სილიციუმი არის ნახშირბადის ოჯახის მესამე პერიოდის ატომური ნომერი 14 ელემენტი და ამის გამო, მას აქვს რამდენიმე ნახშირბადის მსგავსი თვისება. მაგალითად, ეს არის მყარი მყარი, რომლის ბროლის სტრუქტურა ჰგავს ალმასს, რომელიც მხოლოდ ნახშირბადებს შორის ობლიგაციებით წარმოიქმნება. მისი ქიმიური რეაქციებიც ამ ელემენტის მსგავსია.
ამ მყარს აქვს ნაცრისფერი ფერი და მეტალის ბრწყინავს და მისი სახელი მომდინარეობს კაჟი ან სილიციუმი, რაც ნიშნავს "მყარი ქვა".
ეს ძალიან უხვი ბუნებაა, მთელ სამყაროში ის ყველაზე მე -7 ადგილზეა, დგას შემდეგი ელემენტების უკან: წყალბადის, ჰელიუმის, ნეონის, ჟანგბადის, აზოტის და ნახშირბადის. დედამიწის ქერქში ის უდიდესი რაოდენობით მეორეა (27,7%),ჟანგბადის შემდეგ მხოლოდ მეორე.
ამასთან, იგი ბუნებრივად არასოდეს გვხვდება იზოლირებულ ფორმაში, ის ყოველთვის შერწყმულია რომელიმე სხვა ელემენტთან. ამ მიზეზის გამო, იგი პირველად მომზადდა ლაბორატორიაში, 1824 წელს, შვედმა ქიმიკოსმა იონს იაკობ ბერზელიუსმა, სილიციუმის ტეტრაფტორორის კალიუმით გათბობით.
ის პრაქტიკულად ყველა ქვიშაში, კლდეში, თიხასა და ნიადაგშია.
ის ასევე გვხვდება ყველაში ბუნებრივი წყლები, ატმოსფეროში (როგორც მტვერი), მრავალი მცენარისა და ჩონჩხის, ქსოვილებისა და ზოგიერთი ცხოველის სხეულის სითხეებში.ჟანგბადთან შერწყმისას იგი ქმნის სილიციუმი (სილიციუმის დიოქსიდი - SiO2), და როდესაც ის ჟანგბადთან და სხვა ელემენტებთან არის შერწყმული, წარმოიქმნება სილიკატები, მთავარი პირობაა კვარცი, აზბესტი, ცეოლიტი და მიკა.
Სახელი "აზბესტი" ბერძნულიდან მოდის აზბესტი, რაც ნიშნავს "არამწვავს" და ყველაზე ცნობილია თავისი სინონიმით "აზბესტი", რაც ლათინურიდან მოდის აზბესტი, რაც ნიშნავს "უხრწნელს". აზბესტი არის ბუნებრივი ბოჭკოვანი სილიკატების ზოგადი სახელი 30 – ზე მეტი ჯიშის ნიადაგში, რომელთაგან მხოლოდ 6 წარმოადგენს კომერციულ ინტერესს. აზბესტის ქანების ორი ძირითადი ჯგუფია:
1. სტრიმერები (თეთრი აზბესტი - 95%):შედგება ქრიზოტილის მინერალისგან (მგ3დიახ2ო5(ოჰ)4);
2. ამფიბოლები (ყავისფერი, ცისფერი და სხვა აზბესტი - 5%):შედგება ტრემოლიტის მინერალებისგან (Ca2მგ5დიახ8ო22(ოჰ)2), ამოზიტი ((Fe, Mg, Ca) OSiO2. n თ2O) და კროციდოლიტი (NaFe)2(SiO3)3).
რადგან მას აქვს რამდენიმე მნიშვნელოვანი ფიზიკურ-ქიმიური თვისება, როგორიცაა მაღალი მექანიკური წინააღმდეგობა მაღალ ტემპერატურაზე, არის საიზოლაციო, მოქნილი, წინააღმდეგობის გაწევა მჟავების, ბაქტერიების შეტევაზე, ტუტეები და ა.შ., ეს იწვევს ამ ბოჭკოს გამოყენებას ფილების, ავზების, სხვადასხვა სამოქალაქო სამშენებლო პროდუქციის წარმოებაში და მანქანების თერმული იზოლაციისთვის აღჭურვილობა ამასთან, აზბესტის გამოყენება უამრავ დაპირისპირებას იწვევს და აკრძალულია რამდენიმე ქვეყანაში აზბესტის მიკროლინტი შეიძლება შეიწოვება ფილტვებში და გამოიწვიოს დაავადება, რომელსაც ეწოდება სილიკოზი, ისევე როგორც სხეულის სხვა დაავადებები.
სამრეწველო მასშტაბით, სილიციუმს აწარმოებენ კოქსით ოქსიდის რეაქცია. მაგრამ ულტრაბგერითი სილიციუმის მისაღებად ტარდება სილის დაშლა (SiH).4) ან სილიციუმის ტეტრაჰალიდები მაღალ ტემპერატურაზე.
ეს ულტრა სუფთა სილიციუმი მნიშვნელოვანია ნახევარგამტარების წარმოება ელექტრონულ მოწყობილობებში გამოსაყენებლად, როგორიცაა:
- დიოდები:ელექტრონული კომპონენტი, რომელიც შესანიშნავი გამტარია, როდესაც ძაბვა ხდება პირდაპირი მიმართულებით, მაგრამ ცუდი გამტარია, როდესაც ძაბვა ხდება საწინააღმდეგო მიმართულებით;
- ტრანზისტორები:ელექტრონული კომპონენტი, რომელიც აძლიერებს ელექტრულ სიგნალებს;
- მიკროპროცესორები:ელექტრონული კომპონენტი, რომელიც ახდენს ინსტრუქციების ნაკრების ინტერპრეტაციას და ლოგიკურ და მათემატიკურ ოპერაციებს.
სუფთა სილიციუმის საშუალებით შესაძლებელია უკიდურესად თხელი ფურცლების მიღება, რომლებიც გამოიყენება წარმოებაში ჩიპები უფრო და უფრო მცირე ზომებით, გამოიყენება კომპიუტერში და სხვა ინტეგრირებულ სქემებში.
სილიციუმი ამ მიზნით გამოიყენება, რადგან მას აქვს 4 ელექტრონი ვალენტურ გარსში და მისი ატომები აერთიანებს კრისტალებს. ოთახის ტემპერატურაზე ეს ელექტრონები იძენენ საკმარის ენერგიას ბროლის გარშემო თავისუფლად გადაადგილებისთვის, ტოვებენ ხვრელებს, რომელთა შევსება შესაძლებელია ელექტრონებით მეზობელი ატომებიდან. ამრიგად, უფსკრული გადადის ერთი ატომიდან მეორეზე, განუწყვეტლივ ქმნის ახალ ელექტრონულ ხვრელებს.
ამასთან, ეს მას კარგ გამტარად არ აქცევს, რადგან მას აქვს რამდენიმე თავისუფალი ელექტრონი, ამიტომ მას უწოდებენ ა ნახევარგამტარი. სწორედ ნახევარგამტარების კომბინაციით ვიღებთ ზემოთ აღნიშნულ ელექტრონულ კომპონენტებს.
ვინაიდან ეს ელემენტი მთავარი ნედლეულია წრეების უმეტესობის წარმოებაში და ჩიპები ელექტრონიქსი, რეგიონი მდებარეობს კალიფორნიაში, აშშ, სადაც კონცენტრირებულია ინდუსტრიული ცენტრი რამდენიმე ინფორმაციულ ტექნოლოგიასა და გამომთვლელ კომპანიასთან ერთად, მათ შორის, სახელის მიღება დაიწყო წელს სილიკონის ველიიმ ელემენტის საპატივცემულოდ.
ამ ელემენტის ბოლო მნიშვნელოვანი გამოყენებაა როგორც პოლიმერები სილიკონი, მისი მთავარი ჯაჭვით შედგება სილიციუმის ატომები, რომლებიც მონაცვლეობენ ჟანგბადის ატომებთან. სილიკონის ჯიშებიდან ყველაზე ხშირად იყენებენ დიკლო-დიმეთილ-სილანს ან დიქლორო-დიფენილ-სილანს. იმის გასაგებად, თუ როგორ ხდება მათი ფორმირების პროცესები სილიციუმისგან, წაიკითხეთ ტექსტი "სილიკონი - კონსტიტუცია და პროგრამები”.
ჯენიფერ ფოგაჩას მიერ
დაამთავრა ქიმია