규소가 산소 다음으로 지각에서 가장 풍부한 화학 원소라는 것을 알고 계셨습니까? 그러나 순수한 상태로는 존재하지 않습니다. 오히려 모래, 먼지, 행성, 소행성뿐만 아니라 다양한 구조나 규산염으로 분포합니다. 그 유래, 누가 발견했는지, 어떤 특징이 있는지, 어떻게 획득하는지 살펴보세요.
실리콘이란 무엇입니까?
주기율표 14족에 속하는 준금속 또는 반금속 화학 원소입니다. 이는 결정화된 무정형 형태로 나타나며, 첫 번째는 회색을 띠고 두 번째는 갈색 분말 형태로 나타납니다. 관성이 거의 없으므로 상대적으로 비활성입니다. 또한 대부분의 산은 이를 변경하지 않습니다. 반면에, 그것은 광물 형태로 생명체의 구조에 존재합니다.
실리콘 기호
Si 화학 원소 실리콘의 기호는 Si이며, 이는 라틴어의 silicis 또는 flint라는 단어에서 유래한 기호입니다. 이 용어는 다양한 원소 화합물로 만들어진 선사 시대 도구 및 무기에 부여된 이름인 부싯돌을 의미합니다.
실리콘 특성
그 구조는 중간 특성, 즉 금속과 비금속 사이의 특성을 나타냅니다. 일반적으로 그 화합물은 4가이지만 2가의 경우도 있습니다. 화학적 거동은 전기양성적입니다. 다른 기능을 알아보세요:
- 색상 : 회색빛의 금속성 광택 색상을 나타냅니다.
- 집계 상태: 솔리드.
- 외관 : 단단하고 결정질이며 부서지기 쉽고 팔면체 모양입니다.
- 형태: 금속 결정체와 분말의 두 가지 동소체 형태가 있습니다.
- 전도성 와이어: 전기 전도성이 좋지 않습니다.
- 경도 : 모스 척도에 따른 경도는 7입니다.
- 화합물 : 금속간화합물은 각종 금속의 합금부재로 사용됩니다.
- 가단성 : 가단성이 있는 요소가 아닙니다.
- 용해도 : 약간 용해됨.
- 전송 용량: 적외선 복사의 파장 또는 공간 주기의 95% 이상.
실리콘의 화학적 및 물리적 특성
- 원자 번호: 14
- 그룹: 14
- 기간: 3
- 블록:p
- 원자량: 28,085
- 밀도: 2330kg/m3
- 고체 상태
- 녹: 양쪽성
- 산화 상태: +4
- 녹는점(°C): 1414
- 끓는점(°C): 3265
- 비열: 700 J/(K-kg)
- 전기음성도: 1.9
- 라디오 평균: 120시간
- 공유 반경: 231h
- 원자 반경: 오후 11시
- 껍질당 전자: 2, 8, 4
- 전자 구성: [Ne]3 s2 3p2
실리콘의 유래
Antoine Lavoisier는 1787년에 처음으로 이를 확인했지만 1823년에 순수하고 분리된 형태로 실리콘을 발견한 사람은 스웨덴 Jöns Jacob Berzelius였습니다. 이 화학자는 사불화규소와 함께 금속 칼륨을 가열한 후 비정질 실리콘을 만들었습니다. 그러나 1811년에 이 화학 원소는 이미 무정형의 불순한 형태로 발견되었습니다. 역사에 따르면 이 작업은 프랑스의 게이 뤼삭(Gay Lussac)과 루이 자크 테나르(Louis Jacques Thénard)가 수행했다고 합니다.
실리콘은 어떤 용도로 사용되나요?
인간은 이 화학원소를 유용하고 경제적이기 때문에 끊임없이 풍부하게 사용하고 있습니다. 예를 들어, 실리콘의 기능 중 하나는 다른 건축 제품 중에서 벽돌, 콘크리트, 에나멜, 세라믹을 만드는 역할입니다. 또한 강철 및 다양한 유형의 유리 생산에도 사용됩니다.
다른 응용 분야에는 태양 전지, 트랜지스터, 정류기 및 칩과 같은 우주 기술 및 전자 산업에 사용되는 기타 장치를 구성하는 요소 유형을 형성하는 것이 포함됩니다. 또한 실리콘은 윤활제, 장난감, 방수 필름 및 성형 수술용 임플란트를 만드는 데 사용됩니다.
실리콘은 어떻게 얻나요?
이는 염산으로 처리하면서 산화규소로부터 알루미늄열분해법으로 얻을 수 있습니다. 또 다른 방법은 탄소 전극이 채워진 전기로에서 탄화칼슘, 즉 탄소로 실리카를 환원시키는 것입니다.
마찬가지로, 순수한 방법으로 이를 얻기 위해 사염화규소를 수소 원소로 환원하는 방법을 사용합니다. 마지막으로 지멘스(Siemens) 공정이라 불리는 삼염화실란의 열환원을 통해 초순수 실리콘을 얻습니다. 거대한 진공 챔버에 포함된 수소 분위기 덕분에 초순도가 얻어집니다.
실리콘과 생물학
규산염은 규소와 산소로 구성된 광물인 규산염의 형태로 쉽게 발견되지만 이를 직접 사용하는 유기체는 거의 없습니다. 실제로 방산충, 규조류 및 유리 해면은 골격 구조에 생체 실리카를 사용합니다. 또한 쌀과 같은 일부 식물은 영양과 성장을 위해 이 요소가 필요합니다.
실리콘이 건강에 미치는 영향
이 성분은 폐와 호흡에 부작용을 일으킬 수 있으며, 이로 인해 규폐증이 발생할 수도 있습니다. 또한 피부와 눈에 자극을 주어 눈물, 발적, 딱지 및 가려움증을 유발합니다. 다양한 연구에서는 폐암, 신장 질환 및 마이코박테리아 감염이 실리콘에 대한 지속적인 노출과 연관되어 있습니다.
결론적으로, 이 준금속 유형의 화학 원소는 특히 벽돌, 세라믹, 에나멜 등과 같은 건축 제품을 만들 때 사용됩니다. 또한 전자, 우주, 화장품 산업에서 윤활제, 콘택트렌즈, 유방 보형물 제조에 사용됩니다.