Silīcijs ir oglekļa saimes trešā perioda atoma skaitlis 14, un tāpēc tam ir vairākas ogleklim līdzīgas īpašības. Piemēram, tā ir cieta cietviela, kuras kristāla struktūra ir līdzīga dimanta struktūrai, kuru veido tikai saites starp oglekļiem. Arī tā ķīmiskās reakcijas ir līdzīgas šim elementam.
Šai cietajai vielai ir pelēka krāsa un metāla spīdums, un tās nosaukums cēlies krams vai silicis, kas nozīmē "cietais akmens".
Tas ir ļoti bagātīgs dabā, visā Visumā viņš ir 7. visvairāk, stāvot aiz šādiem elementiem: ūdeņradis, hēlijs, neons, skābeklis, slāpeklis un ogleklis. Zemes garozā tas ir otrais lielākajā daudzumā (27,7%),otrais ir tikai skābeklis.
Tomēr tas nekad nav dabiski atrodams izolētā formā, tas vienmēr tiek apvienots ar kādu citu elementu. Šī iemesla dēļ to 1824. gadā laboratorijā pirmo reizi sagatavoja zviedru ķīmiķis Jenss Jēkabs Berzeliuss, silīcija tetrafluorīdu sildot ar kāliju.
Viņš ir praktiski visās smiltīs, klintīs, mālos un augsnē. To var atrast arī visos dabiskie ūdeņi, atmosfērā (kā putekļi), daudzos augos un dažu dzīvnieku skeletos, audos un ķermeņa šķidrumos.
Kombinācijā ar skābekli tas veido silīcija dioksīds (silīcija dioksīds - SiO2), un, apvienojot to ar skābekli un citiem elementiem, tas veidojas silikāti, no kuriem galvenie ir kvarcs, azbests, ceolīts un vizla.
Vārds "azbests" nāk no grieķu valodas azbestu, kas nozīmē “nedegošs”, un ir vislabāk pazīstams ar savu sinonīmu "azbests", kas nāk no latīņu valodas azbestu, kas nozīmē “neuzpērkams”. Azbests ir dabisko šķiedru silikātu sugas nosaukums, kas augsnē atrodams vairāk nekā 30 šķirnēs, no kurām tikai 6 ir komerciāli nozīmīgas. Divas galvenās azbesta iežu grupas ir:
1. Plūsmas (balts azbests - 95%):sastāv no krizotila minerāla (Mg3Jā2O5(OH)4);
2. Amfiboli (brūns, zils un cits azbests - 5%):kas sastāv no tremolīta minerāliem (Ca2mg5Jā8O22(OH)2), amozīts ((Fe, Mg, Ca) OSiO2. n H2O) un krokidolīts (NaFe2(SiO3)3).
Tā kā tam ir vairākas svarīgas fizikāli ķīmiskās īpašības, piemēram, augsta mehāniskā izturība augstā temperatūrā, tas ir izolējošs, elastīgs, izturīgs pret skābju, baktēriju, sārmi utt., tas izraisa šīs šķiedras izmantošanu flīžu, cisternu, dažādu civilās celtniecības izstrādājumu ražošanā un mašīnu un aprīkojumu. Tomēr azbesta izmantošana rada daudz diskusiju un ir aizliegta vairākās valstīs, kā azbesta mikrolints var absorbēties plaušās un izraisīt slimību, ko sauc par silikozi, kā arī citas ķermeņa kaites.
Rūpnieciskā mērogā silīciju ražo, oksīdam reaģējot ar koksu. Bet, lai iegūtu īpaši tīru silīciju, tiek veikta silāna sadalīšanās (SiH).4) vai silīcija tetrahalīdi augstā temperatūrā.
Šis īpaši tīrais silīcijs ir svarīgs pusvadītāju ražošana izmantošanai elektroniskās iekārtās, piemēram:
- Diodes:elektroniska sastāvdaļa, kas ir lielisks vadītājs, ja to pakļauj spriegumam tiešajā virzienā, bet slikts vadītājs, ja to pakļauj spriegumam pretējā virzienā;
- Tranzistori:elektroniska sastāvdaļa, kas pastiprina elektriskos signālus;
- Mikroprocesori:elektroniskais komponents, kas interpretē instrukciju kopu un veic loģiskas un matemātiskas darbības.
Ar tīru silīciju ir iespējams iegūt ārkārtīgi plānas loksnes, kuras izmanto mikroshēmas ar mazākiem un mazākiem izmēriem, ko izmanto datoros un citās integrētās shēmās.
Šim nolūkam tiek izmantots silīcijs, jo tā valences apvalkā ir 4 elektroni un tā atomi apvienojas, veidojot kristālus. Istabas temperatūrā šie elektroni iegūst pietiekami daudz enerģijas, lai brīvi pārvietotos pa kristālu, atstājot caurumus, kurus var aizpildīt ar elektroniem no kaimiņu atomiem. Tādējādi plaisa pārvietojas no viena atoma uz otru, nepārtraukti veidojot jaunus elektronu caurumu pārus.
Tomēr tas to nedara par labu vadītāju, jo tajā ir maz brīvo elektronu, tāpēc to sauc par a pusvadītājs. Tieši ar pusvadītāju kombināciju mēs iegūstam iepriekš minētos elektroniskos komponentus.
Tā kā šis elements ir galvenā izejviela lielākās daļas ķēžu un mikroshēmas elektronika - reģions, kas atrodas Kalifornijā, Amerikas Savienotajās Valstīs, kur koncentrēts rūpniecības centrs ar vairākiem informācijas tehnoloģiju un skaitļošanas uzņēmumiem, cita starpā, tas sāka saņemt nosaukumu iekšā Silikona ieleja, par godu šim elementam.
Pēdējais svarīgais šī elementa pielietojums ir kā silikons, kura galveno ķēdi veido silīcija atomi, kas mijas ar skābekļa atomiem. No silikona šķirnēm mūsdienās visbiežāk izmanto dihlordimetil-silānu vai dihlor-difenil-silānu. Lai saprastu, kā no silīcija notiek to veidošanās procesi, izlasiet tekstu "Silikons - uzbūve un pielietojums”.
Autore Jennifer Fogaça
Beidzis ķīmiju
