El silicio cristalino es de color azul oscuro, frágil y es un semiconductor típico. Las propiedades químicas son muy estables. Es difícil reaccionar con sustancias distintas al fluoruro de hidrógeno a temperatura ambiente.
Usos del silicio:
① El silicio monocristalino de alta pureza es un importante material semiconductor. El dopado de trazas de elementos IIIA en silicio monocristalino forma un semiconductor de silicio de tipo P; el dopado de una pequeña cantidad de elementos del grupo VA para formar semiconductores de tipo N y tipo P permite que las células solares conviertan la energía radiante en energía eléctrica. Es un material prometedor para el desarrollo de fuentes de energía.
(2) Cermets y materiales importantes para la industria aeroespacial. Las cerámicas y los metales se mezclan y sinterizan para formar materiales compuestos cermet, que tienen resistencia a altas temperaturas, alta tenacidad y maquinabilidad. No sólo hereda las respectivas ventajas del metal y la cerámica, sino que también compensa sus deficiencias inherentes. Puede usarse para fabricar armas militares. El primer transbordador espacial, el Columbia, pudo soportar las altas temperaturas provocadas por la fricción al atravesar la densa atmósfera a altas velocidades, gracias a su capa exterior compuesta por 31.000 placas de silicio.
③ Comunicación por fibra óptica, el último método de comunicación moderno. Las fibras de vidrio de alta transparencia se obtienen de sílice pura. En el recorrido de la fibra de vidrio, la luz láser se transmite hacia adelante a través de innumerables reflejos totales en lugar de cables pesados. La fibra óptica tiene altas capacidades de comunicación. Una fibra de vidrio tan fina como un cabello puede transmitir 256 llamadas telefónicas simultáneamente. No está sujeto a interferencias eléctricas o magnéticas y no teme que lo escuchen, por lo que la confidencialidad es muy alta. La comunicación por fibra óptica cambiará por completo la vida humana en el siglo XXI.
④Compuestos orgánicos de silicio de excelente rendimiento. Por ejemplo, el plástico de silicona es un excelente material de revestimiento impermeable. Pulverizar silicona en las paredes del metro puede solucionar el problema de las filtraciones de agua de una vez por todas. Recubrir la superficie de esculturas y reliquias culturales antiguas con una fina capa de silicona puede evitar que crezca musgo y protegerlas del viento, la lluvia y la intemperie. El Monumento a los Héroes del Pueblo en la Plaza de Tiananmen está tratado con silicona, por lo que siempre está blanco y fresco.
Descubrimiento
En 1822, el químico sueco Bertel utilizó potasio metálico para reducir el tetrafluoruro de silicio y obtener silicio elemental.
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El origen del nombre
Proviene de la palabra inglesa silica, que significa “sílice”.
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Distribuido
El silicio existe principalmente en forma de compuestos. Como elemento más abundante después del oxígeno, representa aproximadamente una cuarta parte de la superficie. rocas. Uno, ampliamente encontrado en silicatos y sílice.
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Preparación
En la industria se suele producir reduciendo la sílice con carbono en un horno eléctrico.
Ecuación de reacción química:
Sílice 2C → Silicio 2CO
La pureza del silicio preparado de esta manera es 97~98, lo que se denomina silicio metálico. Luego se funde y recristaliza, y las impurezas se eliminan con ácido para obtener silicio metálico con una pureza de 99,7-99,8. Si desea fabricar silicio semiconductor, debe convertirlo en una forma líquida o gaseosa fácilmente purificable y luego descomponerlo por destilación para obtener silicio policristalino. Si se desea obtener silicio de alta pureza, se requiere una purificación adicional.
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Isótopos
El silicio tiene 12 isótopos, incluyendo el silicio 25 al silicio 36, de los cuales sólo el silicio 28, el silicio 29 y el silicio 30 son estables. Sí, otros isótopos son radiactivos.
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Usos
El silicio es un material semiconductor que se puede utilizar para fabricar dispositivos semiconductores y circuitos integrados. También se puede utilizar en piezas mecánicas y de automoción en forma de aleaciones como las aleaciones de ferrosilicio. También se utiliza en cermets, que son materiales cerámicos. También se puede utilizar para fabricar vidrio, hormigón, ladrillos, refractarios, siliconas y silanos.
Características del silicio, aluminio, silicio y fósforo
Carbono
Silicio
Germanio
Tabla periódica de Elementos
Características generales
Nombre, símbolo, número de serie Si, Si, 14
Serie de no metales
Serie, período , elemento división 14 serie (IVA), 3, p
La densidad y dureza son 2330 kg/m3 y 6,5 respectivamente.
