Caratteristiche del silicio come elemento chimico. Tu sai come. Applicazione di composti siliconici
- Designazione - Si (silicio);
- Periodo - III;
- Gruppo - 14 (IVa);
- Massa atomica - 28,0855;
- Numero atomico - 14;
- Raggio atomico = 132 pm;
- Raggio covalente = 111 pm;
- Distribuzione degli elettroni - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 ;
- temperatura di fusione = 1412°C;
- punto di ebollizione = 2355°C;
- Elettronegatività (secondo Pauling/secondo Alpred e Rochow) = 1,90/1,74;
- Stato di ossidazione: +4, +2, 0, -4;
- Densità (n.) = 2,33 g/cm3;
- Volume molare = 12,1 cm 3 /mol.
Composti del silicio:
Il silicio fu isolato per la prima volta nella sua forma pura nel 1811 (i francesi J. L. Gay-Lussac e L. J. Tenard). Il silicio elementare puro fu ottenuto nel 1825 (lo svedese J. J. Berzelius). L'elemento chimico ricevette il nome "silicio" (tradotto dal greco antico come montagna) nel 1834 (chimico russo G. I. Hess).
Il silicio è l'elemento chimico più comune (dopo l'ossigeno) sulla Terra (il contenuto nella crosta terrestre è del 28-29% in peso). In natura, il silicio è spesso presente sotto forma di silice (sabbia, quarzo, selce, feldspati), nonché sotto forma di silicati e alluminosilicati. Nella sua forma pura, il silicio è estremamente raro. Molti silicati naturali nella loro forma pura sono pietre preziose: smeraldo, topazio, acquamarina: tutto questo è silicio. L'ossido di silicio cristallino puro (IV) si presenta sotto forma di cristallo di rocca e quarzo. L'ossido di silicio, che contiene varie impurità, forma pietre preziose e semipreziose: ametista, agata, diaspro.
Riso. Struttura dell'atomo di silicio.
La configurazione elettronica del silicio è 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 (vedi Struttura elettronica degli atomi). Al livello energetico esterno, il silicio ha 4 elettroni: 2 accoppiati nel sottolivello 3s + 2 spaiati negli orbitali p. Quando un atomo di silicio passa a uno stato eccitato, un elettrone dal sottolivello s “lascia” la sua coppia e si sposta al sottolivello p, dove c'è un orbitale libero. Pertanto, nello stato eccitato, la configurazione elettronica dell'atomo di silicio assume la seguente forma: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3.
Riso. Transizione di un atomo di silicio ad uno stato eccitato.
Pertanto, il silicio nei composti può mostrare una valenza di 4 (il più delle volte) o 2 (vedi Valenza). Il silicio (così come il carbonio), reagendo con altri elementi, forma legami chimici in cui può sia cedere i suoi elettroni che accettarli, ma la capacità di accettare elettroni negli atomi di silicio è meno pronunciata che negli atomi di carbonio, a causa delle dimensioni del silicio più grandi. atomo.
Stati di ossidazione del silicio:
- -4 : SiH 4 (silano), Ca 2 Si, Mg 2 Si (silicati metallici);
- +4 - i più stabili: SiO 2 (ossido di silicio), H 2 SiO 3 (acido silicico), silicati e alogenuri di silicio;
- 0 : Si (sostanza semplice)
Il silicio come sostanza semplice
Il silicio è una sostanza cristallina grigio scuro con una lucentezza metallica. Silicio cristallinoè un semiconduttore.
Il silicio forma solo una modifica allotropica, simile al diamante, ma non così forte, poiché i legami Si-Si non sono così forti come nella molecola di carbonio del diamante (vedi Diamante).
Silicio amorfo- polvere bruna, con punto di fusione di 1420°C.
Il silicio cristallino è ottenuto dal silicio amorfo mediante ricristallizzazione. A differenza del silicio amorfo, che è una sostanza chimica abbastanza attiva, il silicio cristallino è più inerte in termini di interazione con altre sostanze.
La struttura del reticolo cristallino del silicio ripete la struttura del diamante: ogni atomo è circondato da altri quattro atomi situati ai vertici del tetraedro. Gli atomi sono tenuti insieme da legami covalenti, che non sono forti come i legami di carbonio nel diamante. Per questo motivo, anche al n. Alcuni legami covalenti nel silicio cristallino si rompono, provocando il rilascio di alcuni elettroni, facendo sì che il silicio abbia una scarsa conduttività elettrica. Quando il silicio si riscalda, alla luce o quando vengono aggiunte determinate impurità, aumenta il numero di legami covalenti rotti, di conseguenza aumenta il numero di elettroni liberi e quindi aumenta anche la conduttività elettrica del silicio.
Proprietà chimiche del silicio
Come il carbonio, il silicio può essere sia un agente riducente che un agente ossidante, a seconda della sostanza con cui reagisce.
Al n. il silicio interagisce solo con il fluoro, il che si spiega con il reticolo cristallino del silicio abbastanza forte.
Il silicio reagisce con cloro e bromo a temperature superiori a 400°C.
Il silicio interagisce con il carbonio e l'azoto solo a temperature molto elevate.
- Nelle reazioni con i non metalli, il silicio agisce come agente riducente:
- in condizioni normali, dai non metalli, il silicio reagisce solo con il fluoro, formando alogenuro di silicio:
Si+2F2 = SiF4 - ad alte temperature il silicio reagisce con cloro (400°C), ossigeno (600°C), azoto (1000°C), carbonio (2000°C):
- Si + 2Cl 2 = SiCl 4 - alogenuro di silicio;
- Si + O 2 = SiO 2 - ossido di silicio;
- 3Si + 2N 2 = Si 3 N 4 - nitruro di silicio;
- Si + C = SiC - carborundum (carburo di silicio)
- in condizioni normali, dai non metalli, il silicio reagisce solo con il fluoro, formando alogenuro di silicio:
- Nelle reazioni con i metalli, il silicio lo è agente ossidante(formato salicidi:
Si+2Mg = Mg2Si - Nelle reazioni con soluzioni concentrate di alcali, il silicio reagisce con il rilascio di idrogeno, formando sali solubili di acido silicico, chiamati silicati:
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2 - Il silicio non reagisce con gli acidi (ad eccezione dell'HF).
Preparazione e utilizzo del silicio
Ottenere il silicio:
- in laboratorio - dalla silice (alluminioterapia):
3SiO2 + 4Al = 3Si + 2Al2O3 - nell'industria - mediante riduzione dell'ossido di silicio con coke (silicio tecnicamente puro) ad alta temperatura:
SiO2+2C = Si+2CO - Il silicio più puro si ottiene riducendo il tetracloruro di silicio con idrogeno (zinco) ad alta temperatura:
SiCl4+2H2 = Si+4HCl
Applicazione del silicio:
- produzione di radioelementi semiconduttori;
- come additivi metallurgici nella produzione di composti resistenti al calore e agli acidi;
- nella produzione di fotocellule per batterie solari;
- come raddrizzatori AC.
Minerale siliconico silicio una varietà di silice - nera, grigio scuro o chiara - è abbastanza comune in natura e l'uomo la conosce molto bene. Ma le proprietà curative del silicio sono diventate note solo di recente: alla fine degli anni '70 del XX secolo. Sebbene l'umanità abbia conosciuto il silicio molto tempo fa.
