ZNO और DPA के लिए रसायन विज्ञान की तैयारी
व्यापक संस्करण

भाग और

सामान्य रसायन शास्त्र

तत्वों की रसायन शास्त्र

कार्बन। सिलिकॉन

कार्बन और सिलिकॉन के अनुप्रयोग

कार्बन का अनुप्रयोग

कार्बन हमारे ग्रह पर सबसे अधिक मांग वाले खनिजों में से एक है। कार्बन मुख्य रूप से ऊर्जा उद्योग के लिए ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है। विश्व में कठोर कोयले का वार्षिक उत्पादन लगभग 550 मिलियन टन है। गर्मी वाहक के रूप में कोयले के उपयोग के अलावा, इसकी काफी मात्रा को कोक में संसाधित किया जाता है, जो विभिन्न धातुओं के निष्कर्षण के लिए आवश्यक है। ब्लास्ट-फर्नेस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप उत्पादित प्रत्येक टन लोहे के लिए, 0.9 टन कोक खर्च किया जाता है। सक्रिय चारकोल का उपयोग दवा में विषाक्तता और गैस मास्क में किया जाता है।

पेंसिल बनाने के लिए ग्रेफाइट का उपयोग बड़ी मात्रा में किया जाता है। स्टील में ग्रेफाइट मिलाने से इसकी कठोरता और घर्षण के प्रतिरोध में वृद्धि होती है। उदाहरण के लिए, इस तरह के स्टील का उपयोग पिस्टन, क्रैंकशाफ्ट और कुछ अन्य तंत्रों के उत्पादन के लिए किया जाता है। ग्रेफाइट संरचना की छूटने की क्षमता इसे बहुत उच्च तापमान (लगभग +2500 डिग्री सेल्सियस) पर अत्यधिक प्रभावी स्नेहक के रूप में उपयोग करने की अनुमति देती है।

ग्रेफाइट का एक और बहुत महत्वपूर्ण गुण है - यह थर्मल न्यूट्रॉन का एक प्रभावी मॉडरेटर है। इस संपत्ति का उपयोग परमाणु रिएक्टरों में किया जाता है। हाल ही में प्लास्टिक का इस्तेमाल किया गया है, जिसमें ग्रेफाइट को फिलर के तौर पर डाला जाता है। ऐसी सामग्रियों के गुण उन्हें कई महत्वपूर्ण उपकरणों और तंत्रों के उत्पादन के लिए उपयोग करना संभव बनाते हैं।

हीरों का उपयोग ऐसे तंत्रों के उत्पादन के लिए एक अच्छी कठोर सामग्री के रूप में किया जाता है जैसे पीसने वाले पहिये, कांच के कटर, ड्रिलिंग रिग और अन्य उपकरण जिन्हें उच्च कठोरता की आवश्यकता होती है। खूबसूरती से कटे हीरों का उपयोग महंगे गहनों के रूप में किया जाता है, जिन्हें हीरा कहा जाता है।

फुलरीन अपेक्षाकृत हाल ही में (1985 में) खोजे गए थे, इसलिए, उन्हें अभी तक लागू अनुप्रयोग नहीं मिले हैं, लेकिन वैज्ञानिक पहले से ही विशाल क्षमता के सूचना वाहक बनाने पर शोध कर रहे हैं। नैनोट्यूब का उपयोग पहले से ही विभिन्न नैनोटेक्नोलॉजी में किया जा रहा है, जैसे कि नैनोनाइफ का उपयोग करके दवाओं का प्रशासन, नैनो कंप्यूटर का निर्माण, और बहुत कुछ।

सिलिकॉन का अनुप्रयोग

सिलिकॉन एक अच्छा अर्धचालक है। इससे विभिन्न अर्धचालक उपकरण बनाए जाते हैं, जैसे डायोड, ट्रांजिस्टर, माइक्रोक्रिकिट और माइक्रोप्रोसेसर। सभी आधुनिक माइक्रो कंप्यूटर सिलिकॉन-आधारित प्रोसेसर का उपयोग करते हैं। सिलिकॉन का उपयोग सौर कोशिकाओं को बनाने के लिए किया जाता है जो सौर ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित कर सकते हैं। इसके अलावा, सिलिकॉन का उपयोग उच्च गुणवत्ता वाले मिश्र धातु स्टील्स के उत्पादन के लिए एक मिश्र धातु घटक के रूप में किया जाता है।

मुक्त रूप में सिलिकॉन को 1811 में जे. गे-लुसाक और एल. टेनार्ड द्वारा धात्विक पोटेशियम के ऊपर सिलिकॉन फ्लोराइड के वाष्पों को पारित करके पृथक किया गया था, लेकिन उनके द्वारा इसे एक तत्व के रूप में वर्णित नहीं किया गया था। 1823 में स्वीडिश रसायनज्ञ जे. बर्जेलियस ने उच्च तापमान पर पोटेशियम धातु के साथ पोटेशियम नमक K 2 SiF 6 का इलाज करके प्राप्त सिलिकॉन का विवरण दिया। नए तत्व को "सिलिकॉन" (लैटिन सिलेक्स - चकमक पत्थर से) नाम दिया गया था। रूसी नाम "सिलिकॉन" 1834 में रूसी रसायनज्ञ जर्मन इवानोविच हेस द्वारा पेश किया गया था। अन्य ग्रीक से अनुवादित। कृम्नोज़- "चट्टान, पहाड़"।

प्रकृति में होना, प्राप्त करना:

प्रकृति में, सिलिकॉन विभिन्न यौगिकों के डाइऑक्साइड और सिलिकेट के रूप में पाया जाता है। प्राकृतिक सिलिकॉन डाइऑक्साइड मुख्य रूप से क्वार्ट्ज के रूप में होता है, हालांकि अन्य खनिज मौजूद हैं - क्रिस्टोबलाइट, ट्राइडीमाइट, किटाइट, क्यूसाइट। अनाकार सिलिका समुद्र और महासागरों के तल पर डायटम जमा में पाया जाता है - ये जमा SiO 2 से बने थे, जो डायटम और कुछ सिलिअट्स का हिस्सा था।
मैग्नीशियम के साथ महीन सफेद रेत को शांत करके मुक्त सिलिकॉन प्राप्त किया जा सकता है, जो रासायनिक रूप से लगभग शुद्ध सिलिकॉन ऑक्साइड है, SiO2 +2Mg=2MgO+Si। औद्योगिक ग्रेड सिलिकॉन चाप भट्टियों में लगभग 1800 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर कोक के साथ SiO2 पिघल को कम करके प्राप्त किया जाता है। इस तरह से प्राप्त सिलिकॉन की शुद्धता 99.9% तक पहुंच सकती है (मुख्य अशुद्धियां कार्बन, धातु हैं)।

भौतिक गुण:

अनाकार सिलिकॉन में भूरे रंग के पाउडर का रूप होता है, जिसका घनत्व 2.0 ग्राम/सेमी 3 होता है। क्रिस्टलीय सिलिकॉन - एक गहरा भूरा, चमकदार क्रिस्टलीय पदार्थ, भंगुर और बहुत कठोर, हीरे की जाली में क्रिस्टलीकृत होता है। यह एक विशिष्ट अर्धचालक है (रबर-प्रकार के इन्सुलेटर से बेहतर बिजली का संचालन करता है, और कंडक्टर से भी बदतर - तांबा)। सिलिकॉन भंगुर होता है, केवल जब 800 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गरम किया जाता है तो यह प्लास्टिक बन जाता है। दिलचस्प बात यह है कि सिलिकॉन 1.1 माइक्रोमीटर की तरंग दैर्ध्य से शुरू होने वाले अवरक्त विकिरण के लिए पारदर्शी है।

