¡Urgente! ¡Todo sobre Si! ! ! ! ! ! Gracias
El silicio (llamado silicio x en Taiwán y Hong Kong) es un elemento químico con el símbolo químico Si y su nombre original es silicio. El número atómico es 14 y la masa atómica relativa es 28,09. Hay dos tipos de alótropos: amorfos y cristalinos. Los alótropos incluyen el silicio amorfo y el silicio cristalino. Es un elemento metaloide perteneciente al grupo IVA de la tabla periódica de elementos.
Estructura cristalina: La celda unitaria es una celda unitaria cúbica centrada en las caras.
Volumen atómico: (centímetro cúbico/mol)
12.1
Contenido de elementos en el sol: (ppm)
900
900
p>
Contenido de elementos en agua de mar: (ppm)
Superficie del Pacífico 0,03
Contenido en la concha: (ppm)
277100
Estado de oxidación:
Principal Si+2, Si+4
Otros
Energía de enlace químico: (kilojulios/mol)
Silicio hidrógeno 326
Si-C 301
Si-O 486
Silicio fluoruro 582
Cloro de silicio 391
p>Silicio 226
Conductividad térmica: w/(m·k)
149
Parámetros de celda:
a = 543.09 pm
b = 543.09 pm
c = 543.09 pm
α = 90
β = 90
γ = 90
Dureza de Mohs: 6,5
Velocidad del sonido que se propaga en él: (m /s)
8433
Energía de ionización (kilojulios/mol)
M - M+ 786,5
M+ - M2+ 1577,1
M2+ - M3+ 3231.4
M3+ - M4+ 4355.5
M4+ - M5+ 16091
M5+ - M6+ 19784
M6+ - M7+ 23786
M7+ - M8+ 29252
M8+ - M9+ 33876
M9+ - M1 38732
El silicio cristalino es silicio amorfo de color gris acero Es negro, densidad 2,4 g/cm3, punto de fusión 1420 ℃, punto de ebullición 2355 ℃. El silicio cristalino es un cristal atómico duro y brillante y tiene propiedades semiconductoras. El silicio tiene propiedades químicas activas y puede combinarse con oxígeno y otros elementos a altas temperaturas. Insoluble en agua, ácido nítrico y ácido clorhídrico, soluble en ácido fluorhídrico y soluciones alcalinas, utilizado para fabricar ferrosilicio, acero al silicio y otras aleaciones. El silicio monocristalino es un importante material semiconductor utilizado en la fabricación de transistores de alta potencia, rectificadores, células solares, etc. El silicio está ampliamente distribuido en la naturaleza y representa aproximadamente el 27,6% de la corteza terrestre, principalmente en forma de sílice.
El silicio cristalino es de color azul oscuro, frágil y es un semiconductor típico. Las propiedades químicas son muy estables. Es difícil reaccionar con sustancias distintas al fluoruro de hidrógeno a temperatura ambiente.
Usos del silicio:
① El silicio monocristalino de alta pureza es un importante material semiconductor. El dopado de trazas de elementos IIIA en silicio monocristalino forma un semiconductor de silicio de tipo P; el dopado de una pequeña cantidad de elementos del grupo VA para formar semiconductores de tipo N y tipo P permite que las células solares conviertan la energía radiante en energía eléctrica. Es un material prometedor para el desarrollo de fuentes de energía. Además, los diodos, transistores, tiristores y diversos circuitos integrados (incluidos los chips y CPU de nuestras computadoras) ampliamente utilizados están hechos de silicio.
(2) Cermets y materiales importantes para la industria aeroespacial. Las cerámicas y los metales se mezclan y sinterizan para formar materiales compuestos cermet, que tienen resistencia a altas temperaturas, alta tenacidad y maquinabilidad. No sólo hereda las respectivas ventajas del metal y la cerámica, sino que también compensa sus deficiencias inherentes. Puede usarse para fabricar armas militares. El primer transbordador espacial, el Columbia, pudo soportar las altas temperaturas provocadas por la fricción al atravesar la densa atmósfera a altas velocidades, gracias a su capa exterior compuesta por 31.000 placas de silicio.
③ Comunicación por fibra óptica, el último método de comunicación moderno. Las fibras de vidrio de alta transparencia se obtienen de sílice pura. En el recorrido de la fibra de vidrio, la luz láser se transmite hacia adelante a través de innumerables reflejos totales en lugar de cables pesados. La fibra óptica tiene altas capacidades de comunicación. Una fibra de vidrio tan fina como un cabello puede transmitir 256 llamadas telefónicas simultáneamente. No está sujeto a interferencias eléctricas o magnéticas y no teme que lo escuchen, por lo que la confidencialidad es muy alta. Las comunicaciones por fibra óptica cambiarán por completo la vida humana en el siglo XXI.
④Compuestos orgánicos de silicio de excelente rendimiento. Por ejemplo, el plástico de silicona es un excelente material de revestimiento impermeable. Pulverizar silicona en las paredes del metro puede solucionar el problema de las filtraciones de agua de una vez por todas. La aplicación de una fina capa de gel de sílice a la superficie de esculturas y reliquias culturales antiguas puede evitar que crezca musgo y protegerlas del viento, la lluvia y la intemperie. El Monumento a los Héroes del Pueblo en la Plaza de Tiananmen está tratado con silicona, por lo que siempre está blanco y fresco.
Los compuestos organosilícicos se refieren a compuestos que contienen enlaces Si-O y al menos un grupo orgánico conectado directamente a un átomo de silicio. Tradicionalmente, esos compuestos tienen grupos orgánicos conectados a átomos de silicio a través de oxígeno, azufre, nitrógeno, etc.
También se considera un compuesto organosilícico. Entre ellos, el polisiloxano con enlaces siloxano (-Si-0-Si-) como esqueleto es el compuesto organosilícico más investigado y utilizado, y representa más del 90% del uso total.
Los materiales de silicona tienen una estructura única:
(1) Suficientes grupos metilo en los átomos de Si protegen el esqueleto de polisiloxano de alta energía;
(2) C-H es no polar, lo que hace que la interacción entre moléculas sea muy débil;
(3) El enlace de Si-O es largo y el ángulo de enlace de Si-O-Si es grande.
(4) El enlace Si-O es un enlace de valencia * * * con un 50 % de características de enlace iónico (* * * los enlaces de valencia tienen direccionalidad y los enlaces iónicos no tienen direccionalidad).
Debido a su estructura única, la silicona combina las características de materiales inorgánicos y orgánicos, y tiene las características básicas de baja tensión superficial, bajo coeficiente viscosidad-temperatura, alta compresibilidad y alta transpirabilidad. También tiene excelentes propiedades como resistencia a altas y bajas temperaturas, aislamiento eléctrico, estabilidad a la oxidación, resistencia a la intemperie, retardo de llama, hidrofobicidad, resistencia a la corrosión, no tóxico e insípido, inercia fisiológica, etc., y se usa ampliamente en la industria aeroespacial y electrónica. y electricidad, construcción, transporte, industria química, textil y otros campos. A medida que la cantidad y variedad de siliconas continúan creciendo, sus campos de aplicación continúan expandiéndose, formando un sistema de productos único e importante en el campo de nuevos materiales químicos. Muchas variedades son insustituibles e indispensables para otros productos químicos.
Los materiales de silicona se pueden dividir en: agente de acoplamiento de silano (reactivo químico de silicona), aceite de silicona (grasa de silicona, emulsión de silicona, tensioactivo de silicona), caucho de silicona vulcanizado a alta temperatura, caucho de silicona líquida, silicona, materiales compuestos. , etc.
Descubrimiento
En 1822, el químico sueco Berzelius redujo el tetrafluoruro de silicio con potasio metálico para obtener silicio elemental.
El origen del nombre
Proviene de la palabra inglesa silica, que significa “sílice”.
Distribuido
El silicio existe principalmente en forma de compuestos. Como elemento más abundante después del oxígeno, representa aproximadamente una cuarta parte de las rocas superficiales y se encuentra ampliamente en silicatos y sílice. .
Preparación
En la industria se suele producir reduciendo la sílice con carbón en un horno eléctrico.
Ecuación de reacción química:
Sílice + 2C → Silicio + 2CO
La pureza del silicio preparado de esta manera es del 97~98%, lo que se denomina metálico. silicio. Luego se funde y recristaliza, y las impurezas se eliminan con ácido para obtener silicio metálico con una pureza del 99,7-99,8%. Si desea fabricar silicio semiconductor, debe convertirlo en una forma líquida o gaseosa fácilmente purificable y luego descomponerlo por destilación para obtener silicio policristalino. Si se desea obtener silicio de alta pureza, se requiere una purificación adicional.
