A szilícium a széncsalád harmadik periódusának 14. atomszámú eleme, és emiatt számos szénszerű tulajdonsággal rendelkezik. Például egy kemény szilárd anyag, amelynek kristályszerkezete hasonló a gyémántéhoz, amelyet csak szénatomok közötti kötések alkotnak. Kémiai reakciói is hasonlóak ehhez az elemhez.
Ez a szilárd anyag szürke színű és fémes fényű, és a neve származik kovakő vagy silicis, ami azt jelenti "kemény kő".
Nagyon gazdag természetű, az egész univerzumban a 7. leggyakoribb, a következő elemek mögött állva: hidrogén, hélium, neon, oxigén, nitrogén és szén. A földkéregben a második a legnagyobb mennyiségben (27,7%),csak az oxigén után.
Természetesen soha nem található meg izolált formában, mindig más elemekkel kombinálódik. Ezért először 1824-ben a laboratóriumban készítette Jöns Jacob Berzelius svéd vegyész, szilícium-tetrafluorid káliummal történő melegítésével.
Ő gyakorlatilag minden homokban, sziklában, agyagban és talajban jelen van. Megtalálható mindenben is természetes vizek, a légkörben (por formájában), sok növényben, valamint egyes állatok csontvázaiban, szöveteiben és testnedveiben.
Oxigénnel kombinálva képezi a szilícium-dioxid (szilícium-dioxid - SiO2), és oxigénnel és más elemekkel kombinálva kialakul szilikátok, amelyek közül a legfontosabbak a kvarc, azbeszt, zeolit és csillám.
A név "azbeszt" görögből származik azbeszt, ami „nem éghető”, és leginkább szinonimájáról ismert "azbeszt", amely latinból származik azbeszt, ami „romolhatatlan”. Az azbeszt a talajban több mint 30 fajtában megtalálható természetes rostos szilikátok általános elnevezése, amelyek közül csak 6-nak van kereskedelmi érdeke. Az azbesztkőzetek két fő csoportja:
1. Streamerek (fehér azbeszt - 95%):krizotil ásványból áll (Mg3Igen2O5(OH)4);
2. Amfibolok (barna, kék és egyéb azbeszt - 5%):tremolit ásványokból (Ca2mg5Igen8O22(OH)2), amozit ((Fe, Mg, Ca) OSiO2. n H2O) és krokidolit (NaFe2(SiO3)3).
Mivel számos fontos fizikai-kémiai tulajdonsággal rendelkezik, például magas mechanikai ellenállással magas hőmérsékleten, szigetelő, rugalmas, ellenáll a savak, baktériumok, alkáliák stb., ennek következtében ezt a szálat csempék, tartályok, különféle polgári építési termékek gyártásához és gépek és felszerelés. Az azbeszt használata azonban sok vitát okoz, és számos országban tilos, mert az azbeszt mikrolint felszívódhat a tüdőbe, és a szilikózis nevű betegséget, valamint egyéb betegségeket okozhat a szervezet számára.
Ipari méretben a szilícium az oxid kokszal történő reakciójával jön létre. Ám egy ultratiszta szilícium megszerzéséhez a szilánbontást (SiH) hajtjuk végre.4) vagy szilícium-tetrahalogenidek magas hőmérsékleten.
Ez az ultratiszta szilícium fontos a Félvezetők gyártása elektronikus berendezésekben történő felhasználásra, mint például:
- Diódák:elektronikus alkatrész, amely kiváló vezető, ha közvetlen feszültségnek van kitéve, de rossz vezető, ha ellentétes irányú feszültségnek van kitéve;
- Tranzisztorok:elektronikus alkatrész, amely felerősíti az elektromos jeleket;
- Mikroprocesszorok:elektronikus alkatrész, amely értelmezi az utasításkészletet, és logikai és matematikai műveleteket hajt végre.
Tiszta szilíciummal rendkívül vékony lemezeket lehet előállítani, amelyeket a gyártás során használnak hasábburgonya egyre kisebb méretekkel, számítógépes és egyéb integrált áramkörökben használják.
A szilíciumot erre a célra használják, mert valens héjában 4 elektron van, és atomjai kristályokat alkotnak. Szobahőmérsékleten ezek az elektronok elegendő energiát nyernek ahhoz, hogy szabadon mozoghassanak a kristály körül, lyukakat hagyva, amelyeket a szomszédos atomok elektronjai kitölthetnek. Így a rés egyik atomról a másikra mozog, folyamatosan új elektron-lyukpárokat képezve.
Ez azonban nem teszi jó vezetővé, mert kevés szabad elektronja van, ezért a-nak hívják félvezető. A félvezetők kombinációjával kapjuk meg a fent említett elektronikus alkatrészeket.
Mivel ez az elem a legtöbb nyersanyag a legtöbb áramkör gyártásában és hasábburgonya elektronika, az Egyesült Államokban, Kaliforniában található régió, ahol ipari központ koncentrálódik többek között több informatikai és számítástechnikai céggel kezdte megkapni a nevet ban ben Szilícium-völgy, ennek az elemnek a tiszteletére.
Ennek az elemnek az utolsó fontos alkalmazása, mint a polimer szilikon, fő láncát szilícium atomok alkotják, váltakozva oxigén atomokkal. A szilikon fajták közül a jelenleg leggyakrabban alkalmazott diklo-dimetil-szilán vagy diklór-difenil-szilán. Annak megértéséhez, hogyan alakulnak ki képződési folyamataik a szilíciumból, olvassa el a következő szöveget:Szilikon - felépítés és alkalmazások”.
Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett
