სილიციუმი

თარგი:ინფოდაფა სილიციუმი სილიციუმი^[1]^[2] (ლათ. Silicium; ქიმიური სიმბოლო — $S i$ ), კაჟი — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მესამე პერიოდის, მეთოთხმეტე ჯგუფის (მოძველებული კლასიფიკაციით — მეოთხე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის, IVა) ქიმიური ელემენტი. ატომური ნომერია — 14, ატომური მასა — 28.085. იგი ტეტრავალენტური მეტალოიდია და გაცილებით ნაკლებად რეაქტიულია, ვიდრე მისი ქიმიური ანალოგი – ნახშირბადი.

სილიციუმი მერვე ყველაზე გავრცელებული ელემენტია სამყაროში, მაგრამ იშვიათად გვხვდება თავისუფალის სახით – უფრო ხშირია მისი ნაერთები სილიციუმის დიოქსიდის ან სილიკატების სახით ქვიშებში, კვარცებში, კვარციტებში და კაჟებში. დედამიწის ქერქში სილიციუმი მეორე ყველაზე ფართოდ გავრცელებული ელემენტია ჟანგბადის შემდეგ და შეადგენს დედამიწის ქერქის 27.7%-ს მასის მიხედვით.^[3]

სილიციუმის პირველი იდენტიფიცირება, როგორც კაჟის (ლათინურად "silex") კომპონენტის, მოახდინა ანტუან ლავუაზიემ 1787 წელს.

სილიციუმს მრავალი სახის სამრეწველო გამოყენება აქვს. ის ნახევარგამტარული ინტეგრალური სქემებისა და მიკროჩიპების ძირითადი შემადგენელი მასალაა.

ქიმიური ელემენტი

სილიციუმის ატომის ელექტრონული ფორმულაა :

1s²2s²2p⁶3s²3p²

მშვიდ მდგომარეობაში სილიციუმის ატომს სავალენტო შრეზე აქვს 2 გაწყვილებული და 2 გაუწყვილებელი ელექტრონი, მაგრამ მისთვის უფრო დამახასიათებელია აგზნებულ მდგომარეობაში გადასვლა, როცა წყვილი s ელექტრონი ითიშება და ერთ-ერთი მათგანი გადადის თავისუფალ p-ორბიტალზე ე.ი ოთხივე ელექტრონი ხდება გაუწყვილებელი, შედეგად მის ატომს შეუძლია წარმოქმნას 4 ქიმიური ბმა, ე.ი იქნება +4 და -4. ბუნებაში მისი ნაერთებიდან გავრცელებულია:

SiO₂-ქვიშა;

K₂O·Al₂O₃·6SiO₂-მინდვრის შპატი;

Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O-კაოლინიტი;

K₂O·3Al₂O₃·6SiO₂·2H₂O-ქარსი;

3MgO·4SiO₂·CaO-აზბესტი და სხვა მრავალი.

ალუმინის ოქსიდის შემცველ სილიკატებს ალუმინსილიკატები ეწოდება. ბუნებაში ხშირად ხდება ალუმინსილიკატების გარდაქმნა. მაგალითად: მინდვრის შპატები ჰაერის სინესტისა და ნახშირორჟანგის მოქმედებით განიცდიან გამოფიტვას, რომლის შედეგად წარმოიქმნება თიხის, ქვიშის და მარილების ბუდობები. გამოფიტვის პროცესი შეიძლება ასეთი რეაქციით გამოვსახოთ :

K₂O·Al₂O₃·6SiO₂+2H₂O+CO₂→K₂CO₃+4SiO₂+Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O

მიღება

ტექნიკაში სილიციუმს ღებულობენ ელექტროღუმელებში სილიციუმის ოქსიდიდან კოქსით

SiO₂+C→Si+CO₂

ამ დროს მიიღება კრისტალური სილიციუმი, რომელიც მუქი ნაცრისფერია და ფოლადივით ბზინავს, მისი კრისტალური მესერი ალმასის ტიპისაა, ამის გამო დიდი სიმაგრე აქვს, მინასაც კი ფხაჭნის. სუფთა სილიციუმს იყენებენ ნახევარგამტარად ლაბორატორიაში. სილიციუმის მიღება ხდება სილიციუმის ოქსიდიდან მაგნიუმის ან ალუმინის აღდგენით:

SiO₂+2Mg→Si+2MgO

3SiO₂+4Al→3Si+2Al₂O₃

ამ დროს მიღებული სილიციუმი ამორფულია, ის აგურისფერი ფხვნილია.

ქიმიური თვისებები

სილიციუმი მაღალ ტემპერატურაზე იწვის

Si+O₂→SiO₂

მაღალ ტემპერატურაზე უერთდება ნახშირბადს კარბორუნდის წარმოქმნით

Si+C→SiC

კარბონული სიმაგრით ძალიან ჰგავს ალმასს და გამოიყენება ქარგოლების და წისქვილების დოლაბების დასამზადებლად. მაღალ ტემპერატურაზე უერთება მეტალებს, მაგ: მაგნიუმს და წარმოქმნის მაგნიუმის სილიციდს.

Si+2Mg→Mg₂Si

წყალბადს უშუალოდ არ უერთდება, მაგრამ წარმოქმნის წყალბადნაერთს - SiH₄ (ყველაზე მარტივად), რომელიც მიიღება მაგნიუმის სილიციდზე მარილმჟავას მოქმედებით

Mg₂Si+4HCl→2MgCl₂+SiH₄↑

წარმოქმნილი წყალბადნაერთი - სილანი იწვის ტკაცანით

SiH₄+2O₂→SiO₂+2H₂O

რთული ნივთიერებებიდან სილიციუმზე რეაგირებს ფტორწყალბადმჟავას აზოტმჟავასთან ნარევი (სხვა მჟავები მასთან არ მოქმედებენ)

Si+4HF→SiF₄+2H₂

მიღებული სილიციუმის ფტორიდის ჭარბ HF-თან ურთიერთქმედებისას მიიღება სილიციუმფთორწყალბადმჟავა

SiF₄+2HF→H₂SiF₆

სილიციუმი რეაგირებს გახსნილ ან გამღვალ ტუტესთან

Si+2NaOH+H₂O→Na₂SiO₃+2H₂↑

სქოლიო

↑ დოლიძე ვ., ციციშვილი ვ., „ოთხენოვანი ქიმიური ლექსიკონი“, თბ., 2004, გვ. 117
↑ ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 9, თარგი:ადგილის მითითება ბიბლიობმულებში, 1985. — გვ. 340-341.
↑ დედამიწის ქერქში შემავალი ელემენტები. ჰიპერფიზიკა, ჯორჯიის სახელმწიფო უნივერსიტეტი.

Lua error: Cannot create process: proc_open(/dev/null): Failed to open stream: Operation not permitted

პორტალი ქიმია

თარგი:ავტორიტეტული წყაროები

[1] დოლიძე ვ., ციციშვილი ვ., „ოთხენოვანი ქიმიური ლექსიკონი“, თბ., 2004, გვ. 117

[2] ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 9, თარგი:ადგილის მითითება ბიბლიობმულებში, 1985. — გვ. 340-341.

[3] დედამიწის ქერქში შემავალი ელემენტები. ჰიპერფიზიკა, ჯორჯიის სახელმწიფო უნივერსიტეტი.

[1]

[2]

[3]