रासायनिक गुण:

रासायनिक रूप से, सिलिकॉन निष्क्रिय है। कमरे के तापमान पर, यह वाष्पशील सिलिकॉन टेट्राफ्लोराइड SiF 4 बनाने के लिए केवल गैसीय फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है। जब 400-500 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म किया जाता है, तो सिलिकॉन डाइऑक्साइड बनाने के लिए ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है, और क्लोरीन, ब्रोमीन और आयोडीन के साथ आसानी से वाष्पशील टेट्राहैलाइड्स SiHal 4 बनाता है। लगभग 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, सिलिकॉन नाइट्रोजन के साथ नाइट्राइड सी 3 एन 4 बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है, बोरॉन - थर्मल और रासायनिक रूप से स्थिर बोराइड्स SiB 3, SiB 6 और SiB 12 के साथ। सिलिकॉन सीधे हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है।
सिलिकॉन नक़्क़ाशी के लिए, हाइड्रोफ्लोरिक और नाइट्रिक एसिड का मिश्रण सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
क्षार के प्रति दृष्टिकोण ...
सिलिकॉन +4 या -4 के ऑक्सीकरण अवस्था वाले यौगिकों की विशेषता है।

सबसे महत्वपूर्ण कनेक्शन:

सिलिकॉन डाइऑक्साइड, SiO2- (सिलिकिक एनहाइड्राइड)...
...
सिलिकिक अम्ल- कमजोर, अघुलनशील, जेल (जिलेटिनस पदार्थ) के रूप में एक सिलिकेट घोल में एसिड मिलाने से बनता है। H 4 SiO 4 (ऑर्थोसिलिकॉन) और H 2 SiO 3 (मेटासिलिकॉन, या सिलिकॉन) केवल घोल में मौजूद होते हैं और गर्म और सूखने पर अपरिवर्तनीय रूप से SiO 2 में बदल जाते हैं। परिणामी ठोस झरझरा उत्पाद - सिलिका जेल, की एक विकसित सतह होती है और इसका उपयोग गैस अधिशोषक, जलशुष्कक, उत्प्रेरक और उत्प्रेरक वाहक के रूप में किया जाता है।
सिलिकेट- अधिकांश भाग के लिए सिलिकिक एसिड के लवण (सोडियम और पोटेशियम सिलिकेट को छोड़कर) पानी में अघुलनशील होते हैं। गुण....
हाइड्रोजन यौगिक- हाइड्रोकार्बन के अनुरूप, सिलानेस, यौगिक जिनमें सिलिकॉन परमाणु एक ही बंधन से जुड़े होते हैं, सिलनेसयदि सिलिकॉन परमाणु दोहरे बंधन में हैं। हाइड्रोकार्बन की तरह, ये यौगिक जंजीर और छल्ले बनाते हैं। सभी साइलेन स्वतः प्रज्वलित हो सकते हैं, हवा के साथ विस्फोटक मिश्रण बना सकते हैं और पानी के साथ आसानी से प्रतिक्रिया कर सकते हैं।

आवेदन पत्र:

एल्युमिनियम, कॉपर और मैग्नीशियम को मजबूती देने के लिए और फेरोसिलिसाइड्स के उत्पादन के लिए, जो स्टील्स और सेमीकंडक्टर तकनीक के उत्पादन में महत्वपूर्ण हैं, सिलिकॉन मिश्र धातुओं के उत्पादन में सबसे बड़ा उपयोग करता है। सिलिकॉन क्रिस्टल का उपयोग सौर कोशिकाओं और अर्धचालक उपकरणों - ट्रांजिस्टर और डायोड में किया जाता है। सिलिकॉन तेल, स्नेहक, प्लास्टिक और सिंथेटिक रबड़ के रूप में प्राप्त ऑर्गोसिलिकॉन यौगिकों, या सिलोक्सेन के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में भी कार्य करता है। अकार्बनिक सिलिकॉन यौगिकों का उपयोग सिरेमिक और कांच प्रौद्योगिकी में एक इन्सुलेट सामग्री और पीज़ोक्रिस्टल के रूप में किया जाता है।

कुछ जीवों के लिए, सिलिकॉन एक महत्वपूर्ण बायोजेनिक तत्व है। यह पौधों में सहायक संरचनाओं और जानवरों में कंकाल संरचनाओं का हिस्सा है। बड़ी मात्रा में, सिलिकॉन समुद्री जीवों द्वारा केंद्रित होता है - डायटम, रेडिओलेरियन, स्पंज। बड़ी मात्रा में सिलिकॉन हॉर्सटेल और अनाज में केंद्रित होते हैं, मुख्य रूप से आम चावल सहित बांस और चावल उप-परिवारों में। मानव मांसपेशी ऊतक में (1-2) 10 -2% सिलिकॉन, हड्डी के ऊतक - 17 10 -4%, रक्त - 3.9 मिलीग्राम / एल होते हैं। भोजन के साथ, प्रति दिन 1 ग्राम तक सिलिकॉन मानव शरीर में प्रवेश करता है।

एंटोनोव एस.एम., टोमिलिन के.जी.
केएफ टूमेन स्टेट यूनिवर्सिटी, 571 समूह।

तत्व विशेषता

14 सी 1एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 2

समस्थानिक: 28 Si (92.27%); 29Si (4.68%); 30 सी (3.05%)

ऑक्सीजन (द्रव्यमान के अनुसार 27.6%) के बाद पृथ्वी की पपड़ी में दूसरा सबसे प्रचुर तत्व सिलिकॉन है। यह प्रकृति में मुक्त अवस्था में नहीं होता है, यह मुख्य रूप से SiO2 या सिलिकेट के रूप में पाया जाता है।

सी यौगिक जहरीले होते हैं; SiO2 और अन्य सिलिकॉन यौगिकों (उदाहरण के लिए, एस्बेस्टस) के सबसे छोटे कणों की साँस लेना एक खतरनाक बीमारी का कारण बनता है - सिलिकोसिस

जमीनी अवस्था में, सिलिकॉन परमाणु की संयोजकता = II, और उत्तेजित अवस्था में = IV होती है।

Si की सर्वाधिक स्थायी ऑक्सीकरण अवस्था +4 है। धातुओं (सिलिसाइड्स) के साथ यौगिकों में, एस.ओ. -4.