El color y la apariencia son de color gris oscuro con tintes azulados.
El contenido de la corteza terrestre es 25,7
Propiedades atómicas
Peso atómico 28,0855 unidades de peso atómico
Radio atómico (valor calculado) 110 (111 ) pm.
* * *El radio de precio es de 231 h.
Radio de Van der Waals 210 pm
Configuración electrónica de valencia [ne] 3s23p2
Disposición de los electrones en cada nivel de energía 2, 8, 4
Valor de oxidación (óxido) 4 (anfófilo)
Estructura cristalina cúbica centrada en las caras
Cualidad física
Estado de la materia sólida
Punto de fusión 1687k (1414°C)
Punto de ebullición: 3173K (2900°C)
El volumen molar es 12,06×10-6m3/mol.
El calor de vaporización es de 384,22 kJ/mol.
Calor de fusión 50,55 kJ/mol
La presión de vapor es de 4,77 Pa (1683K)
Velocidad del sonido sin datos
Otras propiedades
Electronegatividad 1,90 (escala de Pauling)
Calor específico 700 Julios/(kg·kg)
Conductividad 2,52×10-4/(m ohm ).
Conductividad térmica 148 w/(m·k)
La primera energía de ionización es 786,5 kJ/mol.
La segunda energía de ionización es 1577,1 kJ/mol.
La tercera energía de ionización es 3231,6 kJ/mol.
La cuarta energía de ionización es 4355,5 kJ/mol.
La quinta energía de ionización es 16091 kJ/mol.
La sexta energía de ionización es de 19805 kJ/mol.
La séptima energía de ionización es 23780 kJ/mol.
La octava energía de ionización es 29287 kJ/mol.
La novena energía de ionización es 33878 kJ/mol.
La décima energía de ionización es 38726 kJ/mol.
El isótopo más estable
Energía de desintegración de la abundancia de isótopos Vida media modo de desintegración
Producto de desintegración MeV
28Si 92,23 es estable
29Si 4,67 estable
30Si 3,1 estable
32Si artificial 276 desintegración beta 0,224 32P
Características de la resonancia magnética nuclear
29Si
Espín nuclear 1/2
Nombre del elemento: silicio
Peso atómico del elemento: 28,09
Tipo de elemento: no metal
Descubierto por: Berthelius. Descubierto en 1823.
Proceso de descubrimiento:
En 1823 por Bethelius de Suecia, se calentó fluoruro de silicio o fluorosilicato de potasio con potasio para obtener silicio en polvo.
Descripción del elemento:
Está formado por alótropos amorfos y cristalinos. Tiene brillo metálico obvio, color gris, densidad 2,32-2,34 g/cm3, punto de fusión 1410 ℃, punto de ebullición 2355 ℃, estructura cristalina de diamante, energía de ionización 8,151 eV. Cuando se calienta, reacciona con no metales como halógenos, nitrógeno y carbono, y con ciertos metales como magnesio, calcio, hierro y platino. Genera siliciuro. Es insoluble en ácidos inorgánicos generales, soluble en soluciones alcalinas y libera hidrógeno para formar la correspondiente solución de silicato de metal alcalino, que puede reaccionar con vapor de agua a temperaturas al rojo vivo. El silicio se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza y su porcentaje atómico en la corteza terrestre es del 16,7. Es un elemento básico de los minerales de roca y se presenta en forma de arena de cuarzo y silicatos.
Fuente del elemento:
El silicio amorfo se puede obtener reduciendo la sílice con magnesio. El silicio cristalino se puede obtener reduciendo sílice con carbono en un horno eléctrico. El silicio de alta pureza utilizado en la industria electrónica se fabrica reduciendo triclorosilano o tetracloruro de silicio con hidrógeno.
Uso del elemento:
Se utiliza en la fabricación de hierro fundido con alto contenido de silicio, acero al silicio y otras aleaciones, compuestos orgánicos de silicio y tetracloruro de silicio. Es un importante material semiconductor. Se utilizan monocristales de silicio dopados con trazas de impurezas para fabricar transistores, rectificadores y células solares de alta potencia.
Datos auxiliares del elemento:
El silicio es el elemento más abundante en la corteza terrestre además del oxígeno. Si el carbono es la base de toda la vida orgánica, el silicio ocupa la misma posición en la corteza terrestre, ya que la mayor parte de la corteza terrestre está formada por capas de roca que contienen silicio. Estas rocas están compuestas casi exclusivamente de sílice y diversos silicatos.
