Silikon gaz. Silikon metall. Boshqa oziq moddalar bilan kombinatsiya

Sof kremniyni ajratib olish uchun kimyogarlar kvarts qumini magniy bilan reaksiyaga kirishadilar. Silikon ham yuqori haroratda eritiladi va hatto "o'stiriladi". Choxralski usuli bosim, harorat va kremniy birikmalaridan foydalanib, toza moddaning kristallarini hosil qiladi.

Hayot

Radioelektronika

Metall bo'lmagan kremniyning yarim o'tkazuvchanlik xususiyatlari tranzistorning yaratilishiga olib keldi. Transistor - bu kuchlanish va oqimni boshqarishga imkon beruvchi qurilma. Chiziqli o'tkazgichlardan farqli o'laroq, silikon tranzistorlar uchta asosiy elementga ega - oqimni "yig'uvchi" kollektor, tayanch va oqimni kuchaytiruvchi emitent. Transistorning paydo bo'lishi "elektron bum" ni keltirib chiqardi va birinchi kompyuterlar va maishiy texnika yaratilishiga olib keldi.

Kompyuterlar

Silikon plitalar juda arzon bo'lib chiqdi, bu ayniqsa kompyuter sanoatining boshida, ko'plab nuqsonlar va potentsial xaridorlar kam bo'lgan paytda muhim edi.

Bugungi kunda silikon chiplar kompyuter sanoatida hukmronlik qilmoqda. Ular zavod sharoitida protsessorlar va kontrollerlar uchun sof kremniy kristallarini o'stirishni o'rgandilar. Va eng muhimi, kremniy protsessordagi elementlar sonini har ikki yilda ikki barobar oshirish imkonini berdi (Mur qonuni). Shunday qilib, bir xil o'lchamdagi kremniy sxemasida ko'proq tranzistorlar va boshqa mantiqiy elementlar mavjud. Silikon axborot texnologiyalarini iloji boricha samaraliroq qilish imkonini berdi.

Silikon(lot. silicium), si, Mendeleyev davriy sistemasining IV guruhi kimyoviy elementi; atom raqami 14, atom massasi 28.086. Tabiatda element uchta barqaror izotop bilan ifodalanadi: 28 si (92,27%), 29 si (4,68%) va 30 si (3,05%).

Tarixiy ma'lumotnoma . Er yuzida keng tarqalgan K birikmalari insonga tosh davridan beri ma'lum. Tosh qurollaridan mehnat va ovchilikda foydalanish bir necha ming yillar davomida davom etgan. Ularni qayta ishlash bilan bog'liq K birikmalaridan foydalanish - ishlab chiqarish shisha - miloddan avvalgi 3000-yillarda boshlangan. e. (Qadimgi Misrda). K.ning eng qadimgi birikmasi sio 2 dioksid (kremniy oksidi). 18-asrda silika oddiy tana deb hisoblangan va "erlar" deb nomlangan (uning nomida aks ettirilgan). Kremniy tarkibining murakkabligini I. Ya. Berzelius. Birinchi marta 1825 yilda u kremniy ftorid sif 4 dan elementar kaltsiyni oldi, ikkinchisini kaliy metalli bilan qaytardi. Yangi elementga "kremniy" (lotincha silex - chaqmoqtosh) nomi berildi. Ruscha nom G.I. Hess 1834 yilda.

Tabiatda tarqalishi . Er qobig'ida tarqalishi bo'yicha kislorod ikkinchi element (kisloroddan keyin), uning litosferadagi o'rtacha miqdori 29,5% (massa bo'yicha). Yer qobig'ida uglerod hayvon va o'simlik dunyosida uglerod kabi asosiy rol o'ynaydi. Kislorod geokimyosi uchun uning kislorod bilan nihoyatda kuchli aloqasi muhim ahamiyatga ega. Litosferaning taxminan 12% ni mineral shakldagi kremniy oksidi sio 2 tashkil etadi kvarts va uning navlari. Litosferaning 75% ni har xil qatlamlar tashkil qiladi silikatlar Va aluminosilikatlar(dala shpatlari, slyudalar, amfibollar va boshqalar). Kremniyni o'z ichiga olgan minerallarning umumiy soni 400 dan oshadi .

Magmatik jarayonlarda kaltsiyning zaif differensiatsiyasi sodir bo'ladi: u granitoidlarda (32,3%) va o'ta asosli jinslarda (19%) to'planadi. Yuqori harorat va yuqori bosimda sio 2 ning eruvchanligi ortadi. Uning suv bug'i bilan ko'chishi ham mumkin, shuning uchun gidrotermal tomirlarning pegmatitlari ko'pincha ruda elementlari (oltin-kvars, kvarts-kassiterit va boshqalar) bilan bog'liq bo'lgan kvarsning sezilarli konsentratsiyasi bilan tavsiflanadi.

Fizikaviy va kimyoviy xossalari. Uglerod metall yorqinligi bilan quyuq kulrang kristall hosil qiladi, davri a = 5,431 a va zichligi 2,33 g / sm 3 bo'lgan yuz markazli kubik olmos tipidagi panjaraga ega. Juda yuqori bosimlarda 2,55 g / sm 3 zichlikdagi yangi (ko'rinishidan olti burchakli) modifikatsiya olindi. K. 1417°S da eriydi, 2600°S da qaynaydi. Maxsus issiqlik sig'imi (20-100 ° S da) 800 J/ (kg? K) yoki 0,191 kal/ (g? daraja); Issiqlik o'tkazuvchanligi hatto eng toza namunalar uchun ham doimiy emas va (25°C) 84-126 Vt/ (m? K) yoki 0,20-0,30 kal/ (sm? sek? deg) oralig'ida. Chiziqli kengayishning harorat koeffitsienti 2,33? 10 -6 K -1; 120k dan past bo'lsa, u salbiy bo'ladi. K. uzun toʻlqinli infraqizil nurlarga nisbatan shaffof; sindirish ko'rsatkichi (l =6 mkm uchun) 3,42; dielektrik doimiy 11.7. K. diamagnit, atom magnit sezuvchanligi -0,13? 10 -6. Mohs 7,0 bo'yicha K. qattiqligi, Brinell bo'yicha 2,4 Gn / m2 (240 kgf / mm2), elastik modul 109 Gn / m2 (10890 kgf / mm2), siqilish koeffitsienti 0,325? 10 -6 sm 2 / kg. K. mo'rt material; sezilarli plastik deformatsiya 800 ° C dan yuqori haroratlarda boshlanadi.

K. tobora ortib borayotgan yarimoʻtkazgichdir. Misning elektr xususiyatlari aralashmalarga juda bog'liq. Xona haroratida hujayraning o'ziga xos o'ziga xos hajmli elektr qarshiligi 2,3? 10 3 ohm? m(2,3 ? 10 5 ohm? sm) .

O'tkazuvchanlikka ega yarimo'tkazgichli sxema R-turi (qo'shimchalar B, al, in yoki ga) va n-turi (qo'shimchalar P, bi, as yoki sb) sezilarli darajada past qarshilikka ega. Elektr o'lchovlari bo'yicha tarmoqli bo'shlig'i 1,21 ni tashkil qiladi ev 0 da TO va 1,119 gacha kamayadi ev 300 da TO.

Mendeleyevning davriy tizimidagi halqaning holatiga ko'ra, halqa atomining 14 elektroni uchta qobiq bo'ylab taqsimlanadi: birinchisida (yadrodan) 2 ta elektron, ikkinchisida 8 ta, uchinchisida (valentlik) 4; elektron qobiq konfiguratsiyasi 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2. Ketma-ket ionlanish potentsiallari ( ev): 8.149; 16,34; 33.46 va 45.13. Atom radiusi 1,33 a, kovalent radiusi 1,17 a, ion radiusi si 4+ 0,39 a, si 4- 1,98 a.