सिलिकॉन प्राप्त करने के तरीके

सबसे आम प्राकृतिक सिलिकॉन यौगिक सिलिका (सिलिकॉन डाइऑक्साइड) SiO2 है। यह सिलिकॉन के उत्पादन के लिए मुख्य कच्चा माल है।

1) 1800 "C: SiO 2 + 2C \u003d Si + 2CO पर चाप भट्टियों में कार्बन के साथ SiO 2 की रिकवरी

2) एक तकनीकी उत्पाद से उच्च शुद्धता सी योजना के अनुसार प्राप्त की जाती है:

क) Si → SiCl 2 → Si

b) Si → Mg 2 Si → SiH 4 → Si

सिलिकॉन के भौतिक गुण। सिलिकॉन के एलोट्रोपिक संशोधन

1) क्रिस्टलीय सिलिकॉन - धातु की चमक के साथ सिल्वर-ग्रे रंग का एक पदार्थ, हीरे के प्रकार का एक क्रिस्टल जाली; एमपी। 1415 "सी, बीपी 3249" सी, घनत्व 2.33 ग्राम/सेमी3; अर्धचालक है।

2) अनाकार सिलिकॉन - भूरा पाउडर।

सिलिकॉन के रासायनिक गुण

अधिकांश प्रतिक्रियाओं में, Si एक कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है:

कम तापमान पर, सिलिकॉन रासायनिक रूप से निष्क्रिय होता है, गर्म होने पर इसकी प्रतिक्रियाशीलता तेजी से बढ़ जाती है।

1. यह 400°C से ऊपर T पर ऑक्सीजन के साथ क्रिया करता है:

सी + ओ 2 \u003d SiO 2 सिलिकॉन ऑक्साइड

2. पहले से ही कमरे के तापमान पर फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है:

Si + 2F 2 = SiF 4 सिलिकॉन टेट्राफ्लोराइड

3. अन्य हैलोजन के साथ अभिक्रिया एक तापमान पर आगे बढ़ती है = 300 - 500 ° C

सी + 2हाल 2 = सिहल 4

4. 600 डिग्री सेल्सियस पर सल्फर वाष्प के साथ एक डाइसल्फ़ाइड बनाता है:

5. नाइट्रोजन के साथ अभिक्रिया 1000°C से ऊपर होती है:

3Si + 2N 2 = Si 3 N 4 सिलिकॉन नाइट्राइड

6. एक तापमान पर = 1150°С यह कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करता है:

SiO 2 + 3C \u003d SiC + 2CO

कार्बोरंडम कठोरता में हीरे के करीब है।

7. सिलिकॉन सीधे हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है।

8. सिलिकॉन एसिड के लिए प्रतिरोधी है। केवल नाइट्रिक और हाइड्रोफ्लोरिक (हाइड्रोफ्लोरिक) एसिड के मिश्रण के साथ बातचीत करता है:

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

9. क्षार विलयन के साथ क्रिया करके सिलिकेट बनाता है और हाइड्रोजन छोड़ता है:

सी + 2NaOH + H 2 O \u003d Na 2 SiO 3 + 2H 2

10. सिलिकॉन के अपचायक गुणों का उपयोग धातुओं को उनके ऑक्साइड से पृथक करने के लिए किया जाता है:

2MgO \u003d Si \u003d 2Mg + SiO 2

धातुओं के साथ प्रतिक्रिया में, Si एक ऑक्सीकरण एजेंट है:

सिलिकॉन एस-धातुओं और अधिकांश डी-धातुओं के साथ सिलिकाइड बनाता है।

इस धातु के silicides की संरचना भिन्न हो सकती है। (उदाहरण के लिए, FeSi और FeSi 2; Ni 2 Si और NiSi 2.) सबसे प्रसिद्ध सिलिकाइड्स में से एक मैग्नीशियम सिलिकाइड है, जिसे सरल पदार्थों के सीधे संपर्क से प्राप्त किया जा सकता है:

2Mg + Si = Mg 2 Si

सिलाने (मोनोसिलेन) SiH 4

सिलेन (सिलिकॉन हाइड्रोजेन) सी एन एच 2एन + 2, (अल्केन्स के साथ तुलना करें), जहां एन \u003d 1-8। सिलेन - अल्केन्स के एनालॉग्स, -सी-सी-चेन की अस्थिरता में उनसे भिन्न होते हैं।

Monosilane SiH 4 एक अप्रिय गंध के साथ एक रंगहीन गैस है; इथेनॉल, गैसोलीन में घुलनशील।

पाने के तरीके:

1. हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ मैग्नीशियम सिलिकाइड का अपघटन: Mg 2 Si + 4HCI = 2MgCI 2 + SiH 4

2. लीथियम एल्युमिनियम हाइड्राइड के साथ Si हैलाइड का अपचयन: SiCl 4 + LiAlH 4 = SiH 4 + LiCl + AlCl 3

रासायनिक गुण।

सिलेन एक प्रबल अपचायक है।

1.SiH4 बहुत कम तापमान पर भी ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत होता है:

SiH 4 + 2O 2 \u003d SiO 2 + 2H 2 O

2. SiH 4 आसानी से हाइड्रोलाइज्ड हो जाता है, खासकर क्षारीय वातावरण में:

SiH 4 + 2H 2 O \u003d SiO 2 + 4H 2

SiH 4 + 2NaOH + H 2 O \u003d Na 2 SiO 3 + 4H 2

सिलिकॉन (चतुर्थ) ऑक्साइड (सिलिका) SiO2

सिलिका विभिन्न रूपों में मौजूद है: क्रिस्टलीय, अनाकार और ग्लासी। सबसे आम क्रिस्टलीय रूप क्वार्ट्ज है। जब क्वार्ट्ज चट्टानें नष्ट हो जाती हैं, तो क्वार्ट्ज रेत बनती है। क्वार्ट्ज सिंगल क्रिस्टल पारदर्शी, रंगहीन (रॉक क्रिस्टल) या विभिन्न रंगों (एमेथिस्ट, एगेट, जैस्पर, आदि) में अशुद्धियों से रंगे होते हैं।

अनाकार SiO 2 खनिज ओपल के रूप में होता है: सिलिका जेल कृत्रिम रूप से प्राप्त किया जाता है, जिसमें कोलाइडल SiO 2 कण होते हैं और एक बहुत अच्छा सोखना होता है। ग्लासी SiO2 को क्वार्ट्ज ग्लास के रूप में जाना जाता है।

भौतिक गुण

पानी में, SiO 2 बहुत कम घुलता है, कार्बनिक सॉल्वैंट्स में भी यह व्यावहारिक रूप से नहीं घुलता है। सिलिका एक ढांकता हुआ है।

रासायनिक गुण

1. SiO2 एक एसिड ऑक्साइड है, इसलिए अनाकार सिलिका धीरे-धीरे क्षार के जलीय घोल में घुल जाती है:

SiO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 SiO 3 + H 2 O

2. मूल आक्साइड के साथ गर्म होने पर SiO2 भी परस्पर क्रिया करता है:

SiO 2 + K 2 O \u003d K 2 SiO 3;

SiO 2 + CaO \u003d CaSiO 3

3. एक गैर-वाष्पशील ऑक्साइड होने के कारण, SiO2 कार्बन डाइऑक्साइड को Na 2 CO 3 (संलयन के दौरान) से विस्थापित करता है:

SiO 2 + Na 2 CO 3 \u003d Na 2 SiO 3 + CO 2

4. सिलिका हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे हाइड्रोफ्लोरोसिलिक एसिड H 2 SiF 6 बनता है:

SiO 2 + 6HF \u003d H 2 SiF 6 + 2H 2 O

5. 250 - 400 डिग्री सेल्सियस पर, SiO 2 गैसीय एचएफ और एफ 2 के साथ बातचीत करता है, जिससे टेट्राफ्लोरोसिलेन (सिलिकॉन टेट्राफ्लोराइड) बनता है:

