведмедя». Значення цього фразеологізму ми, як правило знаємо. Воно зводиться до того, що не слід квапитися, поспішати записувати в актив щось, ставити собі уявну «...
Історія хімії коротко: опис, виникнення та розвиток. Короткий нарис історії розвитку хімії
Зародження науки про речовини можна віднести до епохи античності. Стародавні греки знали сім металів і ще кілька сплавів. Золото, срібло, мідь, олово, свинець, залізо і ртуть – от речовини, які були відомі в той час. Історія...
Мікеланджело Мерізі да Караваджо. Твори художника, цікаві факти про його життя
«Вакх», «Лютняр», «Положення в труну» - усі ці полотна, відомі будь-якому цінителю середньовічних картин, створив Мікеланджело Мерізі да Караваджо. Твори митця, зробила величезний вплив на розви...
Ординатура і інтернатура: різниця. У чому відмінності
Перед студентами останніх курсів медичних університетів та інститутів нерідко постають різні питання: «У чому різниця між інтернатурою і ординатурой?» чи «Навіщо взагалі медику післядипломна освіта?» Розібр...
Німецький реактивний літак "Мессершмітт-262": історія створення, конструктивні особливості, фото
Високошвидкісний турбореактивний винищувач-перехоплювач Messerschmitt МЕ-262 Schwalbe («Messerschmitt ME-262 Ластівка») з'явився на полі бою лише в 1944 році. Не можна сказати точно, для якої роботи призначалася ця маш...
Примітка (0)
Ця стаття не має коментарів, будьте першим!