Isótopos
El silicio tiene 12 isótopos, desde el silicio 25 hasta el silicio 36. Entre ellos, sólo el silicio 28, el silicio 29 y el silicio 30 son estables, y los demás isótopos son radiactivos.
Usos
El silicio es un material semiconductor que se puede utilizar para fabricar dispositivos semiconductores y circuitos integrados. También se puede utilizar en piezas mecánicas y de automoción en forma de aleaciones como las aleaciones de ferrosilicio. También se utiliza en cermets, que son materiales cerámicos. También se puede utilizar para fabricar vidrio, hormigón, ladrillos, refractarios, siliconas y silanos.
Tabla periódica de elementos
Características generales
Nombre, símbolo, número de serie, serie, elementos periódicos, particiones, densidad, dureza, color y contenido de cáscara
p>
Silicio Si 14 Metal Grupo 14 (IVA) 3 p 2330kg/m3 6,5 gris oscuro con 25,7% de tinte azul.
Propiedades atómicas
Peso atómico Radio atómico * * *Radio de valencia Radio de Van der Waals Configuración electrónica de valencia Disposición electrónica en cada nivel de energía Valencia de óxido (óxido) Estructura cristalina
p>
28.0855u (valor calculado) 110(11)pm 11pm 210pm[ne]3s 23p 22,8.
Aptitud física
Estado de la materia Punto de fusión Punto de ebullición Volumen molar Calor de vaporización Calor de fusión Presión de vapor Velocidad del sonido
Estado sólido 1683k (1414° C) 3173k (2900°C) 12,06 ×10-6 m3/mol 384,22 kj/mol 50,55 kj/.
Otras propiedades
Electronegatividad Conductividad térmica específica Conductividad térmica Primera energía de ionización Segunda energía de ionización Tercera energía de ionización Cuarta energía de ionización
1,90 (escala de Pauling) 700 J/(kg) ·k)2,52×10-4/(m·ohm)148 w/(m·k)786,5 kj/mol 1577,1.
La quinta energía de ionización, la sexta energía de ionización, la séptima energía de ionización, la octava energía de ionización, la novena energía de ionización, la décima energía de ionización
16091kj/mol 19805 kJ/mol 23780 kJ/mol 29287 kJ/mol 33878 kJ/mol 38726 kJ/mol
El isótopo más estable
La desintegración de la abundancia de isótopos es producto de la energía de desintegración en el modelo de desintegración de vida media (MeV)
28Si 92,23% estable
29Si 4,67% estable
30Si 3,10% estable
32Si artificial 276 desintegración beta 0,224 32P
29Si
Espín nuclear 1/2
Nombre del elemento: silicio
Peso atómico del elemento: 28,09
Tipo de elemento : no metal
Descubierto por: Berthelius. Descubierto en 1823.
Proceso de descubrimiento:
En 1823 por Bethelius de Suecia, se calentó fluoruro de silicio o fluorosilicato de potasio con potasio para obtener silicio en polvo.
Descripción del elemento:
Está formado por alótropos amorfos y cristalinos. Tiene brillo metálico obvio, color gris, densidad 2,32-2,34 g/cm3, punto de fusión 1410 ℃, punto de ebullición 2355 ℃, estructura cristalina de diamante, energía de ionización 8,151 eV. Cuando se calienta, reacciona con no metales como halógenos, nitrógeno y carbono, y con ciertos metales como magnesio, calcio, hierro y platino. Genera siliciuro. Es insoluble en ácidos inorgánicos generales, soluble en soluciones alcalinas y libera hidrógeno para formar la correspondiente solución de silicato alcalino, que puede reaccionar con vapor de agua a temperaturas al rojo vivo. El silicio se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza y su porcentaje atómico en la corteza terrestre es del 16,7%. Es un elemento básico de los minerales de roca y se presenta en forma de arena de cuarzo y silicatos.
Fuente del elemento:
El silicio amorfo se puede obtener reduciendo la sílice con magnesio. El silicio cristalino se puede obtener reduciendo sílice con carbono en un horno eléctrico. El silicio de alta pureza utilizado en la industria electrónica se fabrica reduciendo triclorosilano o tetracloruro de silicio con hidrógeno.
Uso del elemento:
Se utiliza en la fabricación de hierro fundido con alto contenido de silicio, acero al silicio y otras aleaciones, compuestos orgánicos de silicio y tetracloruro de silicio. Es un importante material semiconductor. Se utilizan monocristales de silicio dopados con trazas de impurezas para fabricar transistores, rectificadores y células solares de alta potencia.