SiO 2 + 4HF (गैस।) \u003d SiF 4 + 2H 2 O

SiO 2 + 2F 2 \u003d SiF 4 + O 2

सिलिकिक अम्ल

मालूम:

ऑर्थोसिलिक एसिड एच 4 सीओओ 4;

मेटासिलिक (सिलिकिक) एसिड H 2 SiO 3 ;

Di- और पॉलीसिलिक एसिड।

सभी सिलिकिक एसिड पानी में कम घुलनशील होते हैं और आसानी से कोलाइडल घोल बनाते हैं।

प्राप्त करने के तरीके

1. क्षार धातु सिलिकेट के घोल से अम्लों द्वारा वर्षा:

ना 2 SiO 3 + 2HCl \u003d H 2 SiO 3 + 2NaCl

2. क्लोरोसिलेन्स का हाइड्रोलिसिस: SiCl 4 + 4H 2 O \u003d H 4 SiO 4 + 4HCl

रासायनिक गुण

सिलिकिक एसिड बहुत कमजोर एसिड (कार्बोनिक एसिड से कमजोर) होते हैं।

गर्म होने पर, वे अंतिम उत्पाद के रूप में सिलिका बनाने के लिए निर्जलीकरण करते हैं।

एच 4 सीओओ 4 → एच 2 सीओओ 3 → सीओओ 2

सिलिकेट - सिलिकिक एसिड के लवण

चूंकि सिलिकिक एसिड बेहद कमजोर होते हैं, जलीय घोल में उनके लवण अत्यधिक हाइड्रोलाइज्ड होते हैं:

ना 2 SiO 3 + H 2 O \u003d NaHSiO 3 + NaOH

SiO 3 2- + H 2 O \u003d HSiO 3 - + OH - (क्षारीय माध्यम)

इसी कारण से, जब कार्बन डाइऑक्साइड को सिलिकेट के घोल से गुजारा जाता है, तो उनमें से सिलिकिक एसिड विस्थापित हो जाता है:

K 2 SiO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d H 2 SiO 3 + K 2 CO 3

SiO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d H 2 SiO 3 + CO 3

इस प्रतिक्रिया को सिलिकेट आयनों के लिए गुणात्मक प्रतिक्रिया माना जा सकता है।

सिलिकेट्स में केवल Na 2 SiO 3 और K 2 SiO 3 अत्यधिक घुलनशील होते हैं, जिन्हें घुलनशील ग्लास कहा जाता है, और उनके जलीय घोल को तरल ग्लास कहा जाता है।

कांच

साधारण खिड़की के शीशे में Na 2 O CaO 6SiO 2 की संरचना होती है, अर्थात यह सोडियम और कैल्शियम सिलिकेट का मिश्रण है। यह सोडा Na 2 CO 3 , CaCO 3 चूना पत्थर और SiO 2 रेत को मिलाकर प्राप्त किया जाता है;

ना 2 CO 3 + CaCO 3 + 6SiO 2 \u003d Na 2 O CaO 6SiO 2 + 2CO 2

सीमेंट

एक पाउडर बांधने की सामग्री, जो पानी के साथ बातचीत करते समय, एक प्लास्टिक द्रव्यमान बनाती है, जो अंततः एक ठोस पत्थर जैसे शरीर में बदल जाती है; मुख्य निर्माण सामग्री।

सबसे आम पोर्टलैंड सीमेंट की रासायनिक संरचना (वजन से% में) - 20 - 23% SiO 2; 62 - 76% सीएओ; 4 - 7% अल 2 ओ 3; 2-5% फे 2 ओ 3; 1-5% एमजीओ।

कार्बन और सिलिकॉन आवधिक प्रणाली के IVA समूह के रासायनिक तत्व हैं। वे क्रमशः 2 और 3 अवधियों में हैं। कार्बन और सिलिकॉन कार्बन और सिलिकॉन IVA समूह के रासायनिक तत्व हैं
आवधिक प्रणाली। वे क्रमशः 2 और 3 अवधियों में हैं।
कार्बन और सिलिकॉन अधातु तत्व हैं।

कार्बन के बाहरी ऊर्जा स्तर में 4 इलेक्ट्रॉन होते हैं - 2s22p2, जैसे सिलिकॉन - 3s23p2।

परिणामस्वरूप, अन्य तत्वों के साथ यौगिकों में
कार्बन और सिलिकॉन परमाणु अक्सर डिग्री प्रदर्शित करते हैं
ऑक्सीकरण -4, +2, +4। एक साधारण पदार्थ में, ऑक्सीकरण अवस्था
तत्व 0 है।

डिस्कवरी इतिहास

सी
1791 में, अंग्रेजी रसायनज्ञ टेनेंटी
पहले प्राप्त मुक्त कार्बन; क्या वो
कैलक्लाइंड पर फॉस्फोरस वाष्प पारित किया
चाक, जिसके परिणामस्वरूप गठन
कैल्शियम फॉस्फेट और कार्बन। वह हीरा
गर्म होने पर जल जाता है
शेष लंबे समय से जाना जाता है। 1751 में वापस
जर्मन सम्राट फ्रांज प्रथम ने सहमति व्यक्त की
प्रयोगों के लिए एक हीरा और एक माणिक दें
जलना, जिसके बाद ये प्रयोग भी
प्रचलन में आया। यह पता चला कि यह केवल जलता है
हीरा, और माणिक (एल्यूमिना के साथ
क्रोमियम अशुद्धता) बिना रुके
लंबे समय तक हीटिंग को नुकसान पहुंचाते हैं
आग लगाने वाले लेंस का फोकस। ळवोइसिएर
के साथ एक नया हीरा जलाने का अनुभव सेट करें
एक बड़ी आग लगाने वाली मशीन का उपयोग करना
और इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि हीरा प्रतिनिधित्व करता है
क्रिस्टलीय कार्बन है। दूसरा
कार्बन का आवंटन - ग्रेफाइट - in
रसायन काल माना जाता था
संशोधित लीड चमक और
प्लंबैगो कहा जाता था; केवल 1740 पोट्ट में
ग्रेफाइट में किसी भी सीसा अशुद्धता की अनुपस्थिति की खोज की।
सि
यह अपने शुद्ध रूप में पहली बार था
1811 में अलग
फ्रांसीसी वैज्ञानिक
जोसेफ लुई गे-लुसाक और
लुई जैक्स टेनार्ड।

नाम की उत्पत्ति

सी
19वीं सदी की शुरुआत में रूस में
रासायनिक साहित्य कभी कभी
"कार्बोहाइड्रेट" शब्द का इस्तेमाल किया
(शेरर, 1807; सेवरगिन, 1815); साथ
1824 सोलोविओव ने नाम पेश किया
"कार्बन"। कार्बन यौगिक
नाम में कार्ब (वह) का एक हिस्सा है
- अक्षांश से। कार्बō (जेन। एन। कार्बोनिस)
"कोयला"।
सि
1825 में, स्वीडिश रसायनज्ञ जोंसो
कार्रवाई में जैकब बर्ज़ेलियस
धातु पोटेशियम
सिलिकॉन फ्लोराइड SiF4 प्राप्त हुआ
शुद्ध मौलिक सिलिकॉन।
नया तत्व दिया था
नाम "सिलिकॉन" (अक्षांश से। सिलेक्स
- चकमक)। रूसी नाम
1834 में पेश किया गया "सिलिकॉन"
रूसी रसायनज्ञ जर्मन
इवानोविच हेस। अनुवादित c
अन्य यूनानी μνός - "चट्टान, पहाड़"।