La selce è la pietra che ha gettato le basi della civiltà umana. Durante l'età della pietra, la selce serviva come materiale per la fabbricazione di utensili e la caccia, e veniva utilizzata per accendere il fuoco. Le proprietà curative della selce sono menzionate nei trattati degli antichi filosofi. Serviva per tagliare le verruche, per decorare le pareti dei locali in cui veniva conservata la carne, per cospargere le ferite sotto forma di polvere, che preveniva la cancrena; le macine in silicio nei mulini permettevano di ottenere farine con ottime qualità di cottura e di gusto. Per molto tempo, il fondo e la superficie interna dei pozzi sono stati rivestiti di silicio, poiché si è notato che le persone che bevevano l'acqua da tali pozzi si ammalavano meno e tale acqua era insolitamente limpida, gustosa e curativa.
In natura il silicio si presenta sotto forma di minerali molto diffusi - quarzo, calcedonio, opale ecc. Il gruppo di questi minerali include corniola, E diaspro, strass, agata, opale, ametista e molte altre pietre. La base di questi minerali è il biossido di silicio o silice, ma la densità, il colore e alcune altre proprietà sono diverse. Oltre alla silice, il silicio contiene circa 20 elementi chimici, i principali dei quali sono Mg, Ca, P, Sr, Mn, Cu, Zn, ecc. Da qui i tanti nomi. Ma il più famoso tra i rappresentanti di questa famiglia è senza dubbio la selce. La maggior parte della crosta terrestre è costituita da composti inorganici di silicio (28 vol.%).
Silicio (Silicio - lat.) elemento chimico, numero atomico 14, gruppo IV della tavola periodica. Gli atomi di silicio costituiscono la base di argilla, sabbia e rocce. Possiamo dire che l'intero mondo inorganico è associato al silicio. In condizioni naturali, i minerali di silicio si trovano nella calcite e nel gesso.
Il silicio è il secondo elemento più abbondante nella crosta terrestre dopo l'ossigeno e rappresenta circa un terzo del suo peso totale. Ogni sesto atomo della crosta terrestre è un atomo di silicio. L'acqua di mare contiene ancora più silicio del fosforo, così necessario per la vita sulla Terra.
Nel nostro corpo, il silicio si trova nella ghiandola tiroidea, nelle ghiandole surrenali e nell'ipofisi. La sua massima concentrazione si trova nei capelli e nelle unghie.
Il silicio fa parte anche del collagene, la principale proteina del tessuto connettivo. Il suo ruolo principale è quello di partecipare ad una reazione chimica che tiene insieme le singole fibre di collagene ed elastina, conferendo al tessuto connettivo forza ed elasticità. Il silicio è anche un componente del collagene nei capelli e nelle unghie e svolge un ruolo importante nella guarigione delle ossa durante le fratture.
Il silicio ha un ruolo speciale nella vita e nella salute delle persone, così come nella flora e nella fauna. Il silicio viene assorbito dalle piante sotto forma di acidi silicici disciolti, silicati e silice colloidale. La mancanza di silicio influisce negativamente sulla germinazione, crescita e resa dei cereali, principalmente riso, nonché canna da zucchero, girasoli e colture come patate, barbabietole, carote, cetrioli e pomodori. Insieme a verdure, frutta, latte, carne e altri prodotti, una persona dovrebbe consumare 10-20 mg di silicio al giorno. Questa quantità è necessaria per il normale funzionamento, crescita e sviluppo del corpo.
La ricerca scientifica sul ruolo del silicio per la salute umana è trattata nelle monografie di V. Krivenko et al. “Litoterapia”, M., 1994, E. Mikheeva “Proprietà curative del silicio”, San Pietroburgo, 2002, lavori di M Voronkov e I. Kuznetsov (Accademia delle scienze dell'URSS, ramo siberiano, 1984), A. Panicheva, L. Zardashvili, N. Semenova, ecc. alluminio e altri composti minerali, ma interagisce particolarmente strettamente con lo stronzio e il calcio Uno dei meccanismi d'azione del silicio è che, grazie alle sue proprietà chimiche, crea sistemi colloidali caricati elettricamente che hanno la proprietà di assorbire virus e agenti patogeni insoliti per l'uomo.
Alcune piante sono in grado di concentrare il silicio. Questo Carciofo di Gerusalemme, ravanello, oliva UN, ribes, equiseto ecc. Molto silicio si accumula nei cereali, soprattutto nel rivestimento del seme (crusca): riso, avena, miglio, orzo, soia. Quando si macinano i cereali in un mulino, questi vengono liberati dal guscio, privandoli così del silicio e quindi svalutandoli.
Anche le acque minerali sono ricche di silicio. Ma lo zucchero raffinato è praticamente privo di silicio. Solo lo zucchero giallo non raffinato contiene silicio ed è quindi di grande valore.
Gli equiseti si distinguono per il loro alto contenuto di silicio - piante molto diffuse della flora domestica, utilizzate sempre più spesso recentemente nella medicina popolare. A questo proposito si sono dimostrati efficaci l'estratto di olio di bardana, l'estratto di equiseto e i composti organici di silicio (ceramidi) contenuti nel medicinale chiamato olio di bardana con estratto di equiseto (con ceramidi). Studi specifici hanno dimostrato che questo medicinale:
Consigli per l'uso: quando la struttura del capello è danneggiata a causa di fattori esterni o interni, così come quando i capelli sono diradati e di aspetto opaco.
Modalità di applicazione: Applicare l'olio caldo sui capelli e sul cuoio capelluto, massaggiare delicatamente e accuratamente per almeno 15 minuti (evitare movimenti bruschi e intensi, poiché spezzano e strappano i capelli), quindi distribuire l'olio uniformemente su tutta la lunghezza dei capelli. Applicare per 1 ora, quindi risciacquare con uno shampoo delicato.
Il silicio è anche responsabile di garantire funzioni protettive, processi metabolici e disintossicanti. Funziona come un agente biologico di “reticolazione” coinvolto nella formazione dell'”architettura” molecolare dei polisaccaridi e dei loro complessi con proteine, conferisce elasticità ai tessuti connettivi, fa parte dell'elastina dei vasi sanguigni, conferisce resistenza, elasticità e impermeabilità alle loro pareti e impedisce la penetrazione dei lipidi nel plasma sanguigno.
Gli studi hanno dimostrato che il silicio nell'acqua sopprime i batteri che causano fermentazione e decadimento, fa precipitare i metalli pesanti, neutralizza il cloro e assorbe i radionuclidi. In un organismo vivente, le sostanze siliciche biologicamente attive, insieme alle strutture proteiche, contribuiscono alla formazione di enzimi, amminoacidi e ormoni. Il silicio è particolarmente necessario nel tessuto connettivo; si trova nella ghiandola tiroidea, nelle ghiandole surrenali e nella ghiandola pituitaria. C'è molto silicio nei capelli. La sua massima concentrazione si trova nei capelli e nelle unghie.
Silicio:
La mancanza di silicio nel corpo porta a:
È stata trovata una relazione tra la concentrazione di silicio nell'acqua potabile e le malattie cardiovascolari. Tubercolosi, diabete, lebbra, epatite, ipertensione, cataratta, artrite, cancro sono accompagnati da una diminuzione della concentrazione di silicio nei tessuti e negli organi o da disturbi nel suo metabolismo.
Nel frattempo, il nostro corpo perde silicio ogni giorno: in media, consumiamo 3,5 mg di silicio al giorno con cibo e acqua e ne perdiamo circa 9 mg!
Cause della carenza di silicio nel corpo:
Di solito, una diminuzione del contenuto di silicio si verifica sullo sfondo di una carenza generale di minerali ed è accompagnata da una carenza di magnesio e calcio.
Segni di carenza di silicio:
È noto che l'età biologica di una persona è determinata dalla velocità dei processi metabolici, ad es. il tasso di rinnovamento delle singole cellule. E se molti prodotti cosmetici possono risolvere in un modo o nell'altro il problema dell'idratazione e della protezione, il problema dell'accelerazione del metabolismo richiede un cambiamento più intenso dello strato esterno della pelle.
Il rallentamento dei processi di rigenerazione cutanea inizia intorno ai 30 anni. A questo punto, il corpo sta già cominciando a sentire la mancanza di silicio. Il nostro corpo non può ripristinare da solo la carenza di silicio, poiché i composti naturali del silicio che ci circondano sono per lo più biologicamente inattivi e non sono in grado di partecipare alle reazioni biochimiche all'interno della cellula.
Il silicio è un eccellente prodotto cosmetico. Deterge la pelle dalle formazioni pustolose. È particolarmente utile lavarsi il viso con acqua siliconica e assumerlo anche per via orale con l'acne giovanile. Nel processo di ricerca, gli scienziati hanno creato una nuova classe di composti organici di silicio che possono accelerare i processi metabolici della pelle e, partecipando alla sintesi delle proteine del tessuto connettivo, elastina e collagene, aumentare l'elasticità della pelle ed eliminare le rughe formate.
I composti contenenti silicio brevettati da WGN accelerano i processi metabolici nelle cellule e rigenerano le fibre di elastina e collagene. I risultati della creazione di composti attivi di nanosilicio hanno costituito la base per lo sviluppo della linea di preparati cosmetici cosiddetti “nanosilicio” NewAge.
Nanosilicio bioattivo penetra negli strati profondi della pelle, li pulisce e fornisce una protezione che preserva la naturale permeabilità e capacità respiratoria della pelle. Il non silicio, stimolando i processi di proliferazione e rigenerazione, accelera il rinnovamento dell'epidermide e ripristina le funzioni delle cellule dermiche - fibroblasti.
I vantaggi dei cosmetici al silicone sono la compatibilità dermatologica dei componenti; Può essere utilizzato per qualsiasi tipo di pelle, anche quella sensibile; alta efficienza d'azione, stimolazione delicata dei meccanismi biochimici naturali dello stato funzionale della pelle.
Quando interagisce con l'acqua, la selce cambia le sue proprietà. L'acqua attivata dal silicio ha un effetto dannoso sui microrganismi, sopprime i batteri che causano marciume e fermentazione, in essa si verifica una precipitazione attiva di composti di metalli pesanti, l'acqua diventa pulita nell'aspetto e gradevole al gusto, non si deteriora a lungo e acquisisce molte altre qualità curative.
La selce appartiene ai minerali della famiglia del quarzo o calcedonio. Il gruppo di questi minerali comprende corniola, diaspro, cristallo di rocca, agata, opale, ametista e molte altre pietre. La base di questi minerali è il biossido di silicio SiO2 o silice, ma la densità, il colore e alcune altre proprietà sono diverse. Oltre alla silice, il silicio contiene circa 20 elementi chimici, i principali dei quali sono Mg, Ca, P, Sr, Mn, Cu, Zn, ecc. Da qui i tanti nomi. Ma il più famoso tra i rappresentanti di questa famiglia è senza dubbio la selce.
Le ragioni e il meccanismo dell'interazione tra selce e acqua non sono stati completamente chiariti. Forse l'effetto curativo del silicio è spiegato dalla sua capacità di formare speciali associati con l'acqua: colloidi che assorbono lo sporco e la microflora estranea dall'ambiente.
Quando si parla delle proprietà benefiche del silicio per l'organismo, ricordiamo innanzitutto l'acqua. Il corpo umano contiene circa il 70% di acqua e quindi è difficile immaginare la vita senza di essa. E se teniamo conto del fatto che tutti i tipi di metabolismo si svolgono attraverso l'ambiente acquatico, che è l'acqua il conduttore della stragrande maggioranza dei processi vitali fisiologici, che senza di essa non è possibile una sola forma di vita: il carbonio, silicio o qualsiasi altro, diventa chiaro che l'acqua attivata dal silicio acquisisce un significato speciale.
"...nel sistema selce - soluzioni acquose di sali inorganici, avviene la sedimentazione intensiva di numerosi metalli: alluminio, ferro, cadmio, cesio, zinco, piombo, stronzio."- P. Aladovsky, capo del laboratorio dell'Istituto centrale di ricerca per l'uso delle risorse idriche, dottore in scienze chimiche. In altre parole, la selce rimuove i metalli nocivi dall’acqua, purificandola. Rimangono sul fondo e sopra appare l'acqua pulita.
“L’acqua trattata con silicio influisce sulla capacità di adsorbimento dei radionuclidi. Ciò potrebbe rendere possibile il suo utilizzo per risolvere alcuni problemi radiochimici nel territorio della Bielorussia contaminato da radionuclidi”.- Dottore in Scienze Chimiche Yu Davydov è il capo del laboratorio dell'Istituto di problemi radiologici dell'Accademia nazionale delle scienze della Repubblica di Bielorussia.
“L’acqua siliconica, a partire dal quinto giorno di conservazione, ha la capacità di rafforzare le capacità emostatiche del sangue e di aumentarne la capacità di coagulazione.” E. Ivanov - Direttore dell'Istituto di Ematologia e Trasfusione di sangue del Ministero della Salute della Repubblica di Bielorussia, Dottore in Scienze Mediche. Viene subito in mente l'emofilia, una malattia in cui il sangue non si coagula bene. Ciò significa che una persona che riceve anche un piccolo graffio può morire per perdita di sangue.
“Per diversi anni non ho osservato il cancro in molti pazienti che consumavano acqua attivata dal silicio (SAW). Abbiamo riscontrato che al 5-6° giorno di assunzione di ACB (6-8 volte al giorno) in pazienti con numerose ulcere trofiche degli arti inferiori, il numero dei linfociti T e B aumenta. E questo indica la capacità di rinnovare l'immunità perduta e indebolita. Inoltre, l’ACB riduce la quantità di colesterolo nel sangue, soprattutto nell’obesità. Pertanto, la batteria serve a prevenire l’aterosclerosi”.- M. Sinyavsky Professore del Dipartimento di Formazione Medica, Università Statale di Mogilev. AA. Kuleshova.
Che cos'è - acqua di silicio? L'acqua di silicio è una tintura di selce marrone scuro, che viene utilizzata internamente ed esternamente. Il metodo per preparare l'acqua di selce è abbastanza semplice. In un contenitore da 2-3 litri, preferibilmente di vetro, aggiungere 40-50 g di piccoli sassolini di selce, preferibilmente di colore marrone intenso brillante (ma non nero), versare acqua proveniente dalla rete idrica, ma preferibilmente dopo normale filtrazione, e porre posizionarlo in un luogo protetto dalla luce solare diretta e al di fuori delle radiazioni patogene terrestri.
Quest'acqua sarà pronta da bere in 2-3 giorni. Se si segue la stessa tecnologia, ma si lega il collo con 2-3 strati di garza e si mette l'acqua in un luogo luminoso ad una temperatura superiore a 5°C per 5-7 giorni, allora quest'acqua, per le sue proprietà, può essere utilizzata non solo come acqua potabile, ma anche per scopi medicinali e preventivi. È utile usarlo per cucinare: tè, zuppe, ecc. Puoi bere acqua siliconica senza restrizioni (normalmente 1,5-2 litri al giorno). Se ciò non è possibile, almeno 3-5 volte al giorno, mezzo bicchiere, sempre a piccoli sorsi e preferibilmente fresco.
Usa la selce, come già accennato, solo nel colore marrone brillante (non nero).
Dovrebbero essere utilizzati solo minerali naturali. Il fatto è che la selce contiene resti di microrganismi, che un tempo formavano la selce dal limo del Cretaceo e di epoche più antiche.
Dopo uno o due utilizzi, la pietra deve essere risciacquata con acqua fredda e ventilata all'aria aperta per 2 ore. Se sulla superficie dei ciottoli compaiono strati o depositi, è necessario immergerli in una soluzione al 2% di acido acetico o acqua salata per 2 ore; quindi sciacquare 2-3 volte con semplice acqua e immergere per 2 ore in una soluzione di bicarbonato e risciacquare nuovamente.
Le proprietà specifiche dell'acqua siliconica consentono di prevenire molte malattie. L'acqua di silicio ha un effetto positivo sulle condizioni generali del corpo nel suo insieme.
Se bevi acqua attivata dal silicio o cucini cibo con essa, accade quanto segue:
- rafforzare il sistema immunitario, aumentando il numero di linfociti T e B nel sangue;
La condizione delle persone che soffrono di malattie del fegato migliora, perché... l'acqua aiuta il flusso della bile;
Rapida guarigione di ustioni, tagli, contusioni, ulcere trofiche;
Aiuta con l'indigestione, allevia l'infiammazione del tratto gastrointestinale e la gastrite;
Ridurre i livelli di zucchero nel sangue, così come il peso, nei diabetici inclini all'obesità;
Ridurre i livelli di colesterolo nel sangue, soprattutto nell’obesità, prevenire l’aterosclerosi e migliorare la funzionalità renale;
Normalizza la condizione dei pazienti affetti da ipertensione;
Normalizza il metabolismo;
Il tono generale aumenta.
A uso esterno L'acqua di silicio stimola i processi di recupero del corpo con:
- trattamento del mal di gola, naso che cola, infiammazione delle gengive (risciacquo della gola e della bocca dopo aver mangiato);
Per malattie virali del cavo orale, stomatiti e gengiviti;
Trattamento di allergie, foruncoli, diatesi, dermatiti, varie irritazioni cutanee (lozioni e lavaggi);
Per la congiuntivite, allevia il prurito e l'infiammazione;
Il lavaggio con tale acqua aiuta a migliorare le condizioni della pelle, a ridurre il numero di rughe e a prevenire la comparsa di nuove, aiuta ad eliminare irregolarità, punti neri e brufoli;
Risciacquare la testa e i capelli, strofinare sul cuoio capelluto aiuta a rafforzare e far crescere i capelli;
Per alcune malattie della pelle (vescicolare semplice, herpes zoster e pitiriasi rosea).
- In caso di caduta dei capelli e doppie punte, sciacquare i capelli con acqua di pietra focaia;
Per alleviare l'irritazione dopo la rasatura, sciacquare il viso con la stessa acqua;
Per l'“acne giovanile”, lava il viso e applica “acqua” internamente;
Pulisci il viso con pezzi di ghiaccio e acqua ghiacciata di selce;
Per prevenire la malattia parodontale, sciacquare le gengive con acqua quando si lavano i denti.
L'uso dell'acqua "selce" a scopi terapeutici e profilattici favorisce una rapida guarigione delle ferite, previene la formazione di tumori con l'assunzione regolare di acqua, migliora la composizione del sangue, ripristina la funzione surrenale, allevia i processi infiammatori nel tratto gastrointestinale e nella gastrite, normalizza lo zucchero nel sangue livelli, riduce il peso, guarisce le fratture (le ossa guariscono più velocemente e senza complicazioni), migliora la funzionalità renale e il metabolismo, separa e rimuove la bile. L'acqua di silicio uccide i virus; Per la prevenzione durante le epidemie respiratorie, si consiglia di instillare "acqua" nel naso. Questo aiuta con l'insonnia.
In casa si consiglia di annaffiare i fiori, prolungandone il periodo di fioritura; accelera il periodo di fruttificazione degli alberi da frutto e delle colture orticole; aumenta la produttività del 10%. Uccide muffe, marciume grigio, in particolare sulle fragole, ed altri funghi. Immergere i semi in tale acqua aumenta la germinazione. È meglio conservare i fiori in un contenitore contenente pietre di silicio, la loro durata di conservazione aumenta notevolmente. In un acquario, la selce impedisce all'acqua di fiorire. Il silicio aiuta anche a purificare l'acqua durante un'escursione, cosa importante che i turisti sappiano.
È anche utile bere acqua di silicio per l'aterosclerosi (i vasi vengono liberati dai depositi sclerotici), vari tipi di disturbi metabolici, mal di gola, influenza, faringite (il risciacquo con acqua di silicio riduce significativamente la durata di queste malattie - dopotutto, il silicio agisce come un antibiotico qui), reumatismi, malattia di Botkin (il silicio uccide i virus patogeni), malattie dei denti e delle articolazioni (poiché il silicio ripristina l'integrità del tessuto osseo).
E ora il punto più importante: le controindicazioni. L'acqua siliconica ha controindicazioni e deve essere maneggiata con molta attenzione. I medici hanno notato che per coloro che hanno una predisposizione al cancro è meglio abbandonarlo completamente.
DEFINIZIONE
Silicio si trova nel terzo periodo del gruppo IV del sottogruppo principale (A) della tavola periodica.
Appartiene agli elementi della famiglia p. Metalloide. Designazione - Si. Numero di serie - 14. Massa atomica relativa - 28.086 amu.
Struttura elettronica dell'atomo di silicio
L'atomo di silicio è costituito da un nucleo carico positivamente (+14), formato da 14 protoni e 14 neutroni, attorno al quale si muovono 14 elettroni in 3 orbite.
Fig. 1. Struttura schematica di un atomo di silicio.
La distribuzione degli elettroni tra gli orbitali è la seguente:
14Si)2) 8)4 ;
1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 2 .
Il livello energetico esterno del silicio contiene quattro elettroni, tutti elettroni del 3° sottolivello. Il diagramma energetico assume la seguente forma:
La presenza di due elettroni spaiati indica che il silicio è in grado di esibire lo stato di ossidazione +2. Uno stato eccitato è possibile anche per l'atomo di silicio a causa della presenza di un vuoto 3 D-orbitali. Elettroni 3 S-i sottolivelli escono e vengono occupati gratuitamente D
Pertanto il silicio ha uno stato di ossidazione in più, pari a +4.
Esempi di risoluzione dei problemi
ESEMPIO 1
Silicio(lat. silicio), si, elemento chimico del gruppo IV del sistema periodico di Mendeleev; numero atomico 14, massa atomica 28.086. In natura l'elemento è rappresentato da tre isotopi stabili: 28 si (92,27%), 29 si (4,68%) e 30 si (3,05%).
Riferimento storico . I composti K, diffusi sulla terra, sono noti all'uomo fin dall'età della pietra. L'uso degli strumenti di pietra per il lavoro e la caccia continuò per diversi millenni. L'utilizzo dei composti K associati alla loro lavorazione - produzione bicchiere - iniziò intorno al 3000 a.C. e. (nell'Antico Egitto). Il primo composto conosciuto di K. è il biossido sio 2 (silice). Nel XVIII secolo la silice era considerata un corpo semplice e veniva chiamata “terre” (come si evince dal suo nome). La complessità della composizione della silice è stata stabilita da I. Ya. Berzelius. Per la prima volta, nel 1825, ottenne il calcio elementare dal fluoruro di silicio sif 4, riducendo quest'ultimo con potassio metallico. Al nuovo elemento fu dato il nome “silicio” (dal latino silex - selce). Il nome russo è stato introdotto da G.I. Hess nel 1834.