Uglerod birikmalarida (uglerodga o'xshash) 4-valentin. Biroq, ugleroddan farqli o'laroq, kremniy dioksidi 4 koordinatsion raqami bilan birga 6 ga teng koordinatsion sonni ko'rsatadi, bu uning atomining katta hajmi bilan izohlanadi (bunday birikmalarga 2-guruhni o'z ichiga olgan silikofloridlar misol bo'ladi).

Uglerod atomining boshqa atomlar bilan kimyoviy bog'lanishi odatda gibrid sp 3 orbitallari tufayli amalga oshiriladi, lekin uning beshta (bo'sh) 3 dan ikkitasini jalb qilish ham mumkin. d- orbitallar, ayniqsa K. olti koordinatali boʻlsa. Elektromanfiylik qiymati 1,8 ga teng (uglerod uchun 2,5 ga nisbatan; azot uchun 3,0 va boshqalar) uglerod metall bo'lmagan birikmalarda elektropozitivdir va bu birikmalar tabiatda qutblidir. Kislorod si-o bilan yuqori bog'lanish energiyasi, 464 ga teng kJ/mol(111 kkal/mol) , uning kislorod birikmalarining (sio 2 va silikatlar) barqarorligini aniqlaydi. Si-si bog'lanish energiyasi past, 176 kJ/mol (42 kkal/mol) ; Ugleroddan farqli o'laroq, uglerod Si atomlari orasidagi uzun zanjirlar va qo'sh bog'larning shakllanishi bilan tavsiflanmaydi. Havoda himoya oksidi plyonkasi hosil bo'lganligi sababli, uglerod yuqori haroratlarda ham barqarordir. Kislorodda u 400 ° C dan boshlab oksidlanadi, hosil bo'ladi kremniy dioksidi sio 2. Sio monoksit ham ma'lum, gaz shaklida yuqori haroratlarda barqaror; keskin sovutish natijasida si va sio 2 ning yupqa aralashmasiga oson parchalanadigan qattiq mahsulot olinishi mumkin. K. kislotalarga chidamli boʻlib, faqat nitrat va gidroftorik kislotalar aralashmasida eriydi; vodorod ajralib chiqishi bilan issiq ishqor eritmalarida oson eriydi. K. xona haroratida ftor bilan, qizdirilganda esa boshqa galogenlar bilan reaksiyaga kirishib, umumiy formula olti 4 birikmalarini hosil qiladi. . Vodorod uglerod bilan bevosita reaksiyaga kirishmaydi va silikalar(silanlar) silisidlarning parchalanishi natijasida olinadi (pastga qarang). Vodorod silikonlari sih 4 dan si 8 h 18 gacha ma'lum (tarkibi to'yingan uglevodorodlarga o'xshaydi). K. kislorodli silanlarning 2 guruhini hosil qiladi - siloksanlar va siloksenlar. K azot bilan 1000°S dan yuqori haroratda reaksiyaga kirishadi. 1200°C da ham havoda oksidlanmaydigan, kislotalarga (nitratdan tashqari) va ishqorlarga, shuningdek, erigan metallar va shlaklarga chidamli bo'lgan si 3 n 4 nitridi katta amaliy ahamiyatga ega bo'lib, bu uni tozalash uchun qimmatli material qiladi. kimyo sanoati, refrakterlar ishlab chiqarish va boshqalar. Uglerodning uglerod bilan birikmalari yuqori qattiqligi, shuningdek, issiqlik va kimyoviy chidamliligi bilan ajralib turadi ( kremniy karbid sic) va bor bilan (sib 3, sib 6, sib 12). Qizdirilganda xlor (metall katalizatorlar ishtirokida, mis kabi) xlororganik birikmalar (masalan, ch 3 cl) bilan reaksiyaga kirishib, sintez uchun ishlatiladigan organogalosilanlarni [masalan, si (ch 3) 3 ci] hosil qiladi. sonidan organosilikon birikmalari.