सरल पदार्थ कार्बन और सिलिकॉन के भौतिक गुण।

कार्बन
बहुत से एलोट्रोपिक संशोधनों में मौजूद है
विभिन्न भौतिक गुण। संशोधनों की विविधता
विभिन्न प्रकार के रासायनिक बंध बनाने की कार्बन की क्षमता के कारण
प्रकार।
कार्बन के निम्नलिखित अलोट्रोपिक संशोधन ज्ञात हैं: ग्रेफाइट, हीरा, कार्बाइन
और फुलरीन।
एक हीरा
बी) ग्रेफाइट
ग) लोंसडेलाइट
d) फुलरीन - बकीबॉल C60
ई) फुलरीन C540
च) फुलरीन C70
छ) अनाकार कार्बन
ज) कार्बन नैनोट्यूब

हीरा एक रंगहीन (कभी-कभी पीला, भूरा, हरा, काला, नीला, लाल) पारदर्शी पदार्थ होता है, जो अत्यधिक अपवर्तक होता है।

हीरा - रंगहीन (कभी-कभी पीला, भूरा, हरा, काला, नीला, लाल)
एक पारदर्शी पदार्थ जो प्रकाश की किरणों को बहुत मजबूती से अपवर्तित करता है।
यह कठोरता में सभी ज्ञात प्राकृतिक पदार्थों से आगे निकल जाता है। लेकिन यह नाजुक है।
रासायनिक रूप से निष्क्रिय, गर्मी और बिजली का कुचालक।
घनत्व 3.5 ग्राम/सेमी3.
हीरे की संरचना में प्रत्येक कार्बन परमाणु चतुष्फलक के केंद्र में, शीर्षों के साथ स्थित होता है
चार निकटतम परमाणुओं द्वारा सेवा की। यह कार्बन परमाणुओं का मजबूत बंधन है जो बताता है
हीरे की उच्च कठोरता।
ग्रेफाइट सबसे आम रूप है।
यह एक धातु चमक के साथ एक बहुत ही नरम काला पदार्थ है और अच्छी तरह से संचालित होता है।
विद्युत प्रवाह और गर्मी। स्पर्श करने के लिए चिकना, जब रगड़ा जाता है, तो यह अलग हो जाता है
तराजू।
टीमेल्ट = 3750 डिग्री सेल्सियस (10 एमपीए के दबाव में पिघलता है, सामान्य दबाव में उर्ध्वपातित होता है)।
घनत्व 2.22 ग्राम/सेमी3.
ग्रेफाइट की संरचना ग्रिड की समानांतर परतों से बनी होती है जिसमें
शीर्ष पर कार्बन परमाणुओं के साथ षट्भुज। प्रत्येक व्यक्तिगत परत में परमाणु
दृढ़ता से बंधे होते हैं, और परतों के बीच का बंधन कमजोर होता है।

कार्बन कार्बन का सिंथेटिक संशोधन है। काला महीन क्रिस्टलीय पाउडर। घनत्व 1.9–2 ग्राम/सेमी3. अर्धचालक।

फुलरीन गोलाकार अणु होते हैं जो एक दूसरे से जुड़े कार्बन परमाणुओं के पेंटागन और हेक्सागोन द्वारा बनते हैं। वीएन

फुलरीन गोलाकार अणु होते हैं
कार्बन परमाणुओं के पेंटागन और हेक्सागोन्स द्वारा निर्मित,
आपस में जुड़ा हुआ। अणु अंदर से खोखले हैं। पर
आज तक, रचना C60, C70, आदि के फुलरीन प्राप्त किए गए हैं।

10. सिलिकॉन। क्रिस्टलीय सिलिकॉन एक धात्विक चमक के साथ एक गहरे भूरे रंग का पदार्थ है, इसमें एक घन हीरे की संरचना होती है, लेकिन यह महत्वपूर्ण है

सिलिकॉन।
क्रिस्टलीय सिलिकॉन एक गहरे भूरे रंग का पदार्थ है जिसमें धात्विक होता है
दीप्ति, हीरे की एक घन संरचना है, लेकिन के संदर्भ में इससे काफी नीच है
कठोरता, बल्कि भंगुर। गलनांक 1415 डिग्री सेल्सियस, तापमान
क्वथनांक 2680 डिग्री सेल्सियस, घनत्व 2.33 ग्राम/सेमी 3। अर्धचालक है
गुण, बढ़ते तापमान के साथ इसका प्रतिरोध कम हो जाता है।
अनाकार सिलिकॉन एक भूरे रंग का पाउडर है जो अत्यधिक अव्यवस्थित . पर आधारित है
हीरे जैसी संरचना। से अधिक प्रतिक्रियाशील
क्रिस्टलीय सिलिकॉन।

11. रासायनिक गुण

साथ में
अधातुओं के साथ परस्पर क्रिया
सी + 2 एस = सीएस 2। सी + ओ 2 = सीओ 2, सी + 2 एफ 2 = सीएफ 4। सी + 2 एच 2 = सीएच 4।
नाइट्रोजन और फास्फोरस के साथ बातचीत नहीं करता है।
धातुओं के साथ बातचीत
कार्बाइड बनाने वाली धातुओं के साथ बातचीत करने में सक्षम:
सीए + 2 सी = सीएसी 2।
पानी के साथ बातचीत
सी + एच 2 ओ = सीओ + एच 2।
कार्बन कई धातुओं को अपने से अपचयित करने में सक्षम है
ऑक्साइड:
2ZnO + C = 2Zn + CO2।
गर्म होने पर सांद्र सल्फ्यूरिक और नाइट्रिक एसिड
कार्बन को कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) में ऑक्सीकृत करें:
सी + 2H2SO4 = CO2 + 2SO2 + 2H2O;

12.

सि
अधातुओं के साथ परस्पर क्रिया
सी + 2F2 = SiF4। सी + 2Cl2 = SiCl4। सी + ओ 2 = सीओओ 2।
सी + सी = सीआईसी सी + 3 बी = बी 3 सी। 3Si + 2N2 = Si3N4।
हाइड्रोजन के साथ बातचीत नहीं करता है।
हाइड्रोजन हैलाइड के साथ परस्पर क्रिया
Si + 4HF = SiF4 + 2H2,
धातुओं के साथ बातचीत
2Ca + Si = Ca2Si।
एसिड के साथ बातचीत
3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2 + 4NO + 8H2O।
क्षार के साथ बातचीत
सी + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + H2।

13. प्रकृति में पाया जाने वाला कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में कार्बन वायुमंडल में प्रवेश करता है (मात्रा के अनुसार 0.03%)। कोयला, पीट, तेल और प्राकृतिक गैस - उत्पाद

प्रकृति में होना
कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में, कार्बन वायुमंडल में प्रवेश करता है (0.03% by .)
मात्रा)।
कोयला, पीट, तेल और प्राकृतिक गैस अपघटन उत्पाद हैं
प्राचीन काल की पृथ्वी की वनस्पतियाँ।

14.