Prevalenza in natura . In termini di prevalenza nella crosta terrestre, l'ossigeno è il secondo elemento (dopo l'ossigeno), il suo contenuto medio nella litosfera è del 29,5% (in massa). Nella crosta terrestre il carbonio svolge lo stesso ruolo primario del carbonio nel mondo animale e vegetale. Per la geochimica dell'ossigeno è importante il suo legame estremamente forte con l'ossigeno. Circa il 12% della litosfera è costituito da silice sio 2 in forma minerale quarzo e le sue varietà. Il 75% della litosfera è costituito da vari silicati E alluminosilicati(feldspati, miche, anfiboli, ecc.). Il numero totale di minerali contenenti silice supera 400 .
Durante i processi magmatici si verifica una debole differenziazione del calcio: esso si accumula sia nei granitoidi (32,3%) che nelle rocce ultrabasiche (19%). Ad alte temperature e alta pressione, la solubilità di sio 2 aumenta. È possibile anche la sua migrazione con il vapore acqueo, pertanto le pegmatiti delle vene idrotermali sono caratterizzate da significative concentrazioni di quarzo, che spesso è associato ad elementi minerali (vene oro-quarzo, quarzo-cassiterite, ecc.).
Proprietà fisiche e chimiche. Il carbonio forma cristalli grigio scuro con lucentezza metallica, aventi un reticolo cubico di tipo diamante a facce centrate con un periodo a = 5,431 a e una densità di 2,33 g/cm 3 . A pressioni molto elevate è stata ottenuta una nuova modificazione (apparentemente esagonale) con una densità di 2,55 g/cm 3. K. fonde a 1417°C, bolle a 2600°C. Capacità termica specifica (a 20-100°C) 800 J/ (kg? K), o 0,191 cal/ (g? deg); la conduttività termica anche per i campioni più puri non è costante ed è compresa nell'intervallo (25°C) 84-126 W/ (m? K), o 0,20-0,30 cal/ (cm? sec? gradi). Coefficiente di temperatura di dilatazione lineare 2,33? 10-6K-1; sotto i 120k diventa negativo. K. è trasparente ai raggi infrarossi a onda lunga; indice di rifrazione (per l =6 µm) 3,42; costante dielettrica 11.7. K. è diamagnetico, la suscettibilità magnetica atomica è -0,13? 10-6. K. durezza secondo Mohs 7,0, secondo Brinell 2,4 Gn/m2 (240 kgf/mm2), modulo elastico 109 Gn/m2 (10890 kgf/mm2), coefficiente di comprimibilità 0,325? 10 -6 cm2/kg. K. materiale fragile; una notevole deformazione plastica inizia a temperature superiori a 800°C.
K. è un semiconduttore che sta trovando un utilizzo sempre maggiore. Le proprietà elettriche del rame dipendono molto dalle impurità. La resistività elettrica volumetrica specifica intrinseca di una cella a temperatura ambiente è pari a 2,3? 103 ohm? M(2,3 ? 10 5 ohm? cm) .
Circuito a semiconduttore con conduttività R-tipo (additivi B, al, in o ga) e N-tipo (additivi P, bi, as o sb) ha una resistenza significativamente inferiore. Il gap di banda secondo le misurazioni elettriche è 1,21 ev a 0 A e scende a 1.119 ev a 300 A.
Secondo la posizione dell'anello nella tavola periodica di Mendeleev, i 14 elettroni dell'atomo dell'anello sono distribuiti su tre gusci: nel primo (dal nucleo) 2 elettroni, nel secondo 8, nel terzo (valenza) 4; configurazione del guscio elettronico 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2. Potenziali di ionizzazione successivi ( ev): 8,149; 16.34; 33.46 e 45.13. Raggio atomico 1,33 a, raggio covalente 1,17 a, raggi ionici si 4+ 0,39 a, si 4- 1,98 a.
Nei composti del carbonio (simili al carbonio) 4-valentene. Tuttavia, a differenza del carbonio, la silice, insieme ad un numero di coordinazione 4, presenta un numero di coordinazione 6, che si spiega con il grande volume del suo atomo (un esempio di tali composti sono i silicofluoruri contenenti il gruppo 2).
Il legame chimico di un atomo di carbonio con altri atomi viene solitamente effettuato a causa di orbitali ibridi sp 3, ma è anche possibile coinvolgere due dei suoi cinque (vacanti) 3 D- orbitali, specialmente quando K. è a sei coordinate. Avendo un valore di elettronegatività basso di 1,8 (contro 2,5 per il carbonio; 3,0 per l'azoto, ecc.), il carbonio è elettropositivo nei composti con non metalli e questi composti sono di natura polare. Elevata energia di legame con l'ossigeno si-o, pari a 464 kJ/mol(111 kcal/mol) , determina la stabilità dei suoi composti dell'ossigeno (sio 2 e silicati). L'energia di legame Si-si è bassa, 176 kJ/mol (42 kcal/mol) ; A differenza del carbonio, il carbonio non è caratterizzato dalla formazione di lunghe catene e doppi legami tra atomi di si. Nell'aria, a causa della formazione di una pellicola protettiva di ossido, il carbonio è stabile anche a temperature elevate. In ossigeno si ossida a partire da 400°C formando biossido di silicio sio2. È noto anche il monossido di Sio, stabile alle alte temperature sotto forma di gas; a seguito del brusco raffreddamento si può ottenere un prodotto solido che si decompone facilmente in una sottile miscela di si e sio 2. K. è resistente agli acidi e si dissolve solo in una miscela di acido nitrico e fluoridrico; si dissolve facilmente in soluzioni alcaline calde con rilascio di idrogeno. K. reagisce con il fluoro a temperatura ambiente e con altri alogeni quando riscaldato per formare composti della formula generale sei 4 . L'idrogeno non reagisce direttamente con il carbonio e acidi silicici(silani) sono ottenuti dalla decomposizione dei siliciuri (vedi sotto). I siliconi idrogeno sono noti da sih 4 a si 8 h 18 (la composizione è simile agli idrocarburi saturi). K. forma 2 gruppi di silani contenenti ossigeno - silossani e silosseni. K reagisce con l'azoto a temperature superiori a 1000°C. Di grande importanza pratica è il nitruro di si 3 n 4, che non si ossida all'aria anche a 1200°C, è resistente agli acidi (eccetto nitrico) e agli alcali, nonché ai metalli fusi e alle scorie, il che lo rende un materiale prezioso per industria chimica, per la produzione di refrattari, ecc. I composti di carbonio con carbonio si distinguono per la loro elevata durezza, nonché per la resistenza termica e chimica ( carburo di silicio sic) e con boro (sib 3, sib 6, sib 12). Quando riscaldato, il cloro reagisce (in presenza di catalizzatori metallici, come il rame) con composti organoclorurati (ad esempio, ch 3 cl) per formare organoalosilani [ad esempio, si (ch 3) 3 ci], che vengono utilizzati per la sintesi di numerosi composti di organosilicio.