K. deyarli barcha metallar bilan birikmalar hosil qiladi - silisidlar(faqat bi, tl, pb, hg bilan ulanishlar aniqlanmadi). 250 dan ortiq silisidlar olindi, ularning tarkibi (mesi, mesi 2, me 5 si 3, me 3 si, me 2 si va boshqalar) odatda klassik valentliklarga mos kelmaydi. Silisidlar o'tga chidamli va qattiqdir; Ferrosilikon va molibden silisid mosi 2 eng katta amaliy ahamiyatga ega (elektr pechka isitgichlari, gaz turbinasi pichoqlari va boshqalar).

Kvitansiya va ariza. K.ning texnik tozaligi (95—98%) grafit elektrodlari orasidagi silika sio 2 ni kamaytirish orqali elektr yoyida olinadi. Yarimo'tkazgich texnologiyasining rivojlanishi bilan bog'liq holda, sof va ayniqsa sof mis olish usullari ishlab chiqildi, bu misning eng sof boshlang'ich birikmalarini oldindan sintez qilishni talab qiladi, undan mis qaytarilish yoki termal parchalanish yo'li bilan olinadi.

Sof yarimo'tkazgichli mis ikki shaklda olinadi: polikristalli (sici 4 yoki sihcl 3 ni sink yoki vodorod bilan kamaytirish, sil 4 va sih 4 ning termal parchalanishi) va bir kristalli (tigelsiz zonaning erishi va bitta kristallni "tortish" eritilgan misdan - Czochralski usuli).

Yarimo'tkazgichli qurilmalar (tranzistorlar, termistorlar, quvvatni to'g'rilash moslamalari, boshqariladigan diodlar - tiristorlar; kosmik kemalarda ishlatiladigan quyosh fotoelementlari va boshqalar) ishlab chiqarish uchun material sifatida maxsus qo'shilgan mis keng qo'llaniladi. K. toʻlqin uzunligi 1 dan 9 gacha boʻlgan nurlar uchun shaffof boʻlgani uchun mkm, u infraqizil optikada qo'llaniladi .

K. xilma-xil va tobora kengayib borayotgan qoʻllanish sohalariga ega. Metallurgiyada kislorod erigan metallarda erigan kislorodni olib tashlash uchun ishlatiladi (deoksidlanish). K. temir va rangli metallarning koʻp sonli qotishmalari tarkibiga kiradi. Odatda, uglerod qotishmalarning korroziyaga chidamliligini oshiradi, ularning quyma xususiyatlarini yaxshilaydi va mexanik kuchni oshiradi; ammo K. ning yuqori miqdori bilan mo'rtlikka olib kelishi mumkin. Eng muhimi, kaltsiyni o'z ichiga olgan temir, mis va alyuminiy qotishmalari Organosilikon birikmalari va silisidlarni sintez qilish uchun ko'proq miqdorda uglerod ishlatiladi. Silika va koʻplab silikatlar (gil, dala shpatlari, slyuda, talk va boshqalar) shisha, sement, keramika, elektrotexnika va boshqa sanoat tarmoqlarida qayta ishlanadi.

V. P. Barzakovskiy.

Kremniy organizmda turli birikmalar shaklida bo'lib, asosan qattiq skelet qismlari va to'qimalarining shakllanishida ishtirok etadi. Ba'zi dengiz o'simliklari (masalan, diatomlar) va hayvonlar (masalan, kremniyli gubkalar, radiolar) o'lganlarida okean tubida kremniy dioksidining qalin konlarini hosil qilib, ayniqsa katta miqdorda kremniy to'plashi mumkin. Sovuq dengizlar va ko'llarda kaliy bilan boyitilgan biogen loylar, quruqlikdagi o'simliklar orasida kaliy miqdori kam bo'lgan kaliyli loylar ustunlik qiladi. Umurtqali hayvonlarda kul moddalarida kremniy dioksidining miqdori 0,1-0,5% ni tashkil qiladi. Eng koʻp miqdorda K. zich biriktiruvchi toʻqima, buyrak va oshqozon osti bezida uchraydi. Insonning kunlik ratsionida 1 tagacha mavjud G K. Havoda kremniy dioksid changi koʻp boʻlsa, u odam oʻpkasiga kirib, kasallikni keltirib chiqaradi - silikoz.

V. V. Kovalskiy.

Lit.: Berezhnoy A.S., Silikon va uning ikkilik tizimlari. K., 1958; Krasyuk B. A., Gribov A. I., Yarimo'tkazgichlar - germaniy va kremniy, M., 1961; Renyan V.R., Yarimo'tkazgichli kremniy texnologiyasi, trans. ingliz tilidan, M., 1969; Sally I.V., Falkevich E.S., Yarimo'tkazgichli kremniy ishlab chiqarish, M., 1970; Kremniy va germaniy. Shanba. Art., ed. E. S. Falkevich, D. I. Levinzon, V. 1-2, M., 1969-70; Gladishevskiy E.I., Silitsidlar va germanidlarning kristall kimyosi, M., 1971; bo'ri N. f., silikon yarimo'tkazgich ma'lumotlari, oxf. - n. y., 1965 yil.

referat yuklab olish

KREMNIYON (Lotin Silicium), Si, davriy sistemaning qisqa shakldagi (uzun shaklning 14-guruhi) IV guruhining kimyoviy elementi; atom raqami 14, atom massasi 28,0855. Tabiiy kremniy uchta barqaror izotopdan iborat: 28 Si (92,2297%), 29 Si (4,6832%), 30 Si (3,0872%). Sun'iy ravishda massa soni 22-42 bo'lgan radioizotoplar olingan.

Tarixiy ma'lumotnoma. Er yuzida keng tarqalgan kremniy birikmalari tosh davridan beri inson tomonidan ishlatilgan; masalan, qadim zamonlardan to temir davrigacha chaqmoqtoshdan tosh qurollar yasagan. Kremniy birikmalarini qayta ishlash - shisha ishlab chiqarish miloddan avvalgi 4-ming yillikda Qadimgi Misrda boshlangan. Elementar kremniy 1824-25 yillarda J. Berzelius tomonidan ftorid SiF 4 ni kaliy metalli bilan qaytargan holda olingan. Yangi elementga "kremniy" nomi berildi (lotincha silex - chaqmoq toshidan; 1834 yilda G. I. Hess tomonidan kiritilgan ruscha "kremniy" nomi ham "chaqmoq tosh" so'zidan kelib chiqqan).

Tabiatda tarqalishi. Yer qobig'ida tarqalishi bo'yicha kremniy ikkinchi kimyoviy element (kisloroddan keyin): litosferadagi kremniy miqdori massa bo'yicha 29,5% ni tashkil qiladi. Tabiatda erkin holatda uchramaydi. Kremniyni o'z ichiga olgan eng muhim minerallar aluminosilikatlar va tabiiy silikatlar (tabiiy amfibollar, dala shpatlari, slyuda va boshqalar), shuningdek, kremniy minerallari (kvars va kremniy dioksidining boshqa polimorf modifikatsiyalari).

Xususiyatlari. Kremniy atomining tashqi elektron qobig'ining konfiguratsiyasi 3s 2 3p 2. Birikmalarda u +4, kamdan-kam hollarda +1, +2, +3, -4 oksidlanish darajasini ko'rsatadi; Paulingning elektronegativligi 1,90, ionlanish potentsiallari Si 0 → Si + → Si 2+ → Si 3+ → Si 4+ mos ravishda 8,15, 16,34, 33,46 va 45,13 eV; atom radiusi 110 pm, Si 4+ ionining radiusi 40 pm (koordinatsion raqami 4), 54 pm (koordinatsion raqami 6).

Kremniy to'q kulrang qattiq mo'rt kristall modda bo'lib, metall yorqinligi bilan ajralib turadi. Kristalli panjara yuzga markazlashtirilgan kubikdir; t erish nuqtasi 1414 °C, qaynash nuqtasi 2900 °C, zichligi 2330 kg/m 3 (25 °C da). Issiqlik sig'imi 20,1 J/(mol∙K), issiqlik o'tkazuvchanligi 95,5 Vt/(m∙K), dielektrik o'tkazuvchanligi 12; Mohs qattiqligi 7. Oddiy sharoitlarda kremniy mo'rt materialdir; sezilarli plastik deformatsiya 800 ° C dan yuqori haroratlarda kuzatiladi. Silikon to'lqin uzunligi 1 mikrondan ortiq bo'lgan infraqizil nurlanish uchun shaffofdir (2-10 mikron to'lqin uzunligida sinishi indeksi 3,45). Diamagnetik (magnit sezuvchanlik - 3,9∙10 -6). Silikon yarim o'tkazgich, tarmoqli bo'shlig'i 1,21 eV (0 K); o'ziga xos elektr qarshiligi 2,3∙10 3 Ohm∙m (25 °C da), elektronning harakatchanligi 0,135-0,145, teshiklari - 0,048-0,050 m 2 / (V s). Kremniyning elektr xossalari aralashmalar mavjudligiga juda bog'liq. P-tipli o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan kremniyning monokristallarini olish uchun doping qo'shimchalari B, Al, Ga, In (akseptor aralashmalari) va n tipidagi o'tkazuvchanlik bilan - P, As, Sb, Bi (donor aralashmalari) ishlatiladi.

Kremniy havoda oksid plyonkasi bilan qoplangan, shuning uchun u past haroratlarda kimyoviy jihatdan inertdir; 400 ° C dan yuqori qizdirilganda u kislorod (SiO oksidi va SiO 2 dioksidi hosil bo'ladi), galogenlar (kremniy galogenidlari), azot (kremniy nitridi Si 3 N 4), uglerod (kremniy karbid SiC) va boshqalar bilan o'zaro ta'sir qiladi. vodorod - silanlar - bilvosita olinadi. Silikon metallar bilan reaksiyaga kirishib, silisidlar hosil qiladi.

Yupqa kremniy qaytaruvchi moddadir: qizdirilganda u suv bug‘lari bilan reaksiyaga kirishib, vodorodni chiqaradi, metall oksidlarini erkin metallarga qaytaradi. Oksidlovchi bo'lmagan kislotalar kremniyni uning yuzasida kislotada erimaydigan oksidli plyonka hosil bo'lishi sababli passivlashtiradi. Kremniy konsentrlangan HNO 3 ning HF bilan aralashmasida eriydi va gidroftorsilik kislota hosil bo'ladi: 3Si + 4HNO 3 + 18HF = 3H 2 + 4NO + 8H 2 O. Kremniy (ayniqsa, nozik dispers) ishqorlar bilan reaksiyaga kirishib, vodorod ajralib chiqadi, masalan: Si + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2. Kremniy turli organosilikon birikmalarini hosil qiladi.

Biologik rol. Silikon mikroelementdir. Insonning kremniyga bo'lgan kunlik ehtiyoji 20-50 mg ni tashkil qiladi (element suyaklar va biriktiruvchi to'qimalarning to'g'ri o'sishi uchun zarur). Silikon inson tanasiga oziq-ovqat bilan, shuningdek, changga o'xshash SiO 2 ko'rinishidagi nafas olayotgan havo bilan kiradi. Erkin SiO 2 ni o'z ichiga olgan changni uzoq vaqt inhalatsiyalash bilan silikoz paydo bo'ladi.

Kvitansiya. Texnik tozaligi kremniy (95-98%) SiO 2 ni uglerod yoki metallar bilan kamaytirish orqali olinadi. Yuqori toza polikristalli kremniy SiCl 4 yoki SiHCl 3 ni vodorod bilan 1000-1100 ° S haroratda kamaytirish, Sil 4 yoki SiH 4 ning termal parchalanishi orqali olinadi; yuqori tozalikdagi monokristalli kremniy - zonali eritish yoki Czochralski usuli bilan. Dunyo bo'ylab kremniy ishlab chiqarish hajmi yiliga 1600 ming tonnani tashkil qiladi (2003).

Ilova. Kremniy - mikroelektronika va yarimo'tkazgichli qurilmalarning asosiy materiali; infraqizil nurlanish uchun shaffof shisha ishlab chiqarishda ishlatiladi. Kremniy temir va rangli metallar qotishmalarining tarkibiy qismidir (past konsentratsiyalarda kremniy qotishmalarning korroziyaga chidamliligi va mexanik mustahkamligini oshiradi, ularning quyish xususiyatlarini yaxshilaydi; yuqori konsentratsiyalarda u mo'rtlikka olib kelishi mumkin); Eng muhimi temir, mis va alyuminiy kremniy o'z ichiga olgan qotishmalar. Kremniy organosilikon birikmalari va silisidlar ishlab chiqarish uchun boshlang'ich material sifatida ishlatiladi.

Lit.: Baranskiy P.I., Klochkov V.P., Potykevich I.V. Materiallarning xususiyatlari: Katalog. K., 1975; Drozdov A. A., Zlomanov V. P., Mazo G. N., Spiridonov F. M. Noorganik kimyo. M., 2004. T. 2; Shriver D., Atkins P. Noorganik kimyo. M., 2004. T. 1-2; Kremniy va uning qotishmalari. Ekaterinburg, 2005 yil.

Kisloroddan keyin kremniy yer qobig'ida eng ko'p tarqalgan element hisoblanadi. 2 ta barqaror izotopga ega: 28 Si, 29 Si, 30 Si. Kremniy tabiatda erkin holda uchramaydi.

Eng keng tarqalgan: kremniy kislotasi tuzlari va kremniy oksidi (kremniy, qum, kvarts). Ular mineral tuzlar, slyuda, talk, asbestning bir qismidir.

Kremniyning allotropiyasi.

U kremniy 2 ta allotropik modifikatsiya mavjud:

Kristalli (och kulrang kristallar. Tuzilishi olmos kristall panjarasiga oʻxshaydi, bu yerda kremniy atomi 4 ta bir xil atomga kovalent bogʻlangan va oʻzi sp3 - duragaylash);

Amorf (jigarrang kukun, kristaldan ko'ra faolroq shakl).

Kremniyning xossalari.

Haroratda kremniy havodagi kislorod bilan reaksiyaga kirishadi:

Si + O 2 = SiO 2 .

Agar kislorod etarli bo'lmasa (kislorod etishmasligi), unda quyidagi reaktsiya paydo bo'lishi mumkin:

2 Si + O 2 = 2 SiO,

Qayerda SiO- reaksiya jarayonida ham hosil bo'lishi mumkin bo'lgan monooksid:

Si + SiO 2 = 2 SiO.

Oddiy sharoitlarda kremniy bilan reaksiyaga kirishishi mumkin F 2 , qizdirilganda - bilan Cl 2 . Agar siz haroratni yanada oshirsangiz, unda Si bilan muloqot qilish imkoniyatiga ega bo‘ladi N Va S:

4Si + S 8 = 4SiS 2;

Si + 2F 2 = SiF 4.

Kremniy uglerod bilan reaksiyaga kirishib, berishga qodir karborund:

Si + C = SiC.

Kremniy konsentrlangan nitrat va gidroflorik kislotalar aralashmasida eriydi:

3Si + 4HNO 3 + 12HF = 3SiF 4 + 4NO + 8H 2 O.

Silikon ishqorlarning suvli eritmalarida eriydi:

Si + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + H 2.

Oksidlar bilan qizdirilganda, silikon nomutanosib bo'ladi:

2 MgO + 3 Si = Mg 2 Si + 2 SiO.

Metallar bilan o'zaro ta'sirlashganda, silikon oksidlovchi vosita sifatida ishlaydi:

2 Mg + Si = Mg 2 Si.

Silikonni qo'llash.

Silikon alyuminiy, mis va magniyga mustahkamlik berish uchun qotishmalar ishlab chiqarishda va po'lat va yarimo'tkazgich texnologiyasida muhim ahamiyatga ega bo'lgan ferrosilitsidlarni ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi. Silikon kristallari quyosh batareyalari va yarimo'tkazgichli qurilmalarda - tranzistorlar va diodlarda qo'llaniladi.

Kremniy, shuningdek, yog'lar, moylash materiallari, plastmassalar va sintetik kauchuklar shaklida olingan kremniy organi birikmalari yoki siloksanlarni ishlab chiqarish uchun xom ashyo bo'lib xizmat qiladi. Noorganik kremniy birikmalari keramika va shisha texnologiyasida, izolyatsion material va piezokristal sifatida ishlatiladi.

MARKAZIY PROTSESSOR? Qum? Ushbu so'z bilan qanday aloqalaringiz bor? Yoki Kremniy vodiysi?
Qanday bo'lmasin, biz har kuni kremniyga duch kelamiz va agar siz Si ​​nima ekanligini va u nima bilan iste'mol qilinishini bilmoqchi bo'lsangiz, mushukka murojaat qiling.

Kirish

Silitsiy

Tarixiy ma'lumotnoma

Kremniy tabiatda oddiy qumning bir qismi sifatida juda keng tarqalgan.

Kremniyning tabiatda tarqalishi

Kremniyning fizik xususiyatlari

Kremniyning kimyoviy xossalari

Silikonni olish

Texnik tozaligi kremniy (95-98%) grafit elektrodlari orasidagi silika SiO2 ni kamaytirish orqali elektr yoyida olinadi. Yarimo'tkazgich texnologiyasining rivojlanishi bilan bog'liq holda sof va yuqori darajada sof kremniy olish usullari ishlab chiqildi. Buning uchun kremniy qaytarilish yoki termal parchalanish yo'li bilan olinadigan eng sof boshlang'ich kremniy birikmalarining dastlabki sintezi talab qilinadi.
Polikristalli kremniy (“polisilikon”) sanoatda ishlab chiqarilgan kremniyning eng sof shakli – texnik kremniyni xlorid va ftoridli usullar yordamida tozalash yoʻli bilan olingan va mono- va koʻp kristalli kremniy ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan yarim tayyor mahsulot.
An'anaga ko'ra, polikristalli kremniy texnik kremniydan uni uchuvchan silanlarga (monosilan, xlorosilanlar, ftorsilanlarga) aylantirish orqali olinadi, so'ngra hosil bo'lgan silanlarni ajratish, tanlangan silanni rektifikatsiya bilan tozalash va silanni metall kremniyga qaytarish.
Sof yarimo'tkazgichli kremniy ikki shaklda olinadi: polikristalli(SiCl4 yoki SiHCl3 ni sink yoki vodorod bilan kamaytirish, SiI4 va SiH4 ning termal parchalanishi) va monokristalli(tigelsiz zonaning erishi va eritilgan kremniydan bitta kristallni "tortib olish" - Czochralski usuli).

Bu yerda siz Czochralski usuli yordamida kremniyni etishtirish jarayonini ko'rishingiz mumkin.

Choxralskiy usuli- kristallanishning boshlanishi bilan katta hajmdagi eritmaning bo'sh yuzasidan yuqoriga qarab kristalllarni o'stirish usuli, kristalllanishning boshlanishi bilan ma'lum struktura va kristallografik yo'nalishdagi urug'lik kristalini (yoki bir nechta kristalllarni) bo'sh yuzasi bilan aloqa qilish; eritish.

Silikonni qo'llash

Ultrasof kremniy va uning mahsulotlari

Tanadagi kremniy

Xulosa