Silikonun oksijenden sonra yer kabuğunda en çok bulunan kimyasal element olduğunu biliyor muydunuz? Ancak saf haliyle mevcut değildir. Daha ziyade kum, toz, gezegenler ve planetoidlerin yanı sıra çeşitli yapılar veya silikatlar halinde dağılır. Bakın kökenine, kim keşfetti, özellikleri neler, nasıl elde ediliyor.
Silikon nedir?
Periyodik tablonun 14. grubunda yer alan metaloid veya yarı metalik bir kimyasal elementtir. Kristalize ve amorf formda görünür; birincisi grimsi renkte, ikincisi ise kahverengimsi bir toz formundadır. Çok az atalet içerir, bu da nispeten aktif olmadığı anlamına gelir. Ayrıca çoğu asit bunu değiştirmez. Canlıların yapısında ise mineral halinde bulunur.
Silikon sembolü
Si Silisyum kimyasal elementinin sembolojisi, Latince silicis veya çakmaktaşı kelimesinden gelen bir sembol olan Si’dir. Bu terim, çakmaktaşı anlamına gelir; bu elementin çeşitli bileşikleriyle yapılan tarih öncesi aletlere ve silahlara verilen addır.
Silikon Özellikleri
Yapısı metaller ve metal olmayanlar arasında ara özellikler sunar. İki değerlikli durumlar olmasına rağmen genellikle bileşikleri dört değerliklidir. Kimyasal davranışı elektropozitiftir. Diğer özellikleri keşfedin:
- Renk : Grimsi metalik parlak bir renk sunar.
- Toplama durumu: Katı.
- Görünüm: Sert, kristalimsi, kırılgan ve oktahedron şeklindedir.
- Form: Metalik kristal ve toz olmak üzere iki allotropik formu vardır.
- İletken tel: Elektriği zayıf bir iletkendir.
- Sertlik : Mohs skalasına göre sertliği 7’dir.
- Bileşikler : İntermetalik bileşikleri çeşitli metallerde alaşım üyesi olarak kullanılır.
- Dövülebilirlik : Dövülebilir bir unsur değildir.
- Çözünürlük : Az çözünür.
- Aktarım kapasitesi: Kızılötesi radyasyonun dalga boylarının veya uzaysal periyotlarının %95’inden fazlası.
Silikonun kimyasal ve fiziksel özellikleri
- Atom numarası: 14
- Grup: 14
- Dönem: 3
- Blok:p
- Atom ağırlığı: 28.085
- Yoğunluk: 2330 kg/m³
- Katı hal
- Pas: amfoterik
- Oksidasyon durumları: +4
- Erime noktası (°C): 1414
- Kaynama noktası (°C): 3265
- Özgül ısı: 700 J/(K-kg)
- Elektronegatiflik: 1.9
- Radyo ortalaması: 120 saat
- Kovalent yarıçap: 231 saat
- Atom yarıçapı: 23:00
- Kabuk başına elektron sayısı: 2, 8, 4
- Elektronik konfigürasyon: [Ne]3 s2 3p2
Silisyumun kökeni
Antoine Lavoisier bunu ilk kez 1787’de tanımladı, ancak 1823’te silikonu saf ve izole bir biçimde keşfeden İsveçli Jöns Jacob Berzelius’du. Bu kimyager metalik potasyumu silikon tetraflorür ile ısıttıktan sonra amorf silikon yaptı. Ancak 1811 yılında bu kimyasal elementin amorf ve saf olmayan bir formu zaten keşfedilmişti. Tarihe göre bu çalışma Fransız Gay Lussac ve Louis Jacques Thénard tarafından gerçekleştirilmiştir.
Silikon ne için kullanılır?
İnsanoğlu bu kimyasal elementi faydalı ve ekonomik olması nedeniyle sürekli ve bol miktarda kullanmaktadır. Örneğin silikonun işlevlerinden biri, diğer inşaat ürünlerinin yanı sıra tuğla, beton, emaye, seramik yapımında oynadığı roldür. Ayrıca çelik ve farklı cam türlerinin üretimi sırasında da kullanılır.
Diğer uygulamalar arasında güneş pillerini, transistörleri, redresörleri ve uzay teknolojisinde ve elektronik endüstrisinde kullanılan çipler gibi diğer cihazları oluşturan bir tür elementin oluşturulması yer alır. Ayrıca silikonlar kayganlaştırıcılar, oyuncaklar, su geçirmez filmler ve estetik cerrahi implantların yapımında da kullanılıyor.
Silikon nasıl elde edilir?
Hidroklorik asit ile muamele edilirken silikon oksitten alümotermi yoluyla elde edilebilir. Başka bir yol, karbon elektrotlarla doldurulmuş bir elektrik ark ocağında silikanın kalsiyum karbür veya karbonla indirgenmesidir.
Benzer şekilde, saf bir şekilde elde etmek için silikon tetraklorürün hidrojen elementiyle indirgenmesini kullanıyoruz. Son olarak, Siemens işlemi adı verilen triklorosilanın termal indirgenmesi yoluyla hipersaf silikon elde edilir. Muazzam vakum odacıklarının içinde bulunan hidrojen atmosferi sayesinde ultra saflık elde ediliyor.
Silikon ve biyoloji
Silisyum ve oksijenden oluşan mineraller olan silikatlar formunda kolaylıkla bulunmasına rağmen, çok az organizma onu doğrudan kullanır. Aslında radyolaryalılar, diatomlar ve cam süngerler iskeletlerinin yapısı için biyojenik silika kullanırlar. Ayrıca pirinç gibi bazı bitkiler beslenmeleri ve büyümeleri için bu elemente ihtiyaç duyarlar.
Silikonun sağlığa etkileri
Bu elementin akciğerler ve solunum üzerinde yan etkileri olabilir, hatta silikoza neden olabilir. Ayrıca ciltte ve gözlerde tahrişe neden olarak sulanma, kızarıklık, kabuklanma ve kaşıntıya neden olur. Çeşitli çalışmalar akciğer kanseri, böbrek hastalığı ve mikobakteriyel enfeksiyonları sürekli silikon maruziyetine bağlamaktadır.
Sonuç olarak, bu metaloid tipi kimyasal element, diğerlerinin yanı sıra tuğla, seramik, emaye gibi inşaat ürünleri üretilirken kullanılır. Ayrıca elektronik, uzay ve kozmetik endüstrilerinde yağlayıcılar, kontakt lensler veya göğüs implantlarının üretiminde de kullanılmaktadır.