K. forma composti con quasi tutti i metalli - siliciuri(non sono state rilevate connessioni solo con bi, tl, pb, hg). Sono stati ottenuti più di 250 siliciuri, la cui composizione (mesi, mesi 2, me 5 si 3, me 3 si, me 2 si, ecc.) solitamente non corrisponde alle valenze classiche. I siliciuri sono refrattari e duri; Il ferrosilicio e il siliciuro di molibdeno mosi 2 sono di grande importanza pratica (riscaldatori di forni elettrici, pale di turbine a gas, ecc.).
Ricevuta e domanda. La purezza tecnica K. (95-98%) è ottenuta in un arco elettrico mediante la riduzione della silice sio 2 tra gli elettrodi di grafite. In connessione con lo sviluppo della tecnologia dei semiconduttori, sono stati sviluppati metodi per ottenere rame puro, soprattutto puro, che richiede la sintesi preliminare dei composti di partenza più puri del rame, dai quali il rame viene estratto mediante riduzione o decomposizione termica.
Il rame semiconduttore puro si ottiene in due forme: policristallino (per riduzione di sici 4 o sihcl 3 con zinco o idrogeno, decomposizione termica di sil 4 e sih 4) e monocristallino (zona priva di crogiolo che fonde e "tira" un singolo cristallo dal rame fuso - il metodo Czochralski).
Il rame appositamente drogato è ampiamente utilizzato come materiale per la produzione di dispositivi a semiconduttore (transistor, termistori, raddrizzatori di potenza, diodi controllati - tiristori; fotocellule solari utilizzate nei veicoli spaziali, ecc.). Poiché K. è trasparente ai raggi con lunghezze d'onda da 1 a 9 µm,è utilizzato nell'ottica a infrarossi .
K. ha ambiti di applicazione diversificati e in continua espansione. Nella metallurgia, l'ossigeno viene utilizzato per rimuovere l'ossigeno disciolto nei metalli fusi (disossidazione). K. è un componente di un gran numero di leghe di ferro e metalli non ferrosi. Di solito, il carbonio conferisce alle leghe una maggiore resistenza alla corrosione, migliora le loro proprietà di fusione e aumenta la resistenza meccanica; tuttavia, con un contenuto più elevato di K. può causare fragilità. Le più importanti sono le leghe di ferro, rame e alluminio contenenti calcio, mentre una quantità crescente di carbonio viene utilizzata per la sintesi di composti organosilicici e siliciuri. La silice e molti silicati (argille, feldspati, mica, talco, ecc.) vengono lavorati dall'industria del vetro, del cemento, della ceramica, dell'elettricità e di altro tipo.
V. P. Barzakovsky.
Il silicio si trova nel corpo sotto forma di vari composti, coinvolti principalmente nella formazione delle parti e dei tessuti scheletrici duri. Alcune piante marine (ad esempio le diatomee) e animali (ad esempio spugne silicee, radiolari) possono accumulare quantità particolarmente grandi di silicio, formando spessi depositi di biossido di silicio sul fondo dell'oceano quando muoiono. Nei mari freddi e nei laghi predominano i limi biogenici ricchi di potassio, nei mari tropicali predominano i limi calcarei a basso contenuto di potassio, mentre tra le piante terrestri accumulano molto potassio i cereali, i carici, le palme e gli equiseti. Nei vertebrati, il contenuto di biossido di silicio nelle sostanze ceneri è dello 0,1-0,5%. Nelle maggiori quantità, K. si trova nel tessuto connettivo denso, nei reni e nel pancreas. La dieta umana quotidiana contiene fino a 1 G K. Quando nell'aria è presente un elevato contenuto di polvere di biossido di silicio, questa entra nei polmoni umani e provoca malattie - silicosi.
V. V. Kovalsky.
Illuminato.: Berezhnoy A.S., Il silicio e i suoi sistemi binari. K., 1958; Krasyuk B. A., Gribov A. I., Semiconduttori - germanio e silicio, M., 1961; Renyan V.R., Tecnologia del silicio semiconduttore, trad. dall'inglese, M., 1969; Sally I.V., Falkevich E.S., Produzione di silicio semiconduttore, M., 1970; Silicio e germanio. Sab. Art., ed. E. S. Falkevich, D. I. Levinzon, V. 1-2, M., 1969-70; Gladyshevskij E.I., Cristalchimica dei siliciuri e dei germanuri, M., 1971; wolf N. f., dati sui semiconduttori di silicio, oxf. - N. a., 1965.
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Silicio
SILICIO-IO; M.[dal greco krēmnos - scogliera, roccia] Elemento chimico (Si), cristalli grigio scuro con una lucentezza metallica si trovano nella maggior parte delle rocce.
◁ Silicio, oh, oh. Sali K. Siliceo (vedi 2.K.; 1 punto).
silicio(lat. Silicio), elemento chimico del gruppo IV della tavola periodica. Cristalli grigio scuro dalla lucentezza metallica; densità 2,33 g/cm3, T pl 1415ºC. Resistente agli influssi chimici. Costituisce il 27,6% della massa della crosta terrestre (2° posto tra gli elementi), i principali minerali sono silice e silicati. Uno dei materiali semiconduttori più importanti (transistor, termistori, fotocellule). Parte integrante di molti acciai e altre leghe (aumenta la resistenza meccanica e alla corrosione, migliora le proprietà di fusione).
SILICIOSILICIO (lat. Silicium da silex - selce), Si (leggi “silicio”, ma oggigiorno molto spesso come “si”), elemento chimico con numero atomico 14, massa atomica 28,0855. Il nome russo deriva dal greco kremnos: scogliera, montagna.
Il silicio naturale è costituito da una miscela di tre nuclidi stabili (cm. NUCLIDE) con numeri di massa 28 (prevale nella miscela, ne contiene il 92,27% in massa), 29 (4,68%) e 30 (3,05%). Configurazione dello strato elettronico esterno di un atomo di silicio neutro non eccitato 3 S 2
R 2
. Nei composti presenta solitamente uno stato di ossidazione +4 (valenza IV) e molto raramente +3, +2 e +1 (valenza III, II e I, rispettivamente). Nella tavola periodica di Mendeleev, il silicio si trova nel gruppo IVA (nel gruppo del carbonio), nel terzo periodo.
Il raggio di un atomo di silicio neutro è 0,133 nm. Le energie di ionizzazione sequenziale dell'atomo di silicio sono 8,1517, 16,342, 33,46 e 45,13 eV e l'affinità elettronica è 1,22 eV. Il raggio dello ione Si 4+ con numero di coordinazione 4 (il più comune nel caso del silicio) è 0,040 nm, con numero di coordinazione 6 - 0,054 nm. Secondo la scala Pauling l’elettronegatività del silicio è 1,9. Sebbene il silicio sia solitamente classificato come non metallo, per numerose proprietà occupa una posizione intermedia tra metalli e non metalli.
In forma libera: polvere marrone o materiale compatto grigio chiaro con una lucentezza metallica.
Storia della scoperta
I composti del silicio sono noti all'uomo da tempo immemorabile. Ma l'uomo ha conosciuto la semplice sostanza silicio solo circa 200 anni fa. Infatti i primi ricercatori ad ottenere il silicio furono il francese J. L. Gay-Lussac (cm. GAY LUSSAC Joseph Louis) e LJ Tenard (cm. TENAR Louis Jacques). Nel 1811 scoprirono che il riscaldamento del fluoruro di silicio con il potassio metallico porta alla formazione di una sostanza bruno-marrone:
SiF 4 + 4K = Si + 4KF, tuttavia, i ricercatori stessi non sono giunti alla conclusione corretta sull'ottenimento di una nuova sostanza semplice. L'onore di scoprire un nuovo elemento appartiene al chimico svedese J. Berzelius (cm. BERZELIUS Jens Jacob), che riscaldò anche un composto di composizione K 2 SiF 6 con potassio metallico per produrre silicio. Ottenne la stessa polvere amorfa dei chimici francesi e nel 1824 annunciò una nuova sostanza elementare, che chiamò "silicio". Il silicio cristallino fu ottenuto solo nel 1854 dal chimico francese A. E. Sainte-Clair Deville (cm. SAINT-CLAIR DEVILLE Henri Etienne) .