El feldespato, la mica, la arcilla, el olivino, el anfíbol, etc. son todos silicatos; el cristal, el ágata, la turmalina, el ópalo, la arena y el pedernal son todos sílice. Sin embargo, a diferencia del oxígeno y el carbono, el silicio no tiene un estado elemental en la naturaleza. Esto estaba destinado a ser descubierto más tarde que el carbono y el oxígeno.
Lavoisier alguna vez consideró la sílice como un elemento material indivisible.
En 1823, Bezirius preparó térmicamente silicio amorfo a partir de fluorosilicato de potasio (K2SiF6) y exceso de potasio metálico. Aunque muchos científicos habían fabricado silicio amorfo antes, el silicio no fue identificado como un elemento hasta que Bezirius lo quemó en oxígeno para crear sílice, suelo de sílice. El silicio se llama silicio y el símbolo del elemento es Si.
Interfaz gráfica de usuario
Silicon
Silicon;
Silicon
Antiguo
Elemento tetravalente no metálico que existe en forma de compuestos en la corteza terrestre y es el elemento más abundante después del oxígeno. Generalmente se obtiene reduciendo dióxido [de silicio] con carbono en un horno eléctrico. Se utiliza principalmente en forma de aleaciones (como aleaciones de ferrosilicio), también se utiliza en cermets con materiales cerámicos o como componentes de materiales semiconductores (como transistores) y células fotovoltaicas - símbolo del elemento Si.
Los elementos no metálicos son materiales semiconductores que pueden utilizarse para fabricar dispositivos semiconductores y circuitos integrados. Anteriormente conocido como "Silicio".
El elemento de símbolo Si, anteriormente conocido como silicio, tiene un número atómico de 14 y una masa atómica relativa de 28,09. Hay dos alótropos: amorfos y cristalinos.
El silicio cristalino es gris acero, el silicio amorfo es negro, la densidad es 2,4 g/cm3, el punto de fusión es 1420 ℃ y el punto de ebullición es 2355 ℃. El silicio cristalino es un cristal atómico duro y brillante y tiene propiedades semiconductoras. El silicio tiene propiedades químicas activas y puede combinarse con oxígeno y otros elementos a altas temperaturas. Insoluble en agua, ácido nítrico y ácido clorhídrico, soluble en ácido fluorhídrico y soluciones alcalinas, utilizado para fabricar ferrosilicio, acero al silicio y otras aleaciones. El silicio monocristalino es un importante material semiconductor utilizado en la fabricación de transistores de alta potencia, rectificadores, células solares, etc. El silicio está ampliamente distribuido en la naturaleza y representa aproximadamente el 27,6% de la corteza terrestre, principalmente en forma de sílice y silicatos.
Silicio, número atómico 14, peso atómico 28,0855, el nombre del elemento proviene del latín, que significa "pedernal". En 1823, el químico sueco Berzelius aisló y describió por primera vez el silicio. El silicio representa aproximadamente el 27,72% del peso total de la corteza terrestre, sólo superado por el oxígeno. El silicio se presenta en la naturaleza como compuestos que contienen oxígeno. Las estaciones, los cristales y la arena son comunes.
El silicio se presenta en dos formas: cristalino y amorfo. El silicio cristalino tiene una red en forma de rombo, es duro y quebradizo, tiene un punto de fusión de 1410 °C, un punto de ebullición de 2355 °C y una densidad de 2,32 ~ 2,34 g/cm3. , la dureza es 7. El silicio amorfo es un polvo negro grisáceo que en realidad es microcristalino. El silicio cristalino es menos conductor que los metales y aumenta con la temperatura, por lo que tiene distintas propiedades semiconductoras.
El silicio es inactivo a temperatura ambiente y no tiene ningún efecto evidente sobre el aire, el agua y el ácido. Al calentarlo, puede reaccionar con halógeno para formar tetrahaluro de silicio; a 650 °C, el silicio comienza a reaccionar completamente con el oxígeno; el silicio también puede reaccionar con carbono, nitrógeno, azufre y otros elementos no metálicos a altas temperaturas; una serie de silicio hidrogenado también se puede combinar con calcio, magnesio, hierro, etc. para formar siliciuro metálico.
El silicio monocristalino ultrapuro se puede utilizar como material semiconductor. Las aleaciones de silicio monocristalino grueso y sus compuestos intermetálicos se utilizan comúnmente para mejorar la resistencia de metales como el aluminio, el magnesio y el cobre.