Datos auxiliares del elemento:
El silicio es el elemento más abundante en la corteza terrestre además del oxígeno. Si el carbono es la base de toda la vida orgánica, el silicio ocupa la misma posición en la corteza terrestre, ya que la mayor parte de la corteza terrestre está formada por capas de roca que contienen silicio. Estas rocas están compuestas casi exclusivamente de sílice y diversos silicatos.
El feldespato, la mica, la arcilla, el olivino, el anfíbol, etc. son todos silicatos; el cristal, el ágata, la turmalina, el ópalo, la arena y el pedernal son todos sílice. Sin embargo, a diferencia del oxígeno y el carbono, el silicio no tiene un estado elemental en la naturaleza. Esto estaba destinado a ser descubierto más tarde que el carbono y el oxígeno.
Lavoisier alguna vez consideró la sílice como un elemento material inseparable.
En 1823, Bezirius preparó térmicamente silicio amorfo a partir de fluorosilicato de potasio (K2SiF6) y exceso de potasio metálico. Aunque muchos científicos habían creado silicio amorfo antes, el silicio no fue identificado como un elemento hasta que Bezirius lo quemó en oxígeno para crear sílice - suelo de sílice. El silicio se llama silicio y el símbolo del elemento es Si.
El silicio es un material semiconductor que se puede utilizar para fabricar dispositivos semiconductores y circuitos integrados. También se puede utilizar en piezas mecánicas y de automoción en forma de aleaciones como las aleaciones de ferrosilicio. También se utiliza en cermets, que son materiales cerámicos. También se puede utilizar para fabricar vidrio, hormigón, ladrillos, refractarios, siliconas y silanos.
Los ladrillos, los azulejos, la grava, el cemento, el vidrio, los cuencos y tazas de porcelana para comer y beber y los artículos sanitarios del baño tienen un aspecto completamente diferente, pero en realidad sus componentes principales son compuestos de silicio. Aunque la gente ha utilizado arcilla compuesta de silicio para hacer cerámica desde la antigüedad. Pero no fue hasta 1823 que el químico sueco Berthelius aisló el silicio por primera vez, lo quemó en oxígeno para formar dióxido de silicio y determinó que el silicio era un elemento. China alguna vez lo llamó silicio. Como el silicio y el estaño eran difíciles de distinguir, el nombre se cambió a silicio en 1953. El silicio es un elemento no metálico y su símbolo químico es Si. Es el elemento principal que forma los minerales y las rocas. En la naturaleza, el silicio no está libre y existe en forma de compuestos. Los compuestos de silicio son principalmente dióxido de silicio (sílice) y silicatos. Por ejemplo, el granito está compuesto de feldespato, una forma de sílice, y mica, que son silicatos. La arena y la arenisca son variaciones de la sílice impura, producto de la erosión de las rocas de silicato naturales. El silicio representa aproximadamente el 27,72% del peso total de la corteza, y su abundancia es superada sólo por el oxígeno.
El silicio es un elemento no metálico con alótropos amorfos y cristalinos. El silicio cristalino tiene brillo metálico y algunas propiedades metálicas, por lo que a menudo se le llama elemento metaloide. El silicio es un importante material semiconductor, y los monocristales de silicio dopados con trazas de impurezas se pueden utilizar para fabricar transistores, rectificadores y células solares de alta potencia. La sílice (sílice) es el compuesto más común, ampliamente distribuido en la naturaleza y que constituye diversos minerales y rocas. La sílice cristalina más importante es estacional.
El cristal estacional grande y transparente se llama cristal, y el cristal estacional negro y casi opaco se llama moqing. La dureza actual es 7. El vidrio templado puede transmitir luz ultravioleta y puede usarse para fabricar lámparas ultravioleta e instrumentos ópticos de vapor de mercurio. También existe en la naturaleza silicio amorfo, llamado tierra de diatomeas, que a menudo se utiliza como absorbente de dinamita de glicerina (nitroglicerina) y también puede utilizarse como material aislante térmico y acústico. La arena común es una materia prima para la fabricación de vidrio, cerámica, cemento y materiales refractarios. El producto después de secar y deshidratar el ácido silícico es el gel de sílice. El gel de sílice tiene una fuerte capacidad de adsorción y puede adsorber varios gases, por lo que a menudo se utiliza como adsorbente, desecante y portador de algunos catalizadores.
Esto es silicio.