السيليكون هو العنصر الذري 14 في الفترة الثالثة من عائلة الكربون ، وبسبب ذلك ، له العديد من الخصائص الشبيهة بالكربون. على سبيل المثال ، هو مادة صلبة صلبة ، يتشابه تركيبها البلوري مع الماس ، والذي يتكون فقط من الروابط بين الكربون. تفاعلاته الكيميائية تشبه أيضًا هذا العنصر.
هذه المادة الصلبة لها لون رمادي ولمعان معدني ، واسمها يأتي من الصوان أو سيليسيسمما يعني "حجر صلب".
وفيرة جدا في الطبيعة ، في الكون كله هو السابع الأكثر وفرة، يقف وراء العناصر التالية: الهيدروجين والهيليوم والنيون والأكسجين والنيتروجين والكربون. في القشرة الأرضية هي الثانية من حيث الكمية (27.7٪) ،في المرتبة الثانية بعد الأكسجين.
ومع ذلك ، لا يتم العثور عليه بشكل طبيعي في شكل منعزل ، يتم دمجه دائمًا مع بعض العناصر الأخرى. لهذا السبب ، تم تحضيره لأول مرة في المختبر ، في عام 1824 ، بواسطة الكيميائي السويدي يونس جاكوب برزيليوس ، عن طريق تسخين رباعي فلوريد السيليكون بالبوتاسيوم.
![برزيليوس كان برزيليوس أول من أعد السيليكون](/f/f3611dc189863151bd6db947714faa5e.jpg)
هو يوجد عمليا في جميع الرمال والصخور والطين والتربة. يمكن العثور عليها أيضًا في الكل المياه الطبيعية ، في الغلاف الجوي (مثل الغبار) ، في العديد من النباتات وفي الهياكل العظمية والأنسجة وسوائل الجسم لبعض الحيوانات.
عندما يقترن بالأكسجين ، فإنه يشكل السيليكا (ثاني أكسيد السيليكون - SiO2) ، وعندما يتم دمجه مع الأكسجين وعناصر أخرى ، فإنه يتشكل السيليكات، أهمها الكوارتز والأسبستوس والزيوليت والميكا.
الاسم "الاسبستوس" يأتي من اليونانية الاسبستوس، والتي تعني "غير قابلة للاحتراق" ، واشتهرت بمرادفها "الاسبستوس", الذي يأتي من اللاتينية الاسبستوس، وهو ما يعني "غير قابل للفساد". الأسبستوس هو الاسم العام للسيليكات الليفية الطبيعية الموجودة في التربة في أكثر من 30 نوعًا ، 6 منها فقط ذات أهمية تجارية. المجموعتان الرئيسيتان لصخور الأسبستوس هما:
1. اللافتات (الأسبستوس الأبيض - 95٪):يتكون من معدن الكريسوتيل (Mg3نعم2ا5(أوه)4);
2. الأمفيبولات (البني والأزرق والأسبستوس الأخرى - 5٪):تتكون من معادن التريموليت (Ca2ملغ5نعم8ا22(أوه)2) ، أموسيت ((Fe ، Mg ، Ca) OSiO2. ن ح2O) والكروسيدوليت (NaFe2(SiO3)3).
لأن لها العديد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية الهامة ، مثل المقاومة الميكانيكية العالية في درجات الحرارة العالية ، كونها عازلة ، ومرنة ، ومقاومة هجوم الأحماض والبكتيريا ، القلويات ، وما إلى ذلك ، يؤدي هذا إلى استخدام هذه الألياف في صناعة البلاط والخزانات وفي مختلف منتجات البناء المدني وفي عزل الآلات و معدات. ومع ذلك ، فإن استخدام الأسبستوس يسبب الكثير من الجدل وهو محظور في العديد من البلدان ، مثل ميكرولنت الأسبستوس يمكن أن يمتص في الرئتين ويسبب مرض يسمى السحار السيليسي ، بالإضافة إلى أمراض أخرى للجسم.
![الاسبستوس يستخدم الأسبستوس أو الأسبستوس في إنتاج بلاط الأسقف](/f/1ebe6d610b4926539f75df52bdaef85c.jpg)
على المستوى الصناعي ، ينتج السيليكون عن طريق تفاعل الأكسيد مع فحم الكوك. ولكن للحصول على سيليكون عالي النقاوة ، يتم إجراء تحلل السيليكون (SiH).4) أو رباعي الهاليدات السليكونية في درجات حرارة عالية.
هذا السيليكون فائق النقاء مهم بالنسبة لـ تصنيع أشباه الموصلات لاستخدامها في المعدات الإلكترونية، مثل:
- الثنائيات:مكون إلكتروني يكون موصلًا ممتازًا عند تعرضه للجهد في الاتجاه المباشر ، ولكنه موصل ضعيف عند تعرضه للجهد في الاتجاه المعاكس ؛
- الترانزستورات:مكون إلكتروني يضخم الإشارات الكهربائية ؛
- المعالجات الدقيقة:مكون إلكتروني يفسر مجموعة من التعليمات ويقوم بعمليات منطقية ورياضية.
باستخدام السيليكون النقي ، يمكن الحصول على صفائح رقيقة للغاية ، والتي تستخدم في إنتاج رقائق بأبعاد أصغر وأصغر ، تُستخدم في الكمبيوتر والدوائر المتكاملة الأخرى.
![شفرات السيليكون تستخدم شفرات السيليكون في إنتاج الرقائق](/f/00241c6261eeb04818514268ed82dfa7.jpg)
يستخدم السيليكون لهذا الغرض لأنه يحتوي على 4 إلكترونات في غلاف التكافؤ الخاص به وتتحد ذراته لتكوين بلورات. في درجة حرارة الغرفة ، تكتسب هذه الإلكترونات طاقة كافية للتنقل بحرية حول البلورة ، تاركة ثقوبًا يمكن ملؤها بالإلكترونات من الذرات المجاورة. وهكذا ، تنتقل الفجوة من ذرة إلى أخرى ، وتشكل باستمرار أزواجًا جديدة من الثقوب الإلكترونية.
ومع ذلك ، هذا لا يجعله موصلًا جيدًا ، لأنه يحتوي على عدد قليل من الإلكترونات الحرة ، لذلك يطلق عليه أشباه الموصلات. مع مزيج من أشباه الموصلات نحصل على المكونات الإلكترونية المذكورة أعلاه.
لأن هذا العنصر هو المادة الخام الرئيسية في إنتاج معظم الدوائر و رقائق الإلكترونيات ، وهي منطقة تقع في ولاية كاليفورنيا بالولايات المتحدة ، حيث يتركز مركز صناعي مع العديد من شركات تكنولوجيا المعلومات والحوسبة ، من بين أمور أخرى ، بدأت في تلقي الاسم في وادي السيليكون، تكريما لهذا العنصر.
![وادي السيليكون مبنى إداري في سيليكون فالي](/f/cbeb61d74cdb16ddb5062aa29a84fa72.jpg)
آخر تطبيق مهم لهذا العنصر هو البوليمرات سيليكون، مع سلسلتها الرئيسية المكونة من ذرات السيليكون بالتناوب مع ذرات الأكسجين. من بين أصناف السيليكون ، الأكثر استخدامًا اليوم هو ثنائي كلورو ثنائي ميثيل سيلان أو ثنائي كلورو ثنائي فينيل سيلان. لفهم كيفية حدوث عمليات تشكيلها من السيليكون ، اقرأ النص "السيليكون - الدستور والتطبيقات”.
![السيليكون تصنع السيليكون من بوليمرات عنصر السيليكون.](/f/f8032f7ba4e724f6971173efdc4f57ce.jpg)
بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء