Знаете ли вы, что кремний после кислорода является самым распространенным химическим элементом в земной коре? Однако в чистом виде его нет. Скорее, он распространен в виде песка, пыли, планет и планетоидов, а также различных структур или силикатов. Посмотрите на его происхождение, на того, кто его открыл, каковы его характеристики и как мы его получаем.
Что такое кремний?
Это металлоидный или полуметаллический химический элемент, расположенный в 14 группе таблицы Менделеева. Он появляется в кристаллической и аморфной форме: первая имеет сероватый цвет, а вторая — коричневатый порошок. Он мало инертен, что означает, что он относительно неактивен. Кроме того, большинство кислот не изменяют его. С другой стороны, он присутствует в структуре живых существ в минеральной форме.
Кремниевый символ
Si Символом химического элемента кремния является Si, символ, который происходит от слова silicis или кремень на латыни. Этот термин означает кремень — название, данное доисторическим инструментам и оружию, изготовленным из различных соединений этого элемента.
Характеристики кремния
Его структура представляет собой промежуточные свойства, то есть между металлами и неметаллами. Обычно его соединения четырехвалентны, хотя бывают и двухвалентные случаи. Его химическое поведение электроположительное. Откройте для себя другие возможности:
- Цвет : Имеет сероватый металлический блестящий цвет.
- Агрегационный статус: Твердый.
- Внешний вид: Твердый, кристаллический, хрупкий, имеет форму октаэдров.
- Форма: Имеет две аллотропные формы: металлическую кристаллическую и порошкообразную.
- Проводящий провод: Это плохой проводник электричества.
- Твердость : Твердость 7 по шкале Мооса.
- Соединения : его интерметаллические соединения используются в качестве сплавов различных металлов.
- Податливость : Это не податливый элемент.
- Растворимость : Мало растворим.
- Способность передачи: более 95% длин волн или пространственных периодов инфракрасного излучения.
Химические и физические свойства кремния
- Атомный номер: 14
- Группа: 14
- Период: 3
- Блок:п
- Атомный вес: 28 085
- Плотность: 2330 кг/м³
- Твердое состояние
- Ржавчина: амфотерная
- Степень окисления: +4
- Температура плавления (°С): 1414
- Точка кипения (°С): 3265
- Удельная теплоемкость: 700 Дж/(К-кг)
- Электроотрицательность: 1,9
- Среднее радио: 120 часов
- Ковалентный радиус: 231 ч.
- Атомный радиус: 23:00.
- Электронов на оболочку: 2, 8, 4
- Электронная конфигурация: [Ne]3 s2 3p2
Происхождение кремния
Антуан Лавуазье впервые определил его в 1787 году, но именно швед Йенс Якоб Берцелиус открыл кремний в 1823 году в чистой и изолированной форме. Этот химик получил аморфный кремний после нагревания металлического калия с тетрафторидом кремния. Однако в 1811 году этот химический элемент уже был открыт в аморфном и нечистом виде. Согласно истории, эту работу провели французы Гей Люссак и Луи Жак Тенар.
Для чего используется кремний?
Люди используют этот химический элемент постоянно и в изобилии, потому что он полезен и экономичен. Например, одной из функций кремния является его роль в создании кирпича, бетона, эмали, керамики и других строительных изделий. Его также используют при производстве стали и различных видов стекла.
Другие области применения включают создание элементов, из которых состоят солнечные элементы, транзисторы, выпрямители и другие устройства, используемые в космических технологиях и электронной промышленности, например, чипы. Кроме того, силиконы используются для создания смазок, игрушек, водонепроницаемых пленок и имплантатов для косметической хирургии.
Как получают кремний?
Его можно получить алюминотермией из оксида кремния при обработке соляной кислотой. Другой способ — восстановление кремнезема карбидом кальция или углеродом в электродуговой печи, заполненной угольными электродами.
Аналогичным образом мы используем восстановление тетрахлорида кремния элементом водородом, чтобы получить его в чистом виде. Наконец, сверхчистый кремний получается термическим восстановлением трихлорсилана, называемым процессом Сименса. Сверхчистота достигается благодаря атмосфере водорода, содержащейся в огромных вакуумных камерах.
Кремний и биология
Хотя его легко найти в виде силикатов, минералов, состоящих из кремния и кислорода, немногие организмы используют его напрямую. Действительно, радиолярии, диатомеи и стеклянные губки используют биогенный кремнезем для строения своего скелета. Кроме того, некоторым растениям этот элемент необходим для питания и роста, например, рису.
Влияние кремния на здоровье
Этот элемент может оказывать побочное воздействие на легкие и дыхание, что может даже вызвать силикоз. Кроме того, он вызывает раздражение кожи и глаз, что приводит к слезотечению, покраснению, образованию корок и зуду. Различные исследования связывают рак легких, заболевания почек и микобактериальные инфекции с постоянным воздействием кремния.
В заключение отметим, что этот химический элемент металлоидного типа используется при создании строительных изделий, например, кирпича, керамики, эмали и других. Также его используют в электронной, космической и косметической промышленности, для производства смазок, контактных линз или грудных имплантатов.