प्राकृतिक अकार्बनिक यौगिक
कार्बन - कार्बोनेट। खनिज कैल्साइट
CaCO3 तलछटी का आधार है
चट्टानें - चूना पत्थर। अन्य
कैल्शियम कार्बोनेट संशोधन
संगमरमर और चाक के रूप में जाना जाता है

15. प्रकृति में सिलिकॉन

यह व्यापक रूप से सिलिका SiO2 और विभिन्न के रूप में वितरित किया जाता है
सिलिकेट।
उदाहरण के लिए, ग्रेनाइट में 60% से अधिक सिलिका होता है, जबकि क्रिस्टलीय
क्वार्ट्ज प्राकृतिक सिलिकॉन यौगिकों में सबसे शुद्ध है
ऑक्सीजन।
{
बिछुआ के पत्ते शुद्ध ऑक्साइड से बने काँटेदार बालों से ढके होते हैं।
सिलिकॉन (IV), जो 1-2 मिमी लंबे खोखले ट्यूब होते हैं।
नलिकाएं फॉर्मिक एसिड युक्त तरल से भरी होती हैं।

16. कार्बन का अनुप्रयोग

पेंसिल उद्योग में ग्रेफाइट का उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग में भी किया जाता है
विशेष रूप से उच्च या निम्न तापमान पर स्नेहक के रूप में।
हीरा, अपनी असाधारण कठोरता के कारण, एक अनिवार्य अपघर्षक पदार्थ है।
ड्रिल के ग्राइंडिंग नोजल में डायमंड कोटिंग होती है। के अलावा,
कटे हुए हीरे - हीरे का उपयोग रत्न के रूप में किया जाता है
जेवर। उनकी दुर्लभता, उच्च सजावटी गुणों और . के कारण
ऐतिहासिक परिस्थितियों का संयोग, हीरा निरपवाद रूप से सबसे अधिक
एक महंगा रत्न।
{
विभिन्न यौगिकों का व्यापक रूप से औषध विज्ञान और चिकित्सा में उपयोग किया जाता है।
कार्बन - कार्बोनिक एसिड और कार्बोक्जिलिक एसिड के डेरिवेटिव।
कार्बोलीन (सक्रिय लकड़ी का कोयला), से अवशोषण और उन्मूलन के लिए प्रयोग किया जाता है
विभिन्न विषाक्त पदार्थों का शरीर।

17. सिलिकॉन का अनुप्रयोग

सिलिकॉन अर्धचालक में आवेदन पाता है
धातु विज्ञान में प्रौद्योगिकी और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक के रूप में
स्टील्स और मिश्र धातुओं के उत्पादन में योजक।
सिलिकॉन यौगिक उत्पादन के आधार के रूप में कार्य करते हैं
कांच और सीमेंट। कांच और सीमेंट उत्पादन
सिलिकेट उद्योग में लगे हुए हैं। वह भी
सिलिकेट सिरेमिक का उत्पादन करता है - ईंट, चीनी मिट्टी के बरतन,
उनसे फ़ाइनेस और उत्पाद।
सिलिकेट गोंद व्यापक रूप से जाना जाता है, जिसका उपयोग किया जाता है
एक desiccant के रूप में निर्माण, और आतिशबाज़ी बनाने की विद्या में और रोजमर्रा की जिंदगी में
बॉन्डिंग पेपर के लिए।

एक स्वतंत्र रासायनिक तत्व के रूप में, सिलिकॉन 1825 में ही मानव जाति के लिए जाना जाने लगा। जो, निश्चित रूप से, इतने सारे क्षेत्रों में सिलिकॉन यौगिकों के उपयोग को नहीं रोकता था कि उन लोगों को सूचीबद्ध करना आसान होता है जहां तत्व का उपयोग नहीं किया जाता है। यह लेख सिलिकॉन और उसके यौगिकों, अनुप्रयोगों के भौतिक, यांत्रिक और उपयोगी रासायनिक गुणों पर प्रकाश डालेगा, और हम इस बारे में भी बात करेंगे कि सिलिकॉन स्टील और अन्य धातुओं के गुणों को कैसे प्रभावित करता है।

आरंभ करने के लिए, आइए सिलिकॉन की सामान्य विशेषताओं पर ध्यान दें। पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 27.6 से 29.5% तक सिलिकॉन है। समुद्र के पानी में, तत्व की सांद्रता भी उचित है - 3 मिलीग्राम / लीटर तक।

लिथोस्फीयर में व्यापकता के संदर्भ में, सिलिकॉन ऑक्सीजन के बाद सम्मान के दूसरे स्थान पर है। हालांकि, इसका सबसे प्रसिद्ध रूप, सिलिका, एक ऑक्साइड है, और यह ठीक इसके गुण हैं जो इस तरह के व्यापक अनुप्रयोग का आधार बन गए हैं।

यह वीडियो आपको बताएगा कि सिलिकॉन क्या है:

अवधारणा और विशेषताएं

सिलिकॉन एक गैर-धातु है, लेकिन विभिन्न परिस्थितियों में यह अम्लीय और मूल दोनों गुणों को प्रदर्शित कर सकता है। यह एक विशिष्ट अर्धचालक है और विद्युत इंजीनियरिंग में अत्यधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसके भौतिक और रासायनिक गुण काफी हद तक एलोट्रोपिक अवस्था से निर्धारित होते हैं। सबसे अधिक बार, वे क्रिस्टलीय रूप से निपटते हैं, क्योंकि इसके गुण राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में अधिक मांग में हैं।

• सिलिकॉन मानव शरीर में बुनियादी मैक्रोन्यूट्रिएंट्स में से एक है। इसकी कमी से हड्डी के ऊतकों, बालों, त्वचा, नाखूनों की स्थिति पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है। इसके अलावा, सिलिकॉन प्रतिरक्षा प्रणाली के प्रदर्शन को प्रभावित करता है।
• चिकित्सा में, तत्व, या यों कहें, इसके यौगिकों ने इस क्षमता में अपना पहला उपयोग पाया। चकमक पत्थर वाले कुओं का पानी न केवल साफ था, बल्कि संक्रामक रोगों के प्रतिरोध पर भी इसका सकारात्मक प्रभाव पड़ा। आज, सिलिकॉन के साथ यौगिक तपेदिक, एथेरोस्क्लेरोसिस और गठिया के खिलाफ दवाओं के आधार के रूप में काम करते हैं।
• सामान्य तौर पर, एक अधातु निष्क्रिय होती है, हालांकि, इसे अपने शुद्ध रूप में खोजना मुश्किल होता है। यह इस तथ्य के कारण है कि हवा में यह जल्दी से डाइऑक्साइड की एक परत से गुजरता है और प्रतिक्रिया करना बंद कर देता है। गर्म होने पर, रासायनिक गतिविधि बढ़ जाती है। नतीजतन, मानवता पदार्थ के यौगिकों से बहुत अधिक परिचित है, न कि स्वयं से।

तो, सिलिकॉन लगभग सभी धातुओं - सिलिकाइड्स के साथ मिश्र धातु बनाता है। उन सभी को उनकी अपवर्तकता और कठोरता से अलग किया जाता है और उनके संबंधित क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है: गैस टर्बाइन, फर्नेस हीटर।

कार्बन, जर्मेनियम के साथ समूह 6 में D. I. Mendeleev की तालिका में एक गैर-धातु रखा गया है, जो इन पदार्थों के साथ एक निश्चित समानता को इंगित करता है। तो, कार्बन के साथ, यह कार्बनिक प्रकार के यौगिकों को बनाने की क्षमता के साथ "सामान्य रूप से" है। उसी समय, जर्मेनियम की तरह सिलिकॉन, कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाओं में धातु के गुणों को प्रदर्शित कर सकता है, जिसका उपयोग संश्लेषण में किया जाता है।

फायदे और नुकसान

राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में आवेदन के मामले में किसी भी अन्य पदार्थ की तरह, सिलिकॉन में कुछ उपयोगी या बहुत गुण नहीं होते हैं। वे उपयोग के क्षेत्र को निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

• पदार्थ का एक महत्वपूर्ण लाभ इसकी है उपलब्धता. प्रकृति में, हालांकि, यह एक मुक्त रूप में नहीं है, लेकिन फिर भी, सिलिकॉन प्राप्त करने की तकनीक इतनी जटिल नहीं है, हालांकि यह ऊर्जा-खपत है।
• दूसरा सबसे महत्वपूर्ण लाभ है एकाधिक यौगिक गठनअसाधारण लाभ के साथ। ये सिलेन, और सिलिकाइड्स, और डाइऑक्साइड, और निश्चित रूप से, विभिन्न सिलिकेट हैं। जटिल ठोस समाधान बनाने के लिए सिलिकॉन और उसके यौगिकों की क्षमता व्यावहारिक रूप से अनंत है, जिससे कांच, पत्थर और चीनी मिट्टी के विभिन्न रूपों को अंतहीन रूप से प्राप्त करना संभव हो जाता है।
• सेमीकंडक्टर गुणगैर-धातु उसे इलेक्ट्रिकल और रेडियो इंजीनियरिंग में आधार सामग्री के रूप में स्थान प्रदान करता है।
• अधातु है गैर-विषाक्त, जो किसी भी उद्योग में आवेदन की अनुमति देता है, और साथ ही तकनीकी प्रक्रिया को संभावित खतरनाक में नहीं बदलता है।

सामग्री के नुकसान में अच्छी कठोरता के साथ केवल सापेक्ष भंगुरता शामिल है। लोड-असर संरचनाओं के लिए सिलिकॉन का उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन यह संयोजन क्रिस्टल की सतह को ठीक से संसाधित करना संभव बनाता है, जो उपकरण के लिए महत्वपूर्ण है।

आइए अब बात करते हैं सिलिकॉन के मुख्य गुणों के बारे में।

गुण और विशेषताएं

चूंकि क्रिस्टलीय सिलिकॉन का सबसे अधिक बार उद्योग में उपयोग किया जाता है, यह ठीक इसके गुण हैं जो अधिक महत्वपूर्ण हैं, और यह वे हैं जो तकनीकी विशिष्टताओं में दिए गए हैं। किसी पदार्थ के भौतिक गुण हैं:

• गलनांक - 1417 सी;
• क्वथनांक - 2600 सी;
• घनत्व 2.33 ग्राम/घन है। देखें, जो नाजुकता को इंगित करता है;
• गर्मी क्षमता, साथ ही तापीय चालकता, शुद्धतम नमूनों पर भी स्थिर नहीं है: 800 J / (kg K), या 0.191 cal / (g deg) और 84-126 W / (m K), या 0.20-0, 30 कैलोरी/(सेमी सेकंड डिग्री), क्रमशः;
• लंबी-तरंग अवरक्त विकिरण के लिए पारदर्शी, जिसका उपयोग अवरक्त प्रकाशिकी में किया जाता है;
• ढांकता हुआ स्थिरांक - 1.17;
• मोह पैमाने पर कठोरता - 7.

एक अधातु के विद्युत गुण अशुद्धियों पर अत्यधिक निर्भर होते हैं। उद्योग में, इस सुविधा का उपयोग वांछित प्रकार के अर्धचालक को संशोधित करके किया जाता है। सामान्य तापमान पर, सिलिकॉन भंगुर होता है, लेकिन जब 800 C से ऊपर गर्म किया जाता है, तो प्लास्टिक विरूपण संभव है।

अनाकार सिलिकॉन के गुण आश्चर्यजनक रूप से भिन्न हैं: यह अत्यधिक हीड्रोस्कोपिक है और सामान्य तापमान पर भी अधिक सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करता है।

संरचना और रासायनिक संरचना, साथ ही साथ सिलिकॉन के गुणों की चर्चा नीचे दिए गए वीडियो में की गई है:

संरचना और संरचना

सिलिकॉन दो अलोट्रोपिक रूपों में मौजूद है, सामान्य तापमान पर समान रूप से स्थिर।

• क्रिस्टलइसमें गहरे भूरे रंग के पाउडर का आभास होता है। पदार्थ, हालांकि इसमें हीरे की तरह क्रिस्टल जाली है, नाजुक है - परमाणुओं के बीच बहुत लंबे बंधन के कारण। रुचि इसके अर्धचालक गुण हैं।
• बहुत उच्च दबाव पर, आप प्राप्त कर सकते हैं षट्कोणीय 2.55 ग्राम / घन के घनत्व के साथ संशोधन। हालांकि, इस चरण को अभी तक व्यावहारिक महत्व नहीं मिला है।
• बेढब- ब्राउन पाउडर। क्रिस्टलीय रूप के विपरीत, यह बहुत अधिक सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करता है। यह पहले रूप की जड़ता के कारण इतना अधिक नहीं है, बल्कि इस तथ्य के कारण है कि पदार्थ हवा में डाइऑक्साइड की एक परत से ढका होता है।

इसके अलावा, सिलिकॉन क्रिस्टल के आकार से जुड़े एक अन्य प्रकार के वर्गीकरण को ध्यान में रखना आवश्यक है, जो एक साथ एक पदार्थ बनाते हैं। क्रिस्टल जाली, जैसा कि ज्ञात है, का तात्पर्य न केवल परमाणुओं के क्रम से है, बल्कि उन संरचनाओं से भी है जो ये परमाणु बनाते हैं - तथाकथित लंबी दूरी का क्रम। यह जितना बड़ा होगा, पदार्थ गुणों में उतना ही अधिक सजातीय होगा।