Essere nella natura
In termini di abbondanza nella crosta terrestre, il silicio è al secondo posto tra tutti gli elementi (dopo l'ossigeno). Il silicio costituisce il 27,7% della massa della crosta terrestre. Il silicio è un componente di diverse centinaia di silicati naturali diversi (cm. SILICATI) e alluminosilicati (cm. SILICATI DI ALLUMINIO). Molto diffusa è anche la silice, o biossido di silicio (cm. BIOSSIDO DI SILICIO) SiO2 (sabbia di fiume (cm. SABBIA), quarzo (cm. QUARZO), pietra focaia (cm. PIETRA FOCAIA) ecc.), costituendo circa il 12% della crosta terrestre (in massa). Il silicio non si trova in forma libera in natura.
Ricevuta
Nell'industria, il silicio viene prodotto riducendo il SiO 2 fuso con coke ad una temperatura di circa 1800°C in forni ad arco. La purezza del silicio così ottenuto è di circa il 99,9%. Poiché per l'uso pratico è necessario silicio di purezza più elevata, il silicio risultante viene clorurato. Si formano i composti della composizione SiCl 4 e SiCl 3 H. Questi cloruri vengono ulteriormente purificati in vari modi dalle impurità e nella fase finale vengono ridotti con idrogeno puro. È anche possibile purificare il silicio ottenendo prima il siliciuro di magnesio Mg 2 Si. Successivamente, il monosilano volatile SiH 4 viene ottenuto dal siliciuro di magnesio utilizzando acido cloridrico o acetico. Il monosilano viene ulteriormente purificato mediante rettifica, assorbimento e altri metodi, e quindi decomposto in silicio e idrogeno ad una temperatura di circa 1000°C. Il contenuto di impurità nel silicio ottenuto con questi metodi è ridotto al 10 -8 -10 -6% in peso.
Proprietà fisiche e chimiche
Reticolo cristallino del tipo diamante cubico a facce centrate in silicio, parametro un = 0,54307 nm (altre modifiche polimorfiche del silicio sono state ottenute ad alte pressioni), ma a causa della maggiore lunghezza del legame tra gli atomi di Si-Si rispetto alla lunghezza del legame C-C, la durezza del silicio è significativamente inferiore a quella del diamante.
La densità del silicio è 2,33 kg/dm3. Punto di fusione 1410°C, punto di ebollizione 2355°C. Il silicio è fragile, solo se riscaldato oltre gli 800°C diventa una sostanza plastica. È interessante notare che il silicio è trasparente alla radiazione infrarossa (IR).
Il silicio elementare è un tipico semiconduttore (cm. SEMICONDUTTORI). Il gap di banda a temperatura ambiente è 1,09 eV. La concentrazione dei portatori di corrente nel silicio con conduttività intrinseca a temperatura ambiente è 1,5·10 16 m -3. Le proprietà elettriche del silicio cristallino sono fortemente influenzate dalle microimpurità in esso contenute. Per ottenere monocristalli di silicio con conduttività dei fori, nel silicio vengono introdotti additivi di elementi del gruppo III - boro. (cm. BOR (elemento chimico)), alluminio (cm. ALLUMINIO), Gallio (cm. GALLIO) e l'India (cm. INDIO), con conduttività elettronica - aggiunte di elementi del gruppo V - fosforo (cm. FOSFORO), arsenico (cm. ARSENICO) o antimonio (cm. ANTIMONIO). Le proprietà elettriche del silicio possono essere variate modificando le condizioni di lavorazione dei singoli cristalli, in particolare trattando la superficie del silicio con vari agenti chimici.
Chimicamente il silicio è inattivo. A temperatura ambiente reagisce solo con il fluoro gassoso, dando luogo alla formazione di tetrafluoruro di silicio volatile SiF 4 . Quando riscaldato ad una temperatura di 400-500°C, il silicio reagisce con l'ossigeno per formare biossido SiO 2, con cloro, bromo e iodio per formare i corrispondenti tetraalogenuri altamente volatili SiHal 4.
Il silicio non reagisce direttamente con l'idrogeno; i composti del silicio con l'idrogeno sono silani (cm. SILANI) con la formula generale Si n H 2n+2 - ottenuta indirettamente. Il monosilano SiH 4 (spesso chiamato semplicemente silano) viene rilasciato quando i siliciuri metallici reagiscono con soluzioni acide, ad esempio:
Ca2Si + 4HCl = 2CaCl2 + SiH4
Il silano SiH 4 formato in questa reazione contiene una miscela di altri silani, in particolare disilano Si 2 H 6 e trisilano Si 3 H 8, in cui è presente una catena di atomi di silicio interconnessi da singoli legami (-Si-Si-Si -).
Con l'azoto il silicio forma ad una temperatura di circa 1000°C il nitruro Si 3 N 4, con il boro i boruri termicamente e chimicamente stabili SiB 3, SiB 6 e SiB 12. Un composto di silicio e il suo analogo più vicino secondo la tavola periodica - carbonio - carburo di silicio SiC (carborundum (cm. CARBORUNDO)) è caratterizzato da elevata durezza e bassa reattività chimica. Il carborundum è ampiamente utilizzato come materiale abrasivo.
Quando il silicio viene riscaldato con i metalli, si formano i siliciuri (cm. SILICIDI). I siliciuri possono essere suddivisi in due gruppi: ionico-covalenti (silicidi di metalli alcalini, alcalino terrosi e magnesio come Ca 2 Si, Mg 2 Si, ecc.) e simili ai metalli (silicidi di metalli di transizione). I siliciuri di metalli attivi si decompongono sotto l'influenza di acidi; i siliciuri di metalli di transizione sono chimicamente stabili e non si decompongono sotto l'influenza di acidi. I siliciuri simili ai metalli hanno punti di fusione elevati (fino a 2000°C). Più spesso si formano siliciuri simili a metalli delle composizioni MSi, M 3 Si 2, M 2 Si 3, M 5 Si 3 e MSi 2. I siliciuri simili ai metalli sono chimicamente inerti e resistenti all'ossigeno anche a temperature elevate.
Il biossido di silicio SiO 2 è un ossido acido che non reagisce con l'acqua. Esiste sotto forma di diversi polimorfi (quarzo (cm. QUARZO), tridimite, cristobalite, SiO 2 vetroso). Di queste modifiche, il quarzo è di massima importanza pratica. Il quarzo ha proprietà piezoelettriche (cm. MATERIALI PIEZOELETTRICI), è trasparente alla radiazione ultravioletta (UV). È caratterizzato da un coefficiente di dilatazione termica molto basso, quindi i piatti in quarzo non si rompono con sbalzi di temperatura fino a 1000 gradi.
Il quarzo è chimicamente resistente agli acidi, ma reagisce con l'acido fluoridrico:
SiO2 + 6HF =H2 + 2H2O
e gas fluorurato di idrogeno HF:
SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O
Queste due reazioni sono ampiamente utilizzate per l'incisione del vetro.
Quando SiO 2 si fonde con alcali e ossidi basici, nonché con carbonati di metalli attivi, si formano silicati (cm. SILICATI)- sali di acidi silicici insolubili in acqua molto deboli che non hanno una composizione costante (cm. ACIDI SILICICI) formula generale xH 2 O ySiO 2 (molto spesso in letteratura scrivono in modo non molto accurato non sugli acidi silicici, ma sull'acido silicico, anche se in realtà parlano della stessa cosa). Ad esempio, l'ortosilicato di sodio può essere ottenuto:
SiO2 + 4NaOH = (2Na2O) SiO2 + 2H2O,
metasilicato di calcio:
SiO2 + CaO = CaOSiO2
o silicato misto di calcio e sodio:
Na2CO3 + CaCO3 + 6SiO2 = Na2O CaO6SiO2 + 2CO2
Il vetro delle finestre è realizzato in silicato Na 2 O·CaO·6SiO 2.
Va notato che la maggior parte dei silicati non ha una composizione costante. Di tutti i silicati, solo i silicati di sodio e di potassio sono solubili in acqua. Le soluzioni di questi silicati in acqua sono chiamate vetro solubile. A causa dell'idrolisi, queste soluzioni sono caratterizzate da un ambiente altamente alcalino. I silicati idrolizzati sono caratterizzati dalla formazione di soluzioni non vere, ma colloidali. Quando le soluzioni di silicati di sodio o di potassio vengono acidificate, precipita un precipitato bianco gelatinoso di acidi silicici idrati.
L'elemento strutturale principale sia del biossido di silicio solido che di tutti i silicati è il gruppo in cui l'atomo di silicio Si è circondato da un tetraedro di quattro atomi di ossigeno O. In questo caso, ciascun atomo di ossigeno è collegato a due atomi di silicio. I frammenti possono essere collegati tra loro in diversi modi. Tra i silicati, in base alla natura delle connessioni nei loro frammenti, si dividono in isola, catena, nastro, stratificato, cornice e altri.
Quando SiO 2 viene ridotto dal silicio ad alte temperature, si forma monossido di silicio della composizione SiO.
Il silicio è caratterizzato dalla formazione di composti organosilicici (cm. COMPOSTI ORGANOSILONE), in cui gli atomi di silicio sono collegati in lunghe catene a causa del collegamento di atomi di ossigeno -O-, e ad ogni atomo di silicio, oltre a due atomi di O, altri due radicali organici R 1 e R 2 = CH 3, C 2 H 5, C 6 sono attaccati H 5, CH 2 CH 2 CF 3, ecc.
Applicazione
Il silicio è utilizzato come materiale semiconduttore. Il quarzo viene utilizzato come piezoelettrico, come materiale per la produzione di pentole chimiche resistenti al calore (quarzo) e lampade UV. I silicati sono ampiamente utilizzati come materiali da costruzione. I vetri delle finestre sono silicati amorfi. I materiali organosilicionici sono caratterizzati da un'elevata resistenza all'usura e sono ampiamente utilizzati nella pratica come oli siliconici, adesivi, gomme e vernici.
Ruolo biologico
Per alcuni organismi, il silicio è un importante elemento biogenico (cm. ELEMENTI BIOGENICI). Fa parte delle strutture di sostegno nelle piante e delle strutture scheletriche negli animali. Il silicio è concentrato in grandi quantità da organismi marini: le diatomee. (cm. ALGHE DIATOMICHE), radiolari (cm. RADIOLARIA), spugne (cm. SPUGNE). Il tessuto muscolare umano contiene (1-2)·10 -2% silicio, tessuto osseo - 17·10 -4%, sangue - 3,9 mg/l. Ogni giorno fino a 1 g di silicio entra nel corpo umano con il cibo.
I composti del silicio non sono tossici. Ma l'inalazione di particelle altamente disperse sia di silicati che di biossido di silicio, formate, ad esempio, durante operazioni di brillamento, quando si scalpellano rocce nelle miniere, durante il funzionamento di macchine sabbiatrici, ecc., È molto pericolosa.Le microparticelle di SiO 2 che entrano nei polmoni cristallizzano in essi, e i cristalli risultanti distruggono il tessuto polmonare e causano una grave malattia: la silicosi (cm. SILICOSI). Per evitare che questa polvere pericolosa entri nei polmoni, dovresti usare un respiratore per proteggere il tuo sistema respiratorio.
Dizionario enciclopedico. 2009 .
Sinonimi:Scopri cos'è il "silicio" in altri dizionari:
- (simbolo Si), elemento chimico grigio molto diffuso del gruppo IV della tavola periodica, non metallo. Fu isolato per la prima volta da Jens BERZELIUS nel 1824. Il silicio si trova solo in composti come la SILICE (biossido di silicio) o in... ... Dizionario enciclopedico scientifico e tecnico
Silicio- è prodotto quasi esclusivamente mediante riduzione carbotermica della silice mediante forni elettrici ad arco. È un cattivo conduttore di calore ed elettricità, più duro del vetro, solitamente sotto forma di polvere o più spesso di pezzi informi... ... Terminologia ufficiale
SILICIO- chimica. elemento, non metallo, simbolo Si (lat. Silicio), a. N. 14, alle. m.28.08; Sono noti il silicio amorfo e cristallino (che è costituito dallo stesso tipo di cristalli del diamante). Polvere amorfa K. marrone con struttura cubica in altamente dispersa... ... Grande Enciclopedia del Politecnico
- (Silicio), Si, elemento chimico del gruppo IV del sistema periodico, numero atomico 14, massa atomica 28,0855; non metallico, punto di fusione 1415°C. Il silicio è il secondo elemento più abbondante sulla Terra dopo l’ossigeno, il suo contenuto nella crosta terrestre è del 27,6% in peso.… … Enciclopedia moderna
Si (lat. Silicium * a. silicium, silicio; n. Silizium; f. silicium; i. siliseo), chimico. elemento del gruppo IV periodico. Sistema Mendeleev, a. N. 14, alle. m.28.086. In natura esistono 3 isotopi stabili: 28Si (92,27), 29Si (4,68%), 30Si (3... Enciclopedia geologica
- (Si), sintetico monocristallo, semiconduttore. Gruppo di simmetria puntuale m3m, densità 2,33 g/cm3, Tmelt=1417°C. Durezza sulla scala Mohs 7, fragile, duttilità evidente. la deformazione inizia a T>800°C. Termicamente conduttivo, coefficiente di temperatura. lineare... ... Enciclopedia fisica
Dizionario del silicio dei sinonimi russi. sostantivo silicio, numero di sinonimi: 6 leucon (1) minerale ... Dizionario dei sinonimi
Silicio- (Silicio), Si, elemento chimico del gruppo IV del sistema periodico, numero atomico 14, massa atomica 28,0855; non metallico, punto di fusione 1415°C. Il silicio è il secondo elemento più abbondante sulla Terra dopo l’ossigeno, il suo contenuto nella crosta terrestre è del 27,6% in peso.… … Dizionario enciclopedico illustrato
- (lat. Silicio) Si, elemento chimico del gruppo IV della tavola periodica, numero atomico 14, massa atomica 28,0855. Cristalli grigio scuro dalla lucentezza metallica; densità 2,33 g/cm³, punto di fusione 1415.C. Resistente agli influssi chimici. Compone... ... Grande dizionario enciclopedico
SILICIO, silicio, tanti. nessun marito (chimica). Un elemento chimico presente nella maggior parte delle rocce. Il dizionario esplicativo di Ushakov. D.N. Ushakov. 1935 1940... Dizionario esplicativo di Ushakov
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