Silizium ist das Element der Ordnungszahl 14 der dritten Periode der Kohlenstofffamilie und hat daher mehrere kohlenstoffähnliche Eigenschaften. Es handelt sich beispielsweise um einen harten Festkörper, dessen Kristallstruktur dem von Diamant ähnelt, der nur durch Bindungen zwischen Kohlenstoffen gebildet wird. Auch seine chemischen Reaktionen sind diesem Element ähnlich.
Dieser Feststoff hat eine graue Farbe und einen metallischen Glanz, und sein Name kommt von Feuerstein oder silizium, was bedeutet "harter Stein".
Es ist sehr reichlich in der Natur, im gesamten Universum ist er der siebthäufigste, die hinter folgenden Elementen steht: Wasserstoff, Helium, Neon, Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff. In der Erdkruste ist es die zweitgrößte Menge (27,7%).nur nach Sauerstoff.
Es kommt jedoch nie in isolierter Form in der Natur vor, sondern wird immer mit einem anderen Element kombiniert. Aus diesem Grund wurde es 1824 von dem schwedischen Chemiker Jöns Jacob Berzelius erstmals im Labor hergestellt, indem Siliziumtetrafluorid mit Kalium erhitzt wurde.
Er kommt in praktisch allen Sanden, Gesteinen, Tonen und Böden vor. Es ist auch in allen zu finden natürlichen Gewässern, in der Atmosphäre (als Staub), in vielen Pflanzen und in den Skeletten, Geweben und Körperflüssigkeiten einiger Tiere.
In Verbindung mit Sauerstoff bildet es die Kieselsäure (Siliziumdioxid - SiO2), und wenn es mit Sauerstoff und anderen Elementen kombiniert wird, bildet es Silikate, die wichtigsten sind die Quarz, Asbest, Zeolith und Glimmer.
Der Name "Asbest" kommt aus dem Griechischen Asbest, was „nicht brennbar“ bedeutet und am besten für sein Synonym bekannt ist "Asbest", das kommt aus dem lateinischen Asbest, was „unbestechlich“ bedeutet. Asbest ist der Gattungsname für die natürlichen faserigen Silikate, die im Boden in mehr als 30 Sorten vorkommen, von denen nur 6 von kommerziellem Interesse sind. Die zwei Hauptgruppen von Asbestgestein sind:
1. Luftschlangen (weißer Asbest - 95%):bestehend aus Chrysotil-Mineral (Mg3Ja2Ö5(OH)4);
2. Amphibole (brauner, blauer und anderer Asbest - 5%):bestehend aus Tremolitmineralien (Ca2mg5Ja8Ö22(OH)2), Amosit ((Fe, Mg, Ca) OSiO2. n H2O) und Krokydolith (NaFe2(SiO3)3).
Da es mehrere wichtige physikalisch-chemische Eigenschaften besitzt, wie hohe mechanische Beständigkeit bei hohen Temperaturen, isolierend, flexibel, beständig gegen Säuren, Bakterien, Alkalien usw., dadurch wird diese Faser bei der Herstellung von Fliesen, Tanks, in verschiedenen Bauprodukten und zur Wärmeisolierung von Maschinen verwendet und Ausrüstung. Die Verwendung von Asbest verursacht jedoch viele Kontroversen und ist in mehreren Ländern verboten, da die Mikroflusen von Asbest können in die Lunge aufgenommen werden und eine Krankheit namens Silikose sowie andere Krankheiten des Körpers verursachen.
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Im industriellen Maßstab wird Silizium durch die Reaktion des Oxids mit Koks hergestellt. Um jedoch ultrareines Silizium zu erhalten, wird eine Silanzersetzung (SiH) durchgeführt.4) oder Siliziumtetrahalogenide bei hohen Temperaturen.
Dieses hochreine Silizium ist wichtig für die Herstellung von Halbleitern zur Verwendung in elektronischen Geräten, sowie:
- Dioden:elektronisches Bauteil, das bei Spannung in Durchlassrichtung ein ausgezeichneter Leiter ist, aber bei Spannung in entgegengesetzter Richtung ein schlechter Leiter;
- Transistoren:elektronisches Bauteil, das elektrische Signale verstärkt;
- Mikroprozessoren:elektronische Komponente, die eine Reihe von Anweisungen interpretiert und logische und mathematische Operationen durchführt.
Mit reinem Silizium lassen sich extrem dünne Bleche herstellen, die bei der Herstellung von Chips mit immer kleineren Abmessungen, die in Computern und anderen integrierten Schaltungen verwendet werden.
Dafür wird Silizium verwendet, weil es 4 Elektronen in seiner Valenzschale hat und sich seine Atome zu Kristallen verbinden. Bei Raumtemperatur gewinnen diese Elektronen genug Energie, um sich frei um den Kristall zu bewegen und hinterlassen Löcher, die durch Elektronen von benachbarten Atomen gefüllt werden können. Dadurch wandert die Lücke von einem Atom zum anderen und bildet ständig neue Paare von Elektron-Löchern.
Dies macht es jedoch nicht zu einem guten Leiter, da es wenige freie Elektronen hat, daher heißt es a Halbleiter. Durch die Kombination von Halbleitern erhalten wir die oben genannten elektronischen Komponenten.
Da dieses Element der Hauptrohstoff bei der Herstellung der meisten Schaltungen ist und Chips Elektronik, eine Region in Kalifornien, USA, in der sich ein Industriezentrum konzentriert mit mehreren Informationstechnologie- und Computerunternehmen, unter anderem, erhielt es den Namen im Silicon Valley, zu Ehren dieses Elements.
Eine letzte wichtige Anwendung dieses Elements ist als Polymer von Silikon, dessen Hauptkette aus Siliziumatomen im Wechsel mit Sauerstoffatomen besteht. Von den Silikonsorten werden heute am häufigsten Dichlo-Dimethyl-Silan oder Dichlor-Diphenyl-Silan verwendet. Um zu verstehen, wie ihre Bildungsprozesse aus Silizium ablaufen, lesen Sie den Text "Silikon - Zusammensetzung und Anwendungen”.
Von Jennifer Fogaça
Abschluss in Chemie