• monocrystalline- नमूना एक क्रिस्टल है। इसकी संरचना यथासंभव व्यवस्थित है, गुण सजातीय और अच्छी तरह से अनुमानित हैं। यह वह सामग्री है जिसकी इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में सबसे अधिक मांग है। हालांकि, यह सबसे महंगे प्रकार का भी है, क्योंकि इसे प्राप्त करने की प्रक्रिया जटिल है, और विकास दर कम है।
• बहु- नमूने में कई बड़े क्रिस्टलीय अनाज होते हैं। उनके बीच की सीमाएं अतिरिक्त दोषपूर्ण स्तर बनाती हैं, जो अर्धचालक के रूप में नमूने के प्रदर्शन को कम करती हैं और तेजी से पहनने की ओर ले जाती हैं। मल्टी-क्रिस्टल उगाने की तकनीक सरल है, और इसलिए सामग्री सस्ती है।
• polycrystalline- एक दूसरे के सापेक्ष बेतरतीब ढंग से व्यवस्थित बड़ी संख्या में अनाज होते हैं। यह माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक और सौर ऊर्जा में उपयोग किए जाने वाले औद्योगिक सिलिकॉन की सबसे शुद्ध किस्म है। बहु और एकल क्रिस्टल उगाने के लिए अक्सर इसका उपयोग कच्चे माल के रूप में किया जाता है।
• अनाकार सिलिकॉन भी इस वर्गीकरण में एक अलग स्थान रखता है। यहाँ परमाणुओं का क्रम न्यूनतम दूरी पर ही बना रहता है। हालांकि, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, यह अभी भी पतली फिल्मों के रूप में प्रयोग किया जाता है।

गैर-धातु उत्पादन

इसके यौगिकों की जड़ता और उनमें से अधिकांश के उच्च गलनांक को देखते हुए, शुद्ध सिलिकॉन प्राप्त करना इतना आसान नहीं है। उद्योग में, कार्बन डाइऑक्साइड की कमी का सबसे अधिक बार उपयोग किया जाता है। 1800 सी के तापमान पर चाप भट्टियों में प्रतिक्रिया की जाती है। इस प्रकार, 99.9% की शुद्धता वाला एक गैर-धातु प्राप्त होता है, जो इसके उपयोग के लिए पर्याप्त नहीं है।

क्लोराइड और हाइड्रोक्लोराइड प्राप्त करने के लिए परिणामी सामग्री को क्लोरीनयुक्त किया जाता है। फिर यौगिकों को अशुद्धियों से सभी संभावित तरीकों से शुद्ध किया जाता है और हाइड्रोजन से कम किया जाता है।

मैग्नीशियम सिलिकाइड प्राप्त करके पदार्थ को शुद्ध करना भी संभव है। सिलिकाइड हाइड्रोक्लोरिक या एसिटिक एसिड की क्रिया के अधीन है। सिलेन प्राप्त किया जाता है, और बाद वाले को विभिन्न तरीकों से शुद्ध किया जाता है - शर्बत, सुधार, और इसी तरह। फिर 1000 सी के तापमान पर सिलेन हाइड्रोजन और सिलिकॉन में विघटित हो जाता है। इस मामले में, 10 -8 -10 -6% की अशुद्धता अंश वाला पदार्थ प्राप्त होता है।

पदार्थ का उपयोग

उद्योग के लिए, गैर-धातु की विद्युत-भौतिकीय विशेषताएं सबसे बड़ी रुचि हैं। इसका एकल-क्रिस्टल रूप एक अप्रत्यक्ष-अंतर अर्धचालक है। इसके गुण अशुद्धियों से निर्धारित होते हैं, जिससे वांछित गुणों के साथ सिलिकॉन क्रिस्टल प्राप्त करना संभव हो जाता है। तो, बोरॉन, इंडियम के अलावा छेद चालकता के साथ एक क्रिस्टल विकसित करना संभव बनाता है, और फॉस्फोरस या आर्सेनिक की शुरूआत - इलेक्ट्रॉनिक चालकता वाला एक क्रिस्टल।

• सिलिकॉन वस्तुतः आधुनिक इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के आधार के रूप में कार्य करता है। इससे ट्रांजिस्टर, फोटोकेल, इंटीग्रेटेड सर्किट, डायोड आदि बनाए जाते हैं। इसके अलावा, डिवाइस की कार्यक्षमता लगभग हमेशा क्रिस्टल की निकट-सतह परत द्वारा निर्धारित की जाती है, जो विशेष रूप से सतह के उपचार के लिए बहुत विशिष्ट आवश्यकताओं की ओर ले जाती है।
• धातु विज्ञान में, तकनीकी सिलिकॉन का उपयोग मिश्र धातु संशोधक के रूप में किया जाता है - यह अधिक ताकत देता है, और एक घटक के रूप में - उदाहरण के लिए, और एक डीऑक्सीडाइज़र के रूप में - कच्चा लोहा के उत्पादन में।
• अल्ट्रा-शुद्ध और परिष्कृत धातुकर्म सौर ऊर्जा का आधार है।
• गैर-धातु डाइऑक्साइड प्रकृति में बहुत अलग रूपों में होता है। इसकी क्रिस्टलीय किस्में - ओपल, एगेट, कारेलियन, नीलम, रॉक क्रिस्टल, ने गहनों में अपना स्थान पाया है। संशोधन जो दिखने में इतने आकर्षक नहीं हैं - चकमक पत्थर, क्वार्ट्ज, धातु विज्ञान में और निर्माण में और रेडियो इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में उपयोग किए जाते हैं।
• कार्बन-कार्बाइड के साथ एक गैर-धातु का यौगिक, धातु विज्ञान में, उपकरण बनाने में और रासायनिक उद्योग में उपयोग किया जाता है। यह एक व्यापक अंतराल वाला अर्धचालक है, जिसकी विशेषता उच्च कठोरता - मोह पैमाने पर 7 और शक्ति है, जो इसे एक अपघर्षक सामग्री के रूप में उपयोग करने की अनुमति देता है।
• सिलिकेट्स - यानी सिलिकिक एसिड के लवण। तापमान के प्रभाव में अस्थिर, आसानी से विघटित। वे इस मायने में उल्लेखनीय हैं कि वे कई और विविध लवण बनाते हैं। लेकिन बाद वाले कांच, चीनी मिट्टी की चीज़ें, फ़ाइनेस, क्रिस्टल और के उत्पादन का आधार हैं। हम सुरक्षित रूप से कह सकते हैं कि आधुनिक निर्माण विभिन्न प्रकार के सिलिकेट पर आधारित है।
• ग्लास यहां सबसे दिलचस्प मामले का प्रतिनिधित्व करता है। यह एल्युमिनोसिलिकेट्स पर आधारित है, लेकिन अन्य पदार्थों की नगण्य अशुद्धियाँ - आमतौर पर ऑक्साइड - सामग्री को रंग सहित कई अलग-अलग गुण देते हैं। -, मिट्टी के बरतन, चीनी मिट्टी के बरतन, वास्तव में, एक ही सूत्र है, हालांकि घटकों के एक अलग अनुपात के साथ, और इसकी विविधता भी अद्भुत है।
• एक गैर-धातु में एक और क्षमता होती है: यह सिलिकॉन परमाणुओं की एक लंबी श्रृंखला के रूप में कार्बन-प्रकार के यौगिक बनाती है। ऐसे यौगिकों को ऑर्गोसिलिकॉन यौगिक कहा जाता है। उनके आवेदन का दायरा कम ज्ञात नहीं है - ये सिलिकॉन, सीलेंट, स्नेहक आदि हैं।

सिलिकॉन एक बहुत ही सामान्य तत्व है और राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के कई क्षेत्रों में अत्यंत महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, न केवल पदार्थ ही सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है, बल्कि इसके सभी विभिन्न और कई यौगिक हैं।

यह वीडियो सिलिकॉन के गुणों और अनुप्रयोगों के बारे में बात करेगा: