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규소. 실리콘의 물리적, 화학적 특성
실리콘은 D.I.에 의한 화학 원소 주기율표의 세 번째 주기의 네 번째 그룹의 주요 하위 그룹의 요소입니다. 원자 번호 14의 멘델레예프. 비금속 기호 Si(lat. Silicium)로 표시됩니다. 물리적 특성: 결정질 실리콘은 금속 광택, 내화성, 매우 단단한 반도체를 가지고 있습니다. 2. 화학적 특성: 실리콘은 비활성입니다. a) 높은 온도(400-600°C)에서
- b) 복합 물질에서 실리콘은 알칼리와 반응합니다.
- c) 금속과 반응하여 규화물을 형성합니다.
실리카, 그 특성 및 응용. 천연 및 산업용 규산염. 건설에서의 사용
실리콘(IV) 산화물 (이산화규소, 실리카 SiO2) - 무색 결정, 녹는점 1713--1728 °C, 높은 경도와 강도를 가지고 있습니다.
이산화규소는 유리, 세라믹, 연마재, 콘크리트 제품의 생산, 실리콘 생산, 고무 생산의 충전재, 실리카 내화물 생산, 크로마토그래피 등에 사용됩니다. 석영 결정은 압전 특성을 가지며 따라서 무선 공학, 초음파 설치 및 라이터에 사용됩니다. 이산화규소는 거의 모든 육상 암석, 특히 규조토의 주성분입니다. 암석권 질량의 87%는 실리카와 규산염으로 구성되어 있습니다. 무정형 비다공성 실리카가 사용됩니다. 음식 산업굳어짐과 덩어리짐을 방지하는 부형제 E551, 부의약품(치약), 제약 산업에서 부형제(대부분의 약전에 등재됨), 장흡착제로 식품 첨가물 또는 약물로 사용됩니다. 인공적으로 생산된 이산화규소 필름은 초소형 회로 및 기타 제품 생산 시 절연체로 사용됩니다. 전자 부품. 광섬유 케이블 생산에도 사용됩니다. 순수 용융 실리카에는 몇 가지 특수 성분이 첨가되어 사용됩니다. 실리카 필라멘트는 액체를 잘 흡수하고 코일 가열에도 붕괴되지 않기 때문에 전자 담배의 발열체에도 사용됩니다. 크고 투명한 석영 결정은 준보석으로 사용됩니다. 무색 결정을 암석 결정, 보라색 결정을 자수정, 노란색 결정을 황수정이라고 합니다. 마이크로 전자공학에서 이산화규소는 주요 재료 중 하나입니다. 절연층으로도 사용되며, 보호 코팅. 실리콘의 열산화, 화학기상증착, 마그네트론 스퍼터링을 통해 박막 형태로 얻어집니다. 이산화규소(SiO2)는 물과 반응하지 않는 산성 산화물입니다. 산에 화학적으로 내성이 있지만 불화수소 가스와 반응합니다.
및 불화수소산:
이 두 반응은 유리 에칭에 널리 사용됩니다. SiO2가 알칼리 및 염기성 산화물뿐만 아니라 활성 금속의 탄산염과 융합되면 규산염이 형성됩니다. 이는 일정한 조성을 갖지 않는 매우 약하고 수불용성인 규산의 염입니다. 일반식 xH2O ySiO2 (문헌에서는 규산이 아닌 규산이 자주 언급되지만 실제로는 동일한 물질에 대해 이야기하고 있습니다).
예를 들어, 오르토규산나트륨을 얻을 수 있습니다.
칼슘 메타규산염:
또는 혼합된 칼슘과 규산나트륨:
규산염에서
Na2CaSi6O14 (Na2O CaO 6SiO2)
창유리를 제조합니다. 대부분의 규산염은 일정한 조성을 갖지 않습니다. 모든 규산염 중에서 규산나트륨과 규산칼륨만이 물에 용해됩니다. 이러한 규산염을 물에 녹인 용액을 액체유리라고 합니다. 가수분해로 인해 이러한 용액은 높은 알칼리성 환경을 특징으로 합니다. 가수분해된 규산염은 사실이 아닌 콜로이드 용액의 형성이 특징입니다. 규산나트륨 또는 규산칼륨 용액이 산성화되면 수화 규산의 젤라틴 같은 흰색 침전물이 침전됩니다. 고체 이산화규소와 모든 규산염의 주요 구조 요소는 규소 원자 Si가 4개의 산소 원자 O로 구성된 사면체로 둘러싸인 그룹입니다. 이 경우 각 산소 원자는 2개의 규소 원자에 연결됩니다. 조각은 다양한 방식으로 서로 연결될 수 있습니다. 규산염 중에는 조각의 연결 특성에 따라 섬, 사슬, 리본, 층, 프레임 등으로 구분됩니다. 규산염은 이산화규소(실리카)와 기타 원소의 산화물로 형성된 광범위한 종류의 화합물입니다. 자연의 규산염. 인간 생활에서 규산염의 역할을 이해하기 위해 먼저 지구의 구조를 살펴 보겠습니다. 현대 개념에 따르면 지구본은 여러 개의 껍질로 구성됩니다. 지구의 외부 껍질, 지각 또는 암석권은 화강암과 현무암 껍질과 얇은 퇴적층으로 형성됩니다. 화강암 껍질은 주로 화강암 - 장석, 운모, 각섬석 및 휘석의 조밀한 상호 성장과 현무암 껍질 - 반려암, 규암 및 현무암과 같은 화강암과 유사하지만 더 무거운 규산염 암석으로 구성됩니다. 퇴적암은 지구 표면의 특징적인 조건의 영향으로 다른 암석이 파괴되어 형성됩니다. 퇴적층의 구성 요소는 특히 점토이며, 그 기초는 규산염 광물 카올리나이트입니다. 95wt의 암석권 %는 규산염으로 형성됩니다. 대륙 지역의 평균 두께는 30-40km입니다. 그 다음에는 시매틱 껍질, 즉 상부 맨틀이 있는데, 그 광물은 아마도 철과 규산마그네슘이 대부분일 것입니다. 이 껍질은 지구 전체를 덮고 있으며 깊이는 1200km에 이릅니다. 또한 1200km에서 2900km 사이에는 중간 껍질이 있습니다. 그 구성은 논란의 여지가 있지만 규산염의 존재가 가정됩니다. 이 껍질 아래에는 깊이 2900~6370km에 코어가 있습니다. 최근에는 코어에도 규산염 성분이 포함되어 있다는 주장이 제기되었습니다. 지구 표면에서 중심으로 이동하면 구성 암석의 밀도와 염기도 (금속 산화물과 실리카 함량의 비율)가 증가하고 압력과 온도가 증가합니다. 가장 오래된 도구는 칼세도니, 석영 및 오팔의 조밀한 집합체인 부싯돌로 사람이 만들었습니다(BC 800-60,000년). 나중에 벽옥, 암석 결정, 마노, 흑요석(화산 규산염 유리), 옥이 사용되기 시작했습니다. 물리적 특성, 위치 또는 이를 발견한 과학자의 이름. 그리스어로 번역된 Plagioclase는 비스듬히 갈라진 것을 의미하고 휘석은 내화물을 의미하며 이는 이러한 광물의 특성에 해당합니다. 석영 광물은 불순물의 성질에 따라 다양한 색상을 가지며, 이에 따라 이름이 결정됩니다: 자수정 - 보라색, 황수정 - 노란색, 암석 수정 - 얼음. 실리카 스티쇼바이트와 코에사이트 및 광물 흑운모의 변형은 이를 발견한 과학자의 이름인 S.M. Stishov, L. Koes 및 Zh.B. 바이오(Bio) 광물 카올리나이트는 오랫동안 도자기 생산을 위해 점토를 채굴해 온 중국의 카올링산(Mount Kaoling)에서 그 이름을 얻었습니다. 천연 규산염과 실리카 자체는 산업 공정에서 원료 및 최종 제품으로 중요한 역할을 합니다. 알루미노규산염 - 사장석, 칼륨 장석 및 실리카는 세라믹, 유리 및 시멘트 산업의 원료로 사용됩니다. 내화성 및 전기 절연성 섬유 제품(직물, 코드, 로프)의 제조에는 하이드로실리케이트에 속하는 석면(각섬석)이 널리 사용됩니다. 일부 유형의 석면은 내산성이 높아 화학 산업에 사용됩니다. 운모 그룹을 대표하는 흑운모는 건축 및 기구 제작에서 전기 및 단열재로 사용됩니다. 휘석은 야금 및 석재 주조 생산에 사용되며 LiAl 휘석은 리튬 금속을 생산하는 데 사용됩니다. 휘석은 고로슬래그와 비철금속 슬래그의 구성성분으로 국민경제에도 활용된다. 화강암, 현무암, 반려암, 규암과 같은 암석은 훌륭한 건축 자재입니다. 인공 기원의 규산염. 다양한 유형의 시멘트, 콘크리트, 슬래그 콘크리트, 세라믹, 유리, 에나멜 및 유약 형태의 코팅 등 규산염 재료가 없으면 일상 생활을 거의 상상할 수 없습니다. 규산염 물질의 생산 규모는 인상적인 수치인 것 같습니다. 이 글에서는 유리의 성질과 용도에 대해서는 다루지 않을 것입니다. 이러한 문제는 이미 에서 논의되었습니다. 가장 오래된 규산염 물질은 점토와 다양한 광물 첨가제와의 혼합물에서 얻은 세라믹으로, 돌과 같은 상태로 소성됩니다. 고대에는 도자기 제품이 지구 전역에 유통되었습니다. 19세기 후반부터 현재에 이르기까지 공업용 도자기 산업은 도자기의 생산량과 범위를 헤아릴 수 없을 정도로 확대해 왔다. 인공 규산염 물질의 예로는 가장 일반적인 유형의 광물 결합제 중 하나인 포틀랜드 시멘트가 있습니다. 시멘트는 건물 부품을 서로 묶어 거대한 건물 블록, 슬래브, 파이프 및 벽돌을 만드는 데 사용됩니다. 시멘트는 콘크리트, 슬래그 콘크리트, 철근 콘크리트 등 널리 사용되는 건축 자재의 기초입니다. 시멘트 없이는 어떤 규모의 건축도 존재할 수 없습니다. 화학에 관한 학교 과정은 시멘트의 화학적 구성과 기술에 대한 기본 아이디어를 제공하므로 몇 가지 명확한 세부 사항에 대해서만 설명하겠습니다. 우선, 시멘트 클링커는 점토와 석회석을 혼합하여 소성한 산물이고, 시멘트는 클링커에 그 성질을 조절하는 광물 첨가제를 첨가하여 잘게 분쇄한 것입니다. 시멘트는 모래와 물을 섞어서 사용됩니다. 수렴성은 시멘트 광물이 H2O 및 SiO2와 상호 작용하고 동시에 경화되어 강한 돌과 같은 구조를 형성하는 능력에 기인합니다. 시멘트가 경화되면 하이드로실리케이트 및 하이드로알루미네이트 형성, 가수분해, 콜로이드 용액 형성 및 결정화를 통한 미네랄 수화 등 복잡한 과정이 발생합니다. 시멘트 모르타르와 시멘트 클링커 광물의 경화 과정에 대한 연구는 규산염 과학 및 기술 발전에 중요한 역할을 했습니다. 우리 건설 현장에서는 시멘트, 벽돌, 외장 슬래브, 타일, 하수관, 유리 및 다양한 천연 건축 자재를 대량으로 소비합니다.
실리콘(Si)은 지구상 매장량과 존재량 측면에서 산소 다음으로 2위를 차지하는 비금속입니다(지각의 25.8%). 실제로 순수한 형태로는 발견되지 않습니다. 주로 화합물 형태로 지구상에 존재합니다.
실리콘의 특성
물리적 특성
실리콘은 깨지기 쉬운 밝은 회색 물질로 금속성 색조 또는 갈색 분말 물질입니다. 실리콘 결정의 구조는 다이아몬드와 유사하지만 원자 사이의 결합 길이의 차이로 인해 다이아몬드의 경도가 훨씬 높습니다.
실리콘은 전자기 방사선에 접근 가능한 비금속입니다. 일부 특성으로 인해 비금속과 금속의 중간에 있습니다.
온도가 800°C로 증가하면 유연하고 플라스틱이 됩니다.
1417°C로 가열하면 녹습니다.
2600°C 이상의 온도에서 끓기 시작합니다.
고압에서 밀도가 변경됩니다.
외부 자기장(반자성)의 방향과 반대 방향으로 자화되는 특성을 가지고 있습니다.
실리콘은 반도체이며 합금에 포함된 불순물이 미래 화합물의 전기적 특성을 결정합니다.
화학적 특성
가열되면 Si는 산소, 브롬, 요오드, 질소, 염소 및 다양한 금속과 반응합니다. 탄소와 결합하면 내열성과 내화학성을 갖춘 경질 합금이 생성됩니다.
실리콘은 어떤 식으로든 수소와 상호 작용하지 않으므로 가능한 모든 혼합물은 다른 방식으로 얻어집니다.
정상적인 조건에서는 불소 가스를 제외한 모든 물질과 약하게 반응합니다. 사불화규소 SiF4가 그것으로 형성됩니다. 이러한 비활성은 산소, 물, 증기 및 공기와의 반응으로 인해 이산화 규소 필름이 비금속 표면에 형성되어 이를 감싸는 사실로 설명됩니다. 그렇기 때문에 화학물질 노출천천히 그리고 미미하게.
이 층을 제거하려면 불산과 질산의 혼합물 또는 알칼리 수용액을 사용하십시오. 이를 위한 일부 특수 액체에는 무수크롬 및 기타 물질을 첨가해야 합니다.
자연에서 실리콘 찾기
탄소가 식물과 동물에게 중요하듯이 실리콘은 지구에 중요합니다. 지각은 산소의 거의 절반이고, 여기에 실리콘을 첨가하면 질량의 80%가 됩니다. 이 연결은 화학 원소의 이동에 매우 중요합니다.
암석권의 75%에는 다양한 규산 염과 광물(모래, 규암, 부싯돌, 운모, 장석 등)이 포함되어 있습니다. 마그마와 다양한 화성암이 형성되는 동안 Si는 화강암과 초염기성 암석(심성암 및 화산암)에 축적됩니다.
인체에는 1g의 실리콘이 있습니다. 대부분은 뼈, 힘줄, 피부 및 모발, 림프절, 대동맥 및 기관에서 발견됩니다. 결합조직과 뼈조직의 성장에 관여하며, 혈관의 탄력을 유지하는 역할도 합니다.
성인의 일일 섭취량은 5~20mg입니다. 과잉은 규폐증을 유발합니다.
산업에서의 실리콘 응용
이 비금속은 석기시대부터 인간에게 알려졌으며 오늘날에도 여전히 널리 사용되고 있습니다.
애플리케이션:
그것은 좋은 환원제이므로 야금에서 금속을 생산하는 데 사용됩니다.
특정 조건에서 실리콘은 전기를 전도할 수 있기 때문에 전자 제품에 사용됩니다.
산화규소는 유리 및 규산염 재료 제조에 사용됩니다.
반도체 소자 생산에는 특수 합금이 사용됩니다.
러시아 교육과학부
"MATI - K.E. Tsiolkovsky의 이름을 딴 러시아 국립 기술 대학"(MATI)
부서 "테스트" 항공기"
수필
"화학" 과정의 경우
주제: "실리콘"
학생: Akbaev Dauyt Rinatovich
그룹: 2ILA-1DS-298
교사: Evdokimov Sergey Vasilievich
모스크바 2014
살아있는 유기체의 실리콘
발견 및 이용 이력
자연에서의 분포
원자 구조와 기본 화학적, 물리적 특성
영수증
애플리케이션
사이
애플리케이션
1. 살아있는 유기체의 실리콘
실리콘(위도 규소), Si, 멘델레예프 주기율표 IV족의 화학 원소; 원자 번호 14, 원자 질량 28.086. 자연에서 이 원소는 28 Si(92.27%), 29 Si(4.68%), 30 Si(3.05%)의 세 가지 안정 동위원소로 표시됩니다.
실리콘은 체내에서 다음과 같은 형태로 발견됩니다. 다양한 연결, 주로 단단한 골격 부분과 조직의 형성에 참여합니다. 일부 해양 식물(예: 규조류)과 동물(예: 규산 해면, 방산충)은 특히 많은 양의 규소를 축적하여 해저에서 죽을 때 두꺼운 이산화규소 퇴적물을 형성할 수 있습니다.
차가운 바다와 호수에서는 실리콘이 풍부한 생물학적 미사가 우세하고, 열대 바다에서는 실리콘 함량이 낮은 석회질 미사가 우세합니다. 육상 식물 중에는 곡류, 사초, 야자나무, 속새 등에 규소가 많이 축적되어 있습니다. 척추동물에서 회분 물질의 이산화규소 함량은 0.1-0.5%입니다. 실리콘은 치밀한 결합 조직, 신장 및 췌장에서 가장 많은 양으로 발견됩니다. 매일 인간의 식단에는 최대 1g의 실리콘이 포함되어 있습니다.
공기 중에 이산화규소 먼지 함량이 높으면 인간의 폐로 들어가 질병을 유발합니다. 규폐증(라틴어 silex - 부싯돌에서 유래)은 유리 이산화규소를 함유한 먼지를 장기간 흡입하여 발생하는 인간 질병입니다. 직업병으로 분류됩니다. 광업, 도자기, 토기, 야금, 엔지니어링 산업에 종사하는 근로자들 사이에서 발견됩니다. 규폐증은 진폐증군에서 가장 불리한 질병이다. 다른 질병보다 결핵성 과정(소위 규폐결핵증)과 기타 합병증이 추가되는 경우가 더 자주 나타납니다.
2. 발견 및 이용이력
역사적 참고자료. 지구상에 널리 퍼져 있는 규소 화합물은 석기 시대부터 인간에게 알려졌습니다. 노동과 사냥을 위한 석기 도구의 사용은 수천 년 동안 계속되었습니다. 유리 생산과 관련된 실리콘 화합물의 사용은 기원전 3000년경에 시작되었습니다. 이자형. (고대 이집트에서). 가장 먼저 알려진 실리콘 화합물은 SiO2 이산화물입니다. 2(규토). 18세기에 실리카는 단순한 몸체로 간주되어 "지구"라고 불렸습니다(이름에 반영되어 있음). 실리카 구성의 복잡성은 I.Ya에 의해 확립되었습니다. 베르셀리우스.
실리콘은 1811년 프랑스 과학자 J. Gay-Lussac과 O. Thénard에 의해 자유 상태에서 처음 획득되었습니다.
1825년 스웨덴의 광물학자이자 화학자인 Jens Jakob Berzelius는 비정질 실리콘을 획득했습니다. 갈색 비정질 실리콘 분말은 기체 사불화규소를 금속 칼륨으로 환원시켜 얻어졌습니다.
4 + 4K = Si + 4KF
나중에 결정질 형태의 실리콘이 얻어졌습니다. 용융된 금속으로부터 실리콘을 재결정화하여 회색의 단단하지만 깨지기 쉬운 금속광택을 갖는 결정을 얻었다. 실리콘 원소의 러시아 이름은 G.I. 1834년의 헤스.
. 자연에서의 분포
실리콘은 산소 다음으로 지구상에서 가장 흔한 원소(27.6%)입니다. 이것은 지각의 단단한 껍질을 구성하는 대부분의 광물과 암석에 포함되어 있는 원소입니다. 지각에서 실리콘은 동물과 식물 세계에서 탄소와 동일한 주요 역할을 합니다. 산소의 지구화학에서는 산소와의 극도로 강한 연관성이 중요합니다. 가장 일반적인 규소 화합물은 산화규소(SiO2)입니다. 2및 규산염이라고 불리는 규산 유도체. 산화규소(IV)는 광물 석영(실리카, 부싯돌)으로 발생합니다. 자연에서는 산 전체가 이 화합물로 만들어집니다. 무게가 최대 40톤에 달하는 매우 큰 석영 결정체가 있습니다. 일반 모래는 다양한 불순물로 오염된 미세한 석영으로 구성됩니다. 연간 전 세계 모래 소비량은 3억 톤에 이릅니다.
규산염 중에서 자연계에 가장 널리 분포하는 것은 알루미노규산염(카올린 Al 2영형 3*2SiO 2*2시간 2O, 석면 CaO*3MgO*4SiO 2, 오르토클라제 K 2오*알 2영형 3*6SiO 2등등). 광물에 규소 및 산화알루미늄 외에 나트륨, 칼륨 또는 산화칼슘이 포함되어 있는 경우 해당 광물을 장석(백운모 등)이라고 합니다. 장석은 자연에 알려진 규산염의 약 절반을 차지합니다. 화강암과 편마암에는 석영, 운모, 장석이 포함됩니다.
실리콘은 식물과 동물계에 소량으로 포함되어 있습니다. 이는 일부 야채와 곡물의 줄기에 함유되어 있습니다. 이것은 이 식물 줄기의 강도 증가를 설명합니다. 섬모의 껍질, 해면의 몸통, 새의 알과 깃털, 동물의 털, 머리카락, 눈의 유리체에도 실리콘이 포함되어 있습니다.
우주선이 전달한 달 토양 샘플을 분석한 결과 산화규소가 40% 이상 존재하는 것으로 나타났습니다. 돌 운석의 실리콘 함량은 20%에 이릅니다.
. 원자 구조와 기본 화학적, 물리적 특성
실리콘은 주기 a = 5.431인 면심 입방형 다이아몬드형 격자를 갖는 금속 광택이 있는 짙은 회색 결정을 형성합니다. Å, 밀도 2.33g/cm2 ³ . 매우 고압밀도가 2.55g/cm인 새로운(아마도 육각형) 변형이 얻어졌습니다. ³ . K는 1417°C에서 녹고 2600°C에서 끓는다. 비열 용량(20-100°C에서) 800 J/(kg × K) 또는 0.191cal/(g × 빗발); 가장 순수한 샘플의 경우에도 열전도율은 일정하지 않으며 범위(25°C) 84-126W/(m입니다. × K) 또는 0.20-0.30cal/(cm × 비서 × 빗발). 선팽창 온도계수 2.33 ×10-6 K-1; 120K 미만은 음수가 됩니다. 실리콘은 장파 적외선에 투명합니다. 굴절률(l=6μm의 경우) 3.42; 유전율 11.7. 실리콘은 반자성, 원자 자기 민감성 - 0.13×10 -6. Brinell 2.4 Gn/m에 따른 Mohs 7.0에 따른 실리콘 경도 ² (240kgf/mm ² ), 탄성률 109 Gn/m ² (10890kgf/mm ² ), 압축성 계수 0.325 ×10 -6센티미터 ² /킬로그램. 실리콘은 부서지기 쉬운 물질입니다. 눈에 띄는 소성 변형은 800°C 이상의 온도에서 시작됩니다.
실리콘은 모든 것을 찾아내는 반도체이다 더 큰 적용. 구리의 전기적 특성은 불순물에 따라 크게 달라집니다. 실온에서 실리콘의 고유 비용적 전기 저항률은 2.3으로 간주됩니다. ×10 3옴 × m(2.3 ×10 5옴 × 센티미터).
p형 전도성(B, Al, In 또는 Ga 첨가제) 및 n형 전도성(P, Bi, As 또는 Sb 첨가제)을 갖는 반도체 실리콘은 저항이 상당히 낮습니다. 전기적으로 측정된 밴드 갭은 0K에서 1.21eV이고 300K에서 1.119eV로 감소합니다.
실리콘의 위치에 따라 주기율표멘델레예프의 실리콘 원자 전자 14개는 3개의 껍질에 분포되어 있습니다. 첫 번째(핵에서) 전자 2개, 두 번째 8개, 세 번째(원가) 4; 전자 껍질 구성 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2. 순차적 이온화 전위(eV): 8.149; 16.34; 33.46 및 45.13. 원자 반경 1.33 Å, 공유결합 반경 1.17Å, 이온 반경 Si 4+0.39Å, Si4- 1.98Å.
규소 화합물(탄소와 유사) 4-발렌텐. 그러나 탄소와 달리 실리콘은 4의 배위수와 함께 6의 배위수를 나타내며 이는 원자의 부피가 크다는 것으로 설명됩니다(이러한 화합물의 예는 그룹을 포함하는 불화규소입니다). 2-).
실리콘 원자와 다른 원자의 화학적 결합은 일반적으로 하이브리드 sp3 오비탈을 통해 이루어지지만, 특히 실리콘이 6배위인 경우 5개의 (빈) 3d 오비탈 중 2개를 포함하는 것도 가능합니다. 1.8(탄소의 경우 2.5, 질소의 경우 3.0 등)의 낮은 전기 음성도 값을 갖는 비금속 화합물의 실리콘은 전기 양성이며 이러한 화합물은 본질적으로 극성입니다. 464 kJ/mol(111 kcal/mol)에 해당하는 Si-O와 산소의 높은 결합 에너지는 산소 화합물(SiO2 및 규산염)의 안정성을 결정합니다. Si-Si 결합 에너지는 176kJ/mol(42kcal/mol)로 낮습니다. 탄소와 달리 실리콘은 Si 원자 사이에 긴 사슬과 이중 결합을 형성하는 것이 특징이 아닙니다. 공기 중에서 실리콘은 보호 산화막이 형성되어 고온에서도 안정적입니다. 산소에서는 400°C부터 산화되어 이산화규소 SiO를 형성합니다. 2. 일산화규소(SiO2)는 가스 형태로 고온에서 안정한 것으로도 알려져 있습니다. 급격한 냉각으로 인해 Si와 SiO의 얇은 혼합물로 쉽게 분해되는 고체 생성물을 얻을 수 있습니다. 2. 실리콘은 산에 강하고 질산과 불산의 혼합물에만 용해됩니다. 수소를 방출하면서 뜨거운 알칼리 용액에 쉽게 용해됩니다. 실리콘은 실온에서 불소와 반응하고, 가열하면 다른 할로겐과 반응하여 일반식 SiX의 화합물을 형성합니다. 4(실리콘 할로겐화물 참조). 수소는 규소와 직접 반응하지 않으며, 규화물이 분해되어 규산수소(실란)가 생성됩니다. SiH의 하이드로실리케이트는 알려져 있습니다. 4시에게 8시간 18(포화탄화수소와 구성이 유사함) 실리콘은 산소 함유 실란의 두 그룹, 즉 실록산과 실록센을 형성합니다. 실리콘은 1000°C 이상의 온도에서 질소와 반응합니다. Si 질화물은 실용적으로 매우 중요합니다. 3N 4, 1200°C에서도 공기 중에서 산화되지 않으며 산(질산 제외)과 알칼리, 용융 금속 및 슬래그에 대한 저항성이 있어 화학 산업, 내화물 생산 등에 귀중한 재료입니다. 경도가 높으며 탄소(탄화규소 SiC) 및 붕소(SiB)가 포함된 실리콘 화합물은 내열성 및 내화학성으로도 구별됩니다. 3, SiB 6, SiB 12). 가열되면 실리콘은 (구리와 같은 금속 촉매가 있는 경우) 유기염소 화합물(예: CH3)과 반응합니다. 3Cl)을 형성하여 유기할로실란[예: Si(CH 3)3CI], 수많은 유기 규소 화합물의 합성에 사용됩니다.
5. 영수증
실리콘을 얻는 가장 간단하고 편리한 실험실 방법은 산화규소(SiO2)를 환원시키는 것입니다. 2금속을 환원시키면서 고온에서. 산화규소의 안정성으로 인해 마그네슘 및 알루미늄과 같은 활성 환원제가 환원에 사용됩니다.
SiO 2+ 4Al = 3Si + 2Al2 영형 3
알루미늄 금속으로 환원하면 결정질 실리콘이 얻어집니다. 금속 알루미늄을 사용하여 산화물로부터 금속을 환원하는 방법은 러시아 물리 화학자 N.N. 1865년의 베케토프. 산화규소가 알루미늄에 의해 환원될 때 방출되는 열은 반응 생성물(205°C에서 녹는 규소와 산화알루미늄)을 녹일 만큼 충분하지 않습니다. 반응 생성물의 녹는점을 낮추기 위해 황과 과량의 알루미늄을 반응 혼합물에 첨가합니다. 이 반응은 저융점 황화알루미늄을 생성합니다.
2Al + 3S = Al2 에스 3
용융된 실리콘 방울이 도가니 바닥으로 떨어집니다.
기술적 순도 실리콘(95-98%)은 실리카 SiO를 환원하여 전기 아크에서 얻습니다. 2흑연 전극 사이.
2+2C=Si+2CO
반도체 기술의 발전과 관련하여 순수하고 고순도의 실리콘을 생산하는 방법이 개발되어 왔다. 이를 위해서는 가장 순수한 초기 실리콘 화합물의 예비 합성이 필요하며, 이 화합물에서 환원 또는 열분해를 통해 실리콘이 추출됩니다.
순수한 반도체 실리콘은 두 가지 형태로 얻어집니다: 다결정질(SiCl의 환원에 의해) 4또는 SiHCl 3아연 또는 수소, SiCl의 열분해 4그리고 SiH 4) 및 단결정(도가니 없는 영역 용융 및 용융된 실리콘에서 단결정을 "당김" - Czochralski 방법).
기술적인 실리콘을 염소화하여 사염화규소를 얻습니다. 가장 오래된 방법으로사염화규소의 분해는 뛰어난 러시아 화학자 학자 N.N. 베케토바. 이 방법은 다음 방정식으로 표현될 수 있습니다.
4+Zn=Si+2ZnCl 2.
여기서 57.6°C의 온도에서 끓는 사염화규소 증기는 아연 증기와 상호 작용합니다.
현재 사염화규소는 수소로 환원됩니다. 반응은 다음 방정식에 따라 진행됩니다.
SiCl 4+2시간 2=Si+4HCl.
실리콘은 분말 형태로 얻어집니다. 실리콘을 생산하는 요오드화물법도 앞서 설명한 순수 티타늄을 생산하는 요오드화물법과 유사하게 사용된다.
순수한 실리콘을 얻으려면 순수한 티타늄을 얻는 것과 같은 방식으로 구역 용해를 통해 불순물을 정제해야 합니다.
많은 반도체 장치의 경우, 단결정 형태로 얻은 반도체 재료가 선호되는데, 그 이유는 다결정 재료에서 전기적 특성의 통제되지 않은 변화가 발생하기 때문입니다.
단결정을 회전시킬 때 Czochralski 방법은 다음과 같이 구성됩니다. 막대를 용융된 물질 속으로 낮추고 끝에 이 물질의 결정이 있습니다. 그것은 미래의 단결정의 배아 역할을 합니다. 로드는 최대 1~2mm/분의 낮은 속도로 용융물에서 당겨집니다. 그 결과 단결정이 점차 성장하게 된다. 적당한 크기. 반도체 장치에 사용되는 플레이트가 절단됩니다.
. 애플리케이션
특별히 도핑된 실리콘은 반도체 장치(트랜지스터, 서미스터, 전력 정류기, 제어 다이오드 - 사이리스터; 태양 광전지, 우주선 등에 사용됨). 실리콘은 1~9 마이크론 파장의 광선에 투명하기 때문에 적외선 광학에 사용됩니다.
실리콘은 다양하고 지속적으로 확장되는 응용 분야를 가지고 있습니다. 야금술에서 실리콘은 용융 금속에 용해된 산소를 제거(탈산소)하는 데 사용됩니다. 실리콘은 수많은 철과 비철금속 합금의 구성 요소입니다. 일반적으로 실리콘은 합금의 부식 저항성을 높이고 주조 특성을 개선하며 기계적 강도를 증가시킵니다. 그러나 실리콘 함량이 높을수록 취성이 발생할 수 있습니다. 가장 중요한 것은 실리콘을 함유한 철, 구리 및 알루미늄 합금입니다. 유기규소 화합물과 규화물 합성에 사용되는 규소의 양이 점점 늘어나고 있습니다. 실리카와 많은 규산염(점토, 장석, 운모, 활석 등)은 유리, 시멘트, 세라믹, 전기 및 기타 산업에서 가공됩니다.
실리콘을 사용한 재료의 실리콘화, 표면 또는 체적 포화. 이는 실리콘 백필 위의 고온에서 형성된 실리콘 증기 또는 수소에 의해 환원되는 클로로실란을 함유한 가스 환경에서 재료를 처리하여 생산됩니다.
엘 4+ 2H2 = Si + 4HC1.
주로 내화금속(W, Mo, Ta, Ti 등)의 산화를 방지하는 수단으로 사용됩니다. 산화에 대한 저항성은 밀도가 높은 확산 "자가 치유" 규화물 코팅(WSi)이 형성되는 동안 결정됩니다. 2,모시 2등등). 실리콘화 흑연이 널리 사용됩니다.
. 사이
규화물
규화물(라틴어 Silicium - 실리콘에서 유래), 실리콘과 금속 및 일부 비금속의 화합물. 규화물은 화학 결합 유형에 따라 이온 공유 결합, 공유 결합, 금속 유사 결합의 세 가지 주요 그룹으로 나눌 수 있습니다. 이온 공유 규화물은 알칼리(나트륨 및 칼륨 제외) 및 알칼리 토금속뿐만 아니라 구리 및 아연 하위 그룹의 금속에 의해 형성됩니다. 공유결합 - 붕소, 탄소, 질소, 산소, 인, 황, 붕소화물, 탄화물, 질화규소라고도 함) 등 금속 같은 - 전이 금속.
규화물은 Si와 해당 금속의 분말 혼합물을 융합하거나 소결하여 얻습니다. 금속 산화물을 Si, SiC, SiO로 가열합니다. 2및 천연 또는 합성 규산염(때때로 탄소와 혼합됨); 금속과 SiCl 혼합물의 상호 작용 4그리고 H 2; K로 구성된 용융물의 전기분해 2SiF 6및 해당 금속의 산화물. 공유 결합 및 금속 유사 규화물은 내화성, 산화 저항성, 무기산 작용 및 다양한 공격적인 가스에 강합니다. 규화물은 항공 및 로켓 기술용 내열성 금속-세라믹 복합 재료에 사용됩니다. 모시 2최대 1600°C의 온도에서 공기 중에서 작동하는 저항로용 히터 생산에 사용됩니다. FeSi 2, 철 3시 2, 철 2Si는 철의 탈산 및 합금화에 사용되는 페로실리콘의 일부입니다. 탄화 규소는 반도체 재료 중 하나입니다.
실리콘화 흑연
실리콘화 흑연, 규소로 포화된 흑연. 실리콘 충전재에 다공성 흑연을 1800~2200°C에서 가공하여 생산됩니다(이 경우 실리콘 증기가 기공에 침착됩니다). 흑연 베이스, 탄화규소, 유리 실리콘으로 구성됩니다. 흑연의 높은 내열성 및 높은 온도에서의 강도와 밀도, 가스 불투과성, 최대 1750°C 온도에서의 높은 내산화성 및 내식성을 결합합니다. 고온 용광로 라이닝, 금속 주조 장치, 가열 요소, 고온 및 침식 조건에서 작동하는 항공 및 우주 기술용 부품 제조에 사용됩니다.
실랄
실랄(라틴 규소 - 실리콘 및 영국 합금 - 합금), 실리콘 함량이 높은 내열성 주철(5-6%). 실랄은 고온(800~900°C)에서 작동하는 비교적 저렴한 주조 부품(예: 개방형 화로 도어, 화격자 바, 증기 보일러 부품)을 만드는 데 사용됩니다.
실루민
실루민(라틴어 Silicium - 실리콘 및 알루미늄 - 알루미늄에서 유래)은 실리콘(4-13%, 일부 브랜드에서는 최대 23%)을 함유한 알루미늄 기반 주조 합금 그룹의 일반 이름입니다. 기술 및 운영 특성의 원하는 조합에 따라 실루민은 Cu, Mn, Mg, 때로는 Zn, Ti, Be 및 기타 금속과 합금됩니다. 실루민은 주조성이 높고 기계적 성질이 상당히 높지만 Al-Cu 시스템을 기반으로 한 주조 합금에 비해 기계적 성질이 열등합니다. 실루민의 장점은 습한 환경과 바다 환경에서 내식성이 향상된다는 것입니다. 실루민은 부품 제조에 사용됩니다. 복잡한 구성, 주로 자동차 및 항공기 산업에서.
규소망간
실리콘 망간은 실리콘과 망간을 주성분으로 하는 합금철입니다. 석탄 환원 공정을 사용하여 광열로에서 제련됩니다. 망간 광석, 망간 슬래그 및 규암에서 얻은 10-26% Si(나머지 Mn, Fe 및 불순물)가 포함된 규소망간은 철강 제련에서 탈산제 및 합금 첨가제로 사용되며 탄소 함량이 감소된 페로망간 제련에도 사용됩니다. 규열 과정에 의해. 28-30% Si(특별히 얻은 고망간, 저인 슬래그를 원료로 함)를 함유한 실리콘 망간은 금속 망간 생산에 사용됩니다.
규소 크롬
실리콘 크롬, 페로실리코 크롬, 합금철(주성분은 실리콘과 크롬) 이는 규암과 입상 선철 크롬 또는 크롬 광석의 석탄 환원 공정을 사용하여 광열로에서 제련됩니다. 10-46% Si(나머지 Cr, Fe 및 불순물)를 함유한 실리콘 크롬은 저합금강 제련뿐만 아니라 규열 공정을 통해 탄소 함량이 감소된 페로크롬 생산에도 사용됩니다. Si가 43~55% 함유된 실리콘 크롬은 무탄소 페로크롬 생산과 스테인리스강 제련에 사용됩니다.
Silchrome(라틴어 Silicium - 실리콘 및 Chromium - 크롬)은 Cr(5-14%) 및 Si(1-3%)와 합금된 내열 및 내열강 그룹의 일반 이름입니다. 요구되는 성능 특성 수준에 따라 규소 크롬은 Mo(최대 0.9%) 또는 Al(최대 1.8%)과 추가로 합금됩니다. 실크롬은 최대 850~950°C의 황 함유 환경 및 공기 중 산화에 대한 저항력이 있습니다. 주로 내연기관용 밸브 제조와 보일러 설비 부품, 화격자 바 등에 사용됩니다. 기계적 부하가 증가하면 실크크롬으로 만든 부품은 최대 600-800°C의 온도에서도 오랫동안 안정적으로 작동합니다. .
실리콘 할로겐화물
실리콘 할로겐화물, 할로겐과 실리콘의 화합물. 다음과 같은 유형의 할로겐화 규소가 알려져 있습니다(X-할로겐). 4, SiH N 엑스 4-n (할로실란), Si N 엑스 2n+2 SiClBr과 같은 혼합 할로겐화물 3. 정상적인 조건에서 SiF 4- 가스, SiCl 4및 SiBr 4- 액체(용융 - 68.8 및 5°C), SiI 4- 고체(124°C에서). SiX 연결 4쉽게 가수분해됩니다:
육 4+2시간 2O=SiO 2+4HX;
매우 미세한 SiO 입자의 형성으로 인해 공기 중 연기 발생 2; 사불화규소는 다르게 반응합니다.
SiF 4+2시간 2O=SiO 2 +2H 2SiF 6
클로로실란(SiH N 엑스 4-n )(예: SiHCl) 3(Si에 대한 기체 HCl의 작용으로 얻어짐) 물에 노출되면 강한 실록산 사슬 Si-O-Si를 갖는 고분자 화합물을 형성합니다. 높은 반응성으로 구별되는 클로로실란은 유기 규소 화합물 생산을 위한 출발 물질로 사용됩니다. Si 유형 연결 N X2 n+2 , X-염소와 함께 Si 원자 사슬을 포함하여 Si를 포함한 시리즈를 제공합니다. 6Cl 14(320°С); 나머지 할로겐은 Si만 형성 2엑스 6. 얻은 연결 유형(SiX 2)N 그리고 (SiX) N . SiX 분자 2SiX는 고온에서 가스 형태로 존재하며 급속 냉각(액체 질소 사용) 시 일반 유기 용매에 불용성인 고체 고분자 물질을 형성합니다.
사염화규소 SiCl4는 윤활유, 전기 절연체, 냉각수, 방수액 등의 생산에 사용됩니다. 실리콘 규산염 석영 크리스탈
실리콘 카바이드
실리콘 카바이드, 카보런덤, SiC, 실리콘-탄소 화합물; 기술에 사용되는 가장 중요한 탄화물 중 하나입니다. 순수한 형태의 탄화규소는 다이아몬드 광택을 지닌 무색 결정입니다. 기술 제품 녹색 또는 청록색. 탄화규소는 육각형(a-SiC)과 입방형(b-SiC)의 두 가지 주요 결정 변형으로 존재하며, 육각형은 단순한 분자의 독특한 구조 지향 중합 원리를 기반으로 하는 "거대한 분자"입니다. a-SiC의 탄소 및 실리콘 원자 층은 서로 다른 방식으로 배열되어 다양한 구조 유형을 형성합니다. b-SiC에서 a-SiC로의 전이는 2100~2300°C의 온도에서 발생합니다(역전이는 일반적으로 관찰되지 않음). 탄화규소는 내화성(2830°C에서 분해되면서 녹음)이며 경도가 매우 높습니다(미세 경도 33400 Mn/m). ² 또는 3.34tf/mm ² ), 다이아몬드 및 탄화붕소 B4 C에 이어 두 번째; 부서지기 쉬운; 밀도 3.2g/cm2 ³ . 탄화규소는 고온을 포함한 다양한 화학 환경에서 안정적입니다.
탄화규소는 NaCl(I-5%) 및 톱밥(5-10)을 첨가한 석영 모래(51-55%), 코크스(35-40%)의 혼합물로부터 2000-2200°C의 전기로에서 생산됩니다. %). 높은 경도, 내화학성 및 내마모성으로 인해 탄화규소는 연마재(연삭용), 단단한 재료 절단, 절삭 공구 및 화학 및 야금 장비의 다양한 부품 제조에 널리 사용됩니다. 고온의 어려운 조건에서. 다양한 불순물로 도핑된 탄화규소는 특히 고온에서 반도체 기술에 사용됩니다. 전기 공학에서 고온 전기 저항로(실라이트 막대)용 히터 제조, 전류 전송 라인용 피뢰기, 비선형 저항, 전기 절연 장치 등의 제조에 탄화규소를 사용하는 것은 흥미롭습니다.
이산화규소
이산화규소(실리카), SiO 2, 크리스탈. 가장 흔한 광물은 석영입니다. 일반 모래도 이산화규소입니다. 유리, 도자기, 토기, 콘크리트, 벽돌, 세라믹, 고무 충전제, 크로마토그래피 흡착제, 전자 제품, 음향 광학 등의 생산에 사용됩니다. 실리카 광물, 이산화규소의 다형성 변형인 다양한 광물종 ; 압력에 따라 특정 온도 범위에서 안정적입니다.
실리카 결정 구조의 기본은 공통 산소를 통해 연결되는 사면체(5104)로 구성된 3차원 골격입니다. 그러나 배열의 대칭성, 충전 밀도 및 상호 방향이 다르며 이는 개별 광물 결정의 대칭성과 물리적 특성에 반영됩니다. 예외는 stishovite이며, 그 구조는 팔면체(SiO2)를 기반으로 합니다. 6), 금홍석과 유사한 구조를 형성합니다. 모든 실리카(일부 종류의 석영 제외)는 일반적으로 무색입니다. 광물학적 규모의 경도는 5.5(a-tridymite)에서 8-8.5(stishovite)까지 다양합니다.
실리카는 일반적으로 매우 작은 입자, 미정질 섬유질(a-크리스토발라이트, 소위 루사타이트) 및 때로는 회전타원체 형태로 발견됩니다. 덜 자주 - 판형 또는 층상 모양 (삼중체), 팔면체, 이중 피라미드 (a- 및 b- 크리스토발라이트), 미세한 바늘 모양 (코에 사이트, stishovite)의 결정 형태입니다. 대부분의 실리카(석영 제외)는 지각 표면 영역의 조건에서 매우 드물고 불안정합니다. SiO2의 고온 변형 2- b-트리디마이트, b-크리스토발라이트 - 어린 암석(데이사이트, 현무암, 리파라이트 등)의 작은 공극에서 형성됩니다. 저온 a-크리스토발석은 a-트리디마이트와 함께 구성 요소마노, 칼세도니, 오팔; 뜨거운 수용액, 때로는 콜로이드 SiO로부터 침전됨 2. Stishovite와 Coesite는 미국 애리조나에 있는 Devil's Canyon 유성 분화구의 사암에서 발견되며, 이곳에서 순간적인 초고압과 운석이 떨어지는 동안 온도가 증가하면서 석영으로 형성되었습니다. 또한 자연에서 발견되는 것은 다음과 같습니다: 번개로 인해 석영 모래가 녹아 형성된 석영 유리(소위 lechatelierite)와 멜라노플로지트(melanophlogite) - 작은 입방체 결정과 껍질(오팔 모양으로 구성된 유사 형태) 그리고 칼세도니 같은 석영)은 시칠리아(이탈리아) 퇴적물의 천연 유황에서 재배됩니다. Kitite는 자연에서는 발견되지 않습니다.
석영(독일어: Quarz), 광물; 이산화규소 SiO의 두 가지 결정질 변형은 석영이라는 이름으로 알려져 있습니다. 2: 육각형 석영(또는 a-quartz), 1atm(또는 100kN/m)의 압력에서 안정함 ² ) 온도 범위 870-573°C, 삼각(b-석영), 573°C 미만의 온도에서 안정적입니다. b-석영은 자연에서 가장 널리 발견됩니다. 이는 삼각 시스템의 삼각 사다리꼴 클래스에서 결정화됩니다. 프레임 유형의 결정 구조는 결정의 주축을 기준으로 나선형 방식(나사의 오른쪽 또는 왼쪽 회전)으로 배열된 실리콘-산소 사면체로 구성됩니다. 이에 따라 결정의 오른쪽과 왼쪽 구조 및 형태 학적 형태가 구별되며 일부면 (예 : 사다리꼴 등) 배열의 대칭이 외부 적으로 다릅니다. 석영 결정에 평면과 대칭 중심이 없으면 압전 및 초전 특성의 존재가 결정됩니다.
대부분의 경우 석영 결정은 육각형 프리즘과 두 개의 능면체(수정 머리)의 면이 우세하게 발달하여 길쭉한 프리즘 모양을 갖습니다. 덜 일반적으로, 결정은 유사육각형 쌍뿔형의 형태를 취합니다. 외부 규칙적인 석영 결정은 일반적으로 복잡하게 쌍정되어 있으며 소위 쌍정 영역을 형성하는 경우가 가장 많습니다. 브라질 또는 Dauphinean 법률. 후자는 결정 성장 동안뿐만 아니라 압축에 따른 열적 a - b 전이 및 기계적 변형 동안 내부 구조 재배열의 결과로 발생합니다. 석영 결정, 입자 및 집합체의 색상은 매우 다양합니다. 무색, 유백색 또는 회색 석영이 가장 일반적입니다. 투명하거나 반투명하고 아름답게 착색된 결정은 구체적으로 다음과 같이 불립니다: 무색, 투명 - 암석 결정; 보라색 - 자수정; 연기가 자욱한 - rauchtopaz; 블랙 - 모리온; 황금색 - 황수정. Si 교체 시 구조적 결함으로 인해 색상이 다른 경우가 많습니다. 4+Fe에 3+또는 알 3+Na 격자에 동시 진입 1+, 리 1+아니면 (오) 1-. 또한 외국 광물의 미세 내포로 인해 복잡하게 착색된 석영도 있습니다. 녹색 프라제메 - 악티노라이트 또는 녹니석의 미세 결정 내포물; 황금빛 반짝이는 어벤튜린 - 운모 또는 적철광 등이 포함되어 있습니다. 석영의 미결정 품종(마노 및 칼세도니)은 가장 미세한 섬유질 형태로 구성됩니다. 석영은 광학적으로 단축성이 있고 양성입니다. 굴절률(용 일광 l=589.3): ne=1.553; 아니오=1.544. 자외선 및 부분적외선에 투명합니다. 평면 편광 광선이 광축을 따라 통과하면 왼쪽 수정은 편광면을 왼쪽으로 회전시키고 오른쪽 수정은 오른쪽으로 회전합니다. 스펙트럼의 가시 부분에서 회전 각도 값(석영판 두께 1mm당)은 32.7(1486nm의 경우)에서 13.9°(728nm)까지 다양합니다. 유전 상수(eij), 압전 계수(djj) 및 탄성 계수(Sij)의 값은 다음과 같습니다(상온에서): e11 = 4.58; e33 = 4.70; d11 = -6.76*10-8; d14 = 2.56*10-8; S11 = 1.279; S12 = - 0.159; S13 = -0.110; S14 = -0.446; S33 = 0.956; S44 = 1.978. 선형 팽창 계수는 다음과 같습니다. 3차 축에 수직 13.4*10 -6축 8*10과 평행 -6. 변태열 b - a K는 2.5 kcal/mol(10.45 kJ/mol)과 같습니다. 광물학적 경도 7; 밀도 2650kg/m2 ³ . 1710 ° C의 온도에서 녹고 소위 냉각되면 응고됩니다. 석영 유리. 용융 실리카는 좋은 절연체입니다. 18°C에서 모서리가 1cm인 입방체의 저항은 5*10입니다. 18옴/cm, 선형 팽창 계수 0.57*10 -6cm/°C. 높은 압력과 온도에서 SiO2 수용액으로부터 얻어지는 합성 실리콘 단결정을 성장시키기 위한 비용 효율적인 기술이 개발되었습니다(열수 합성). 합성 결정은 안정적인 압전 특성, 방사선 저항성, 높은 광학적 균질성 및 기타 귀중한 기술적 특성을 가지고 있습니다.
천연 석영은 매우 널리 퍼져 있는 광물이며 많은 암석뿐만 아니라 가장 다양한 기원의 광물 매장지의 필수 구성 요소입니다. 산업에서 가장 중요한 석영 재료는 석영 모래, 규암 및 결정질 단결정 석영입니다. 후자는 드물고 매우 높이 평가됩니다. 석영 결정의 주요 매장지는 우랄, 파미르, 강 유역에 있습니다. 알단; 해외 - 브라질 및 마다가스카르 공화국에 예금. 석영 모래는 세라믹 및 유리 산업의 중요한 원료입니다. 석영 단결정은 무선 공학(압전 주파수 안정기, 필터, 공진기, 초음파 설비의 압전판 등)에 사용됩니다. 광학 기기(분광기용 프리즘, 단색광 장치, 자외선 광학용 렌즈 등). 융합 석영은 특수 화학 유리 제품을 만드는 데 사용됩니다. K.는 화학적으로 순수한 실리콘을 얻는 데에도 사용됩니다. 투명하고 아름다운 색상의 다양한 석영은 준보석이며 보석류에 널리 사용됩니다.
석영 유리는 암석 결정, 광석 석영, 석영 모래 등 천연 실리카와 합성 이산화규소를 녹여 얻은 일액형 규산염 유리입니다. 산업용 석영 유리에는 투명(광학 및 기술)과 불투명의 두 가지 유형이 있습니다. 석영 유리의 불투명도는 빛을 산란시키는 다수의 작은 가스 기포(직경 0.03~0.3 마이크론)가 분포되어 있기 때문입니다. 암석 결정을 녹여 얻은 광학 투명 석영 유리는 완전히 균질하며 눈에 보이는 기포가 포함되어 있지 않습니다. 규산염 유리 중에서 굴절률이 가장 낮고(nD = 1.4584) 특히 자외선에 대한 광 투과율이 가장 높습니다. 석영유리는 높은 내열성과 내화학성을 특징으로 합니다. 연화 온도 K.s. 1400℃ 석영 유리는 좋은 유전체이며 20°C에서의 전기 전도도는 10입니다. -14 - 10-16옴 -1중 -1, 20 ° C의 온도 및 106Hz-0.0025-0.0006의 주파수에서 유전 손실 탄젠트. 석영 유리는 실험실 유리 제품, 도가니, 광학 기기, 절연체(특히 고온용) 및 온도 변동에 강한 제품의 제조에 사용됩니다.
실란
실란(라틴 규소 - 규소), 일반식 Si의 수소와 규소의 화합물 N H2 n+2 . Si 옥타실란까지의 실란이 얻어졌습니다. 8시간 18. 실온에서 처음 두 개의 실리콘 화합물은 모노실란 SiH입니다. 4및 디실란 Si 2시간 6- 기체이고 나머지는 휘발성 액체입니다. 모든 실리콘 화합물은 불쾌한 냄새가 나고 독성이 있습니다. 실란은 알칸보다 안정성이 훨씬 낮고 공기 중에서 자연 발화합니다.
시 2시간 6+7O 2=4SiO2 +6시간 2영형.
물로 분해됨:
3시간 8+6시간 2O=3SiO2 +10시간 2
실란은 자연에서는 발생하지 않습니다. 실험실에서는 마그네슘 규화물에 묽은 산을 작용시켜 다양한 화합물의 혼합물을 얻은 후 강하게 냉각 및 분리합니다(100℃에서 분별 증류). 완전 부재공기).
규산
규산, 무수규소 SiO 유도체 2; 매우 약한 산, 물에 약간 용해됨. 메타규산 H는 순수한 형태로 얻어졌습니다. 2SiO 3(보다 정확하게는 중합체 형태 H 8시 4영형 12) 그리고 H 2시 2영형 5. 수용액(1L당 용해도 약 100mg)의 비정질 이산화규소(비정질 실리카)는 주로 오르토규산 H를 형성합니다. 4SiO 4. 다양한 방법으로 얻은 과포화 용액에서 규산은 표면에 OH 그룹이 있는 콜로이드 입자(최대 1500의 몰 질량)의 형성으로 변화합니다. 이렇게 교육받았습니다. 졸은 pH 값에 따라 안정적일 수 있거나(pH 약 2) 응집되어 겔(pH 5-6)로 변할 수 있습니다. 특수 물질인 안정제를 함유한 안정적이고 고농축된 규산 졸은 종이 생산, 섬유 산업 및 수질 정화에 사용됩니다. 하이드로플루오로규산, H 2SiF 6, 강한 무기산. 수용액에만 존재합니다. 자유 형태로 사불화 규소 SiF로 분해됩니다. 4및 불화수소 HF. 이는 강력한 소독제로 사용되지만 주로 규산염(규산염) 생산에 사용됩니다.
규산염
규산염, 규소산의 염. 지각에 가장 널리 분포되어 있습니다(질량의 80%). 500가지가 넘는 광물이 알려져 있으며, 그 중에는 에메랄드, 녹주석, 아쿠아마린과 같은 보석도 있습니다. 규산염은 시멘트, 세라믹, 에나멜, 규산염 유리의 기초입니다. 많은 금속, 접착제, 페인트 등의 생산에 사용되는 원료; 무선전자재료 등 불화규소, 불화규산염, 하이드로플루오로규산 염 H 2SiF 6. 예를 들어 가열하면 분해됩니다.
6= CaF2 + SiF 4
Na, K, Rb, Cs 및 Ba 염은 물에 거의 녹지 않으며 특징적인 결정을 형성하며 정량 및 미세화학적 분석에 사용됩니다. 가장 실용적인 가치는 규불화나트륨 Na입니다. 2SiF 6(특히, 내산성 시멘트, 에나멜 등의 생산에서). Na의 상당 부분 2SiF 6NaF에서 처리됩니다. 나 얻기 2SiF 6SiF 함유로부터 4과인산염 공장의 폐기물. 물에 잘 녹는 Mg, Zn 및 Al 규소불화물(기술명 Fluates)은 건축용 석재를 방수 처리하는 데 사용됩니다. 모든 규산염(H뿐만 아니라 2SiF6 ) 독성이 있습니다.
애플리케이션
그림 1 오른쪽과 왼쪽 석영.
그림 2 실리카 광물.
그림 3 석영(구조)
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많은 현대 기술 장치자연에서 발견되는 물질의 고유한 특성으로 인해 장치가 만들어졌습니다. 인류는 우리 주변의 요소에 대한 실험과 세심한 연구를 통해 끊임없이 자신의 발명품을 현대화하고 있습니다. 이 과정을 기술적 진보. 그것은 일상 생활에서 우리를 둘러싸고 있는 초등적이고 누구나 접근할 수 있는 것들을 기반으로 합니다. 예를 들어, 모래: 무엇이 놀랍고 특이한가요? 과학자들은 컴퓨터 기술이 없으면 존재하지 않는 화학 원소인 실리콘을 실리콘으로부터 분리할 수 있었습니다. 적용 범위는 다양하며 지속적으로 확대되고 있습니다. 이는 규소 원자의 독특한 특성, 구조 및 다른 단순 물질과의 화합물 가능성으로 인해 달성됩니다.
특성
D.I. Mendeleev가 개발한 버전에서는 실리콘이 기호 Si로 지정됩니다. 그것은 비금속에 속하며 세 번째 기간의 주요 네 번째 그룹에 위치하며 원자 번호는 14입니다. 탄소와의 근접성은 우연이 아닙니다. 여러면에서 그 특성이 비슷합니다. 활성 원소이고 산소와 상당히 강한 결합을 갖고 있기 때문에 자연에서는 순수한 형태로 발견되지 않습니다. 주성분은 산화물인 실리카와 규산염(모래)이다. 더욱이, 실리콘(천연 화합물)은 지구상에서 가장 흔한 화학 원소 중 하나입니다. 함유량 기준으로 보면 산소 다음으로 2위(28% 이상)입니다. 지각의 상층에는 이산화물 (석영) 형태의 실리콘, 다양한 종류의 점토 및 모래가 포함되어 있습니다. 두 번째로 가장 흔한 그룹은 규산염입니다. 표면에서 약 35km 깊이에는 부싯돌 화합물을 포함하는 화강암과 현무암 퇴적층이 있습니다. 지구 핵의 함량 비율은 아직 계산되지 않았지만 표면에 가장 가까운 맨틀 층(최대 900km)에는 규산염이 포함되어 있습니다. 해수 구성 중 규소 농도는 3mg/l이며, 40%가 규소 화합물로 구성되어 있습니다. 인류가 지금까지 탐험한 광대한 우주에는 이 화학 원소가 다량으로 포함되어 있습니다. 예를 들어, 연구자들이 접근할 수 있는 거리에서 지구에 접근한 운석은 20%의 실리콘으로 구성되어 있는 것으로 나타났습니다. 우리 은하계에는 이 원소를 기반으로 생명체가 탄생할 가능성이 있다.
연구과정
화학 원소 실리콘 발견의 역사는 여러 단계로 구성됩니다. 멘델레예프가 체계화한 많은 물질은 수세기 동안 인류에 의해 사용되었습니다. 이 경우 요소는 자연스러운 형태였습니다. 화학적 처리를 거치지 않은 화합물에서는 그 모든 특성이 사람들에게 알려지지 않았습니다. 물질의 모든 특징을 연구하는 과정에서 그 사용에 대한 새로운 방향이 나타났습니다. 오늘날 실리콘의 특성은 완전히 연구되지 않았습니다. 상당히 광범위하고 다양한 응용 분야를 갖춘 이 요소는 미래 세대의 과학자들에게 새로운 발견의 여지를 남겨줍니다. 현대 기술은 이 프로세스의 속도를 크게 높일 것입니다. 19세기에는 많은 유명한 화학자들이 순수한 형태의 실리콘을 얻으려고 노력했습니다. 이것은 1811년 L. Tenard와 J. Gay-Lussac에 의해 처음 수행되었지만, 이 원소의 발견은 물질을 분리할 수 있었을 뿐만 아니라 기술할 수도 있었던 J. Berzelius의 것입니다. 스웨덴의 한 화학자는 1823년에 실리콘을 얻었으며 이를 위해 칼륨 금속과 칼륨염을 사용했습니다. 반응은 고온의 촉매 하에서 일어났다. 생성된 단순한 회갈색 물질은 비정질 실리콘이었습니다. 결정질 순수 원소는 1855년 Sainte-Clair Deville에 의해 획득되었습니다. 분리의 어려움은 원자 결합의 높은 강도와 직접적인 관련이 있습니다. 두 경우 모두 화학 반응은 불순물로부터 정제하는 과정을 목표로 하는 반면, 비정질 모델과 결정질 모델은 서로 다른 특성을 가지고 있습니다.
화학 원소의 실리콘 발음
생성된 분말의 이름인 키젤(kiesel)은 Berzelius가 제안했습니다. 영국과 미국에서는 여전히 실리콘을 실리콘(Silicium)이나 실리콘(Silicon) 정도로만 부른다. 이 용어는 라틴어 "부싯돌"(또는 "돌")에서 유래되었으며, 대부분의 경우 자연에 널리 퍼져 있기 때문에 "땅"이라는 개념과 관련이 있습니다. 이 화학 물질의 러시아어 발음은 출처에 따라 다릅니다. 그것은 실리카(1810년 Zakharov가 이 용어를 사용함), sicilium(1824, Dvigubsky, Soloviev), 실리카(1825, Strakhov)라고 불렸으며 1834년에만 러시아 화학자 독일 Ivanovich Hess가 오늘날에도 대부분의 출처에서 여전히 사용되는 이름을 도입했습니다. - 실리콘. 그 안에 기호 Si로 지정됩니다. 화학 원소 실리콘은 어떻게 읽나요? 영어권 국가의 많은 과학자들은 그 이름을 “si”로 발음하거나 “silicon”이라는 단어를 사용합니다. 이곳은 컴퓨터 장비 연구 및 생산지로 세계적으로 유명한 계곡 이름이 유래된 곳이다. 러시아어를 사용하는 인구는 원소를 실리콘이라고 부릅니다(고대 그리스어 "절벽, 산"에서 유래).
자연발생: 예금
전체 산계는 규소 화합물로 구성되어 있으며, 이는 순수한 형태로 발견되지 않습니다. 알려진 모든 광물은 이산화물 또는 규산염(알루미노규산염)이기 때문입니다. 놀랍도록 아름다운 돌은 사람들이 장식 재료로 사용합니다. 이들은 오팔, 자수정, 석영입니다. 다양한 방식, 벽옥, 칼세도니, 마노, 암석 수정, 홍옥수 및 기타 여러 가지. 실리콘에 다양한 물질이 포함되어 밀도, 구조, 색상 및 사용 방향이 결정되어 형성되었습니다. 전체 무기 세계는 자연 환경에서 금속 및 비금속(아연, 마그네슘, 칼슘, 망간, 티타늄 등)과 강한 결합을 형성하는 이 화학 원소와 연관될 수 있습니다. 다른 물질과 비교하여 실리콘은 생산 규모로 생산하기가 매우 쉽습니다. 대부분의 광석과 광물에서 발견됩니다. 따라서 활발하게 개발된 퇴적물은 물질의 영토적 축적보다는 이용 가능한 에너지원과 연결되어 있습니다. 규암과 석영 모래는 세계 모든 국가에서 발견됩니다. 최대 주요 제조사실리콘 공급업체는 중국, 노르웨이, 프랑스, 미국(웨스트버지니아, 오하이오, 앨라배마, 뉴욕), 호주, 남아프리카, 캐나다, 브라질입니다. 모든 제조사가 사용하는 다양한 방법, 이는 제품 유형(기술, 반도체, 고주파 실리콘)에 따라 다릅니다. 추가로 농축되거나 반대로 모든 유형의 불순물로부터 정제된 화학 원소는 추가 사용에 따라 개별 특성을 갖습니다. 이는 이 물질에도 적용됩니다. 실리콘의 구조에 따라 적용 범위가 결정됩니다.
이용내역
이름의 유사성으로 인해 사람들은 실리콘과 부싯돌을 혼동하는 경우가 많지만 이러한 개념은 동일하지 않습니다. 분명히하자. 이미 언급했듯이 실리콘은 자연에서 순수한 형태로 발생하지 않으며 그 화합물 (동일한 실리카)에 대해서는 말할 수 없습니다. 우리가 고려하고 있는 물질의 이산화물에 의해 형성된 주요 광물과 암석은 모래(강과 석영), 석영과 규암, 부싯돌이다. 모두가 후자에 대해 들어봤을 것입니다. 큰 중요성인류 발전의 역사에서. 석기시대 사람들이 만든 최초의 도구는 이 돌과 관련이 있습니다. 주암에서 부서지면서 형성된 날카로운 모서리는 고대 주부의 작업을 크게 촉진했으며 날카롭게 할 수 있기 때문에 사냥꾼과 어부들이 더 쉽게 만들 수 있습니다. 플린트는 금속제품만큼의 강도는 없었지만, 고장난 공구는 새것으로 교체하기가 쉬웠습니다. 부싯돌로서의 사용은 대체 자원이 발명될 때까지 수세기 동안 지속되었습니다.
현대 현실에서는 실리콘의 특성으로 인해 건물을 장식하거나 세라믹 식기를 만드는 데 물질을 사용할 수 있으며 아름다운 미적 외관 외에도 뛰어난 기능적 특성을 많이 가지고 있습니다. 별도의 응용 분야는 약 3000년 전 유리 발명과 관련이 있습니다. 이 행사를 통해 실리콘을 함유한 화합물로 거울, 접시, 모자이크 스테인드글라스 창문을 만드는 것이 가능해졌습니다. 초기 물질의 공식에 필요한 구성 요소가 추가되어 제품에 필요한 색상을 부여하고 유리의 강도에 영향을 미쳤습니다. 놀라운 아름다움과 다양성을 지닌 예술 작품은 실리콘을 함유한 광물과 돌로 인간에 의해 만들어졌습니다. 이 요소의 치유력은 고대 과학자들에 의해 설명되었으며 인류 역사 전반에 걸쳐 사용되었습니다. 그들을 위해 우물이 마련되었습니다 식수, 일상 생활과 의학 모두에서 사용되는 음식 저장용 식료품 저장실. 분쇄하여 얻은 분말을 상처에 도포하였다. 실리콘을 함유한 화합물로 만든 접시에 주입된 물에 특별한 관심을 기울였습니다. 화학 원소는 그 구성과 상호 작용하여 수많은 병원성 박테리아와 미생물을 파괴할 수 있었습니다. 그리고 이것이 우리가 고려하고 있는 물질의 수요가 매우 높은 모든 산업이 아닙니다. 실리콘의 구조는 다양성을 결정합니다.
속성
물질의 특성에 더 익숙해지기 위해서는 가능한 모든 특성을 고려하여 물질의 특성을 고려할 필요가 있습니다. 화학 원소 실리콘의 특성화 계획에는 물리적 특성, 전기적 특성, 화합물 연구, 반응 및 통과 조건 등이 포함됩니다. 결정질 형태의 실리콘은 금속 색조가 있는 짙은 회색을 띕니다. 면심 입방 격자는 탄소 격자(다이아몬드)와 유사하지만 결합이 길기 때문에 그다지 강하지 않습니다. 800oC로 가열하면 플라스틱이 되고 다른 경우에는 부서지기 쉬운 상태로 유지됩니다. 실리콘의 물리적 특성은 이 물질을 정말 독특하게 만듭니다. 즉, 적외선에 투명합니다. 녹는점 - 1410 0 C, 끓는점 - 2600 0 C, 정상 조건에서의 밀도 - 2330 kg/m 3. 열전도율은 일정하지 않으며 다양한 샘플의 경우 대략 250C의 값으로 간주됩니다. 실리콘 원자의 특성으로 인해 반도체로 사용할 수 있습니다. 이 응용 분야는 다음과 같은 분야에서 가장 수요가 많습니다. 현대 세계. 전기 전도도의 값은 실리콘의 구성 및 이와 결합된 원소의 영향을 받습니다. 따라서 전자 전도성을 높이기 위해 알루미늄, 갈륨, 붕소 및 인듐과 같은 홀리 전도성을 위해 안티몬, 비소 및 인이 사용됩니다. 실리콘을 도체로 사용하여 장치를 만들 때 특정 물질을 사용한 표면 처리가 사용되며 이는 장치 작동에 영향을 미칩니다.
우수한 전도체로서의 실리콘의 특성은 현대 악기 제작에 널리 사용됩니다. 이의 사용은 특히 복잡한 장비(예: 최신 컴퓨팅 장치, 컴퓨터) 생산과 관련이 있습니다.
실리콘: 화학 원소의 특성
대부분의 경우 실리콘은 4가이지만 +2의 값을 가질 수 있는 결합도 있습니다. 정상적인 조건에서는 불활성이고 강한 화합물을 가지고 있으며 실온에서는 기체 집합체 상태인 불소와만 반응할 수 있습니다. 이는 주변 산소나 물과 상호작용할 때 관찰되는 이산화막으로 표면을 막는 효과로 설명된다. 반응을 자극하려면 촉매를 사용해야 합니다. 실리콘과 같은 물질의 경우 온도를 높이는 것이 이상적입니다. 화학 원소는 400-500 0 C에서 산소와 상호 작용하여 결과적으로 이산화막이 증가하고 산화 과정이 발생합니다. 온도가 50℃로 올라가면 브롬, 염소, 요오드와의 반응이 관찰되어 휘발성 테트라할로겐화물이 형성됩니다. 실리콘은 불산과 질산의 혼합물을 제외하고 산과 상호 작용하지 않지만 가열된 상태의 알칼리는 용매입니다. 수소 실리콘은 규화물의 분해에 의해서만 형성되며 수소와 반응하지 않습니다. 붕소와 탄소를 함유한 화합물은 가장 큰 강도와 화학적 부동성을 특징으로 합니다. 알칼리 및 산에 대한 높은 저항성은 1000 0 C 이상의 온도에서 발생하는 질소와 관련이 있습니다. 규화물은 금속과의 반응에 의해 얻어지며, 이 경우 추가 요소실리콘이 보여주는 원자가는 그것에 달려 있습니다. 전이 금속의 참여로 형성된 물질의 공식은 산에 강합니다. 실리콘 원자의 구조는 그 특성과 다른 원소와 상호 작용하는 능력에 직접적인 영향을 미칩니다. 자연과 물질에 노출되는 동안(실험실, 산업 조건에서) 결합 형성 과정은 크게 다릅니다. 실리콘의 구조는 화학적 활성을 나타냅니다.
구조
실리콘은 고유한 특성을 가지고 있습니다. 핵전하는 주기율표의 일련번호에 해당하는 +14입니다. 하전 입자 수: 양성자 - 14; 전자 - 14; 중성자 - 14. 규소 원자의 구조도는 다음과 같다. 다음 보기: Si +14) 2) 8) 4. 마지막(외부) 준위에는 4개의 전자가 있으며, 이는 "+" 또는 "-" 기호로 산화 상태를 결정합니다. 산화규소의 공식은 SiO 2 (4+ 원자가)이고, 휘발성 수소 화합물은 SiH 4 (-4 원자가)입니다. 규소 원자의 부피가 크기 때문에 일부 화합물은 예를 들어 불소와 결합할 때 배위수 6을 가질 수 있습니다. 몰 질량 - 28, 원자 반경 - 132 pm, 전자 껍질 구성: 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 2.
애플리케이션
표면 또는 완전 도핑된 실리콘은 고정밀 장치(예: 태양 광전지, 트랜지스터, 전류 정류기 등)를 비롯한 많은 제품을 만드는 데 반도체로 사용됩니다. 초순수 실리콘은 태양전지(에너지)를 만드는 데 사용됩니다. 단결정 유형은 거울과 가스 레이저를 만드는 데 사용됩니다. 실리콘 화합물은 유리, 세라믹 타일, 접시, 도자기 및 토기를 생산하는 데 사용됩니다. 획득한 상품의 다양한 유형을 설명하기는 어렵습니다. 가구 수준, 예술 및 과학, 생산 분야에서 이러한 상품의 활용이 발생합니다. 생성된 시멘트는 건축용 혼합물, 벽돌, 마감재를 만드는 원료로 사용됩니다. 오일과 윤활유의 확산은 많은 메커니즘의 움직이는 부분에서 마찰력을 크게 줄일 수 있습니다. 공격적인 환경(산, 온도)에 저항하는 고유한 특성으로 인해 규화물은 산업계에서 널리 사용됩니다. 복잡한 산업의 전문가들은 전기, 핵 및 화학적 특성을 고려하며, 실리콘 원자의 구조도 중요한 역할을 합니다.
우리는 오늘날 가장 지식 집약적이고 발전된 응용 분야를 나열했습니다. 대량으로 제조되는 가장 일반적인 기술 실리콘은 다양한 분야에서 사용됩니다.
- 더 순수한 물질을 생산하기 위한 원료.
- 야금 산업의 합금 합금의 경우: 실리콘이 있으면 내화도가 증가하고 내식성 및 기계적 강도가 증가합니다(과량 함유). 이 요소의합금이 너무 부서지기 쉬울 수 있습니다).
- 금속에서 과잉 산소를 제거하는 탈산제.
- 실란(유기물질과 실리콘 화합물) 생산용 원료.
- 실리콘과 철의 합금으로 수소를 생산하는 데 사용됩니다.
- 태양광 패널 제조.
이 물질은 인체의 정상적인 기능에도 매우 중요합니다. 실리콘의 구조와 특성은 다음과 같습니다. 이 경우정의. 이 경우 과잉 또는 결핍으로 인해 심각한 질병이 발생합니다.
인체에서는
의학에서는 꽤 오랫동안 실리콘을 살균 및 방부제로 사용해 왔습니다. 그러나 외부 사용의 모든 이점과 함께 이 요소는 인체에서 지속적으로 갱신되어야 합니다. 정상적인 수준의 콘텐츠는 전반적인 생활 활동을 향상시킵니다. 결핍되면 70개 이상의 미량원소와 비타민이 신체에 흡수되지 않아 여러 질병에 대한 저항력이 크게 감소합니다. 실리콘의 가장 높은 비율은 뼈, 피부 및 힘줄에서 관찰됩니다. 강도를 유지하고 탄력성을 부여하는 구조적 요소의 역할을 합니다. 모든 골격 경조직은 연결로 인해 형성됩니다. 최근 연구에 따르면 신장, 췌장 및 결합 조직의 실리콘 함량이 밝혀졌습니다. 신체 기능에서 이러한 기관의 역할은 상당히 크기 때문에 그 함량이 감소하면 많은 기본 생명 유지 지표에 해로운 영향을 미칩니다. 신체는 음식과 물과 함께 하루에 1g의 실리콘을 섭취해야 합니다. 이는 피부의 염증 과정, 뼈의 연화, 간 결석 형성, 신장, 시력 저하, 모발 상태와 같은 질병을 예방하는 데 도움이 됩니다. 손톱, 죽상 동맥 경화증. 이 요소가 충분하면 면역력이 향상되고 대사 과정이 정상화되며 인간 건강에 필요한 많은 요소의 흡수가 향상됩니다. 최대 수량실리콘 - 시리얼, 무, 메밀에 함유되어 있습니다. 실리콘 워터는 상당한 이점을 가져올 것입니다. 사용 횟수와 빈도를 결정하려면 전문가에게 문의하는 것이 좋습니다.
물리적 특성. 실리콘은 깨지기 쉽습니다. 800°C 이상으로 가열하면 연성이 증가합니다. 산에 강합니다. 산성 환경에서는 불용성 산화막으로 덮여 부동태화됩니다.
미세 요소는 1.1 마이크론의 파장에서 시작하는 적외선에 투명합니다.
화학적 특성. 실리콘은 다음과 같이 상호 작용합니다.
- 환원 특성이 나타나는 할로겐(불소) 포함: Si + 2F2 = SiF4. 이는 300°C에서 염화수소와 반응하고, 500°C에서는 브롬화수소와 반응합니다.
- 400~600°C로 가열 시 염소 포함: Si + 2Cl2 = SiCl4;
- 400~600°C로 가열 시 산소와 함께: Si + O2 = SiO2;
- 다른 비금속과 함께. 2000° C의 온도에서 탄소(Si + C = SiC) 및 붕소(Si + 3B = B3Si)와 반응합니다.
- 1000° C의 온도에서 질소: 3Si + 2N2 = Si3N4;
- 금속과 함께 규화물을 형성함: 2Ca + Si = Ca2Si;
- 산 - 불산과 질산의 혼합물로만 : 3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2 + 4NO + 8H2O;
- 알칼리로. 규소가 용해되고 규산염과 수소가 형성됩니다: Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + H2.
수소와 상호작용하지 않습니다.
비타민 및 미네랄과 신체의 상호 작용
실리콘은 비타민과 상호 작용합니다. 시리얼과 감귤류, 녹색 채소의 조합이 가장 건강에 좋은 것으로 간주됩니다.
실리콘은 자유 라디칼과의 싸움에 관여합니다. 중금속(납)과 상호작용하여 미량원소는 안정적인 화합물을 형성합니다. 그들은 비뇨생식기계에 의해 배설됩니다. 폐기물과 독성 물질에서도 같은 일이 일어납니다.
실리콘은 철(Fe)과 칼슘(Ca), 코발트(Cb), 망간(Mn), 불소(F)의 흡수를 향상시킵니다.
결합 조직의 실리콘 농도가 감소하면 혈관 손상, 죽상 동맥 경화증 및 뼈 조직 강도 손상이 발생합니다.
다양한 질병의 발생 및 진행 과정에서 실리콘의 역할
신체에 실리콘이 부족하면 혈액 내 콜레스테롤 농도가 증가합니다. 이로 인해 콜레스테롤 플라크가 형성되고 유출이 악화됩니다.
하루에 20mg 미만의 실리콘을 섭취하면 면역체계가 약화됩니다. 알레르기성 발진이 나타나고 피부가 건조해지고 벗겨지며 곰팡이가 발생합니다.
머리카락이 가늘어지고, 두피가 벗겨지고 가려워집니다. 네일 플레이트가 변형됩니다.
성능과 정신 상태뇌의 혈류 장애와 산소 포화도로 인해 악화됩니다.
신체의 실리콘 양이 1.2-1.6%로 감소하면 뇌졸중, 심장 마비, 당뇨병, 간염 바이러스 및 종양이 발생합니다.
과도한 실리콘은 요로와 관절에 염분의 침착, 섬유증 및 혈관 병리를 유발합니다. 최악의 경우 간이 비대해지고, 팔다리가 붓고, 피부가 파랗게 변하고, 호흡곤란이 나타난다.
실리콘의 기능적 잠재력
신체에서 실리콘의 주요 임무는 뼈, 연골 조직 및 혈관벽의 형성입니다. 미네랄의 90%는 결합 및 뼈 조직, 림프절, 갑상선, 모발 및 피부에서 발견됩니다. 그러나 화학원소의 기능적 잠재력은 이에 국한되지 않습니다. 실리콘 덕분에:
- 뼈와 인대가 강화됩니다. 첫 번째 미네랄이 많을수록 강해집니다. 뼈 조직의 실리콘 농도가 감소하면 골다공증과 죽상 동맥 경화증이 발생합니다. 연골 조직의 경우 글리코사미노글리칸의 합성이 중요합니다.
- 추간판의 퇴행이 예방됩니다. 후자는 연골 조직판으로 구성됩니다. 실리콘이 적을수록 플레이트가 더 빨리 마모됩니다. 균열이 생기면 뇌척수액이 누출되기 시작합니다. 이것은 돌출과 탈장으로 가득 차 있습니다.
- 뼈 조직이 회복됩니다. 뼈, 인대, 힘줄이 함께 자라는 것은 매우 어렵고 오랜 시간이 걸립니다.
- 피부, 손톱, 머리카락의 상태가 좋아집니다. 그들은 화학 원소의 농도가 가장 높습니다. 건조하고 벗겨지는 피부, 부서지기 쉽고 둔한 모발, 벗겨지는 손톱은 실리콘 결핍의 징후입니다.
- 신진대사가 안정됩니다. 실리콘 덕분에 화학 원소의 70% 중 3/4이 흡수됩니다. 미네랄은 단백질과 탄수화물 대사에 관여합니다.
- 면역력이 강화됩니다. 실리콘 덕분에 식균 작용이 가속화되어 면역 체계의 특수 세포가 형성됩니다. 그들의 주요 기능– 외부 단백질 구조의 분해. 바이러스 감염이 몸에 들어가면 식세포가 적을 감싸서 파괴합니다.
- 중금속과 독소가 제거됩니다. 산화규소는 이들과 반응하여 신체에 중성인 화합물로 전환하여 소변으로 배설됩니다.
- 혈관벽, 심장 판막, 위장관 내벽이 강화됩니다. 혈관벽의 기초는 실리콘의 도움으로 합성되는 엘라스틴입니다.
- 혈관벽의 투과성이 감소하고 정맥류의 징후, 혈전 정맥염 및 혈관염이 감소합니다.
- 암 질환이 예방됩니다. 비타민 C, A, E의 항산화 특성은 실리콘과 상호 작용할 때 향상됩니다. 신체가 자유 라디칼과 싸우는 것이 더 쉽습니다.
- 뇌질환이 예방됩니다. 실리콘이 부족하면 혈관벽이 부드러워지고 혈액이 뇌로 제대로 전달되지 않아 저산소증이 발생합니다. 산소 결핍으로 인해 뇌가 제대로 기능하지 못합니다. 최대 전력. 뇌 뉴런은 실리콘 없이는 명령을 주고받을 수 없습니다. 그 결과 운동능력이 저하되고, 혈관이 수축되며, 두통과 현기증이 발생하고, 건강이 악화된다.
실리콘 공급원
| 범주 | 제품 | 대략적인 실리콘 함량 |
| 식물성 기름 | 삼나무, 참깨, 겨자, 아몬드, 올리브, 땅콩, 호박, 아마, 간장 | |
| 동물성 오일 | 양고기, 쇠고기, 돼지기름, 라드, 마가린, 버터 생선: 가자미, 가자미, 치누크 연어. | 마이너, 가공 후 실리콘 없음 |
| 주스 | 포도, 배, 크랜베리 | 유리잔 – 미량 원소 일일 요구량의 24% |
| 견과류 | 호두, 헤이즐넛, 피스타치오, 해바라기 씨 | 한 줌의 견과류에는 일일 권장량의 12~100%가 들어 있습니다. 실리콘은 호두와 헤이즐넛(50g 중 100%)에 가장 많이 들어 있고, 피스타치오(50g 중 25%)에 가장 적습니다. |
| 시리얼 | 현미, 오트밀, 기장, 밀기울, 옥수수, 보리 | 죽 1인분(200g)에는 일일 실리콘 요구량이 포함되어 있습니다. |
| 채소 | 흰 양배추, 양파, 셀러리, 오이, 당근, 시금치, 감자, 무, 사탕무. 또한 토마토, 고추, 대황; 콩, 녹두 및 콩 | |
| 과일과 열매 | 살구, 바나나, 사과; 딸기, 체리, 자두 | 과일 200g에는 일일 실리콘 요구량의 최대 40%가 함유되어 있고, 같은 양의 베리에는 최대 30%의 실리콘이 함유되어 있습니다. |
| 건조 된 과일들 | 대추, 무화과, 건포도 | |
| 낙농 | 신 우유, 케 피어, 계란 | |
| 고기와 해산물 | 닭고기, 쇠고기; 해초, 해초 |
- 현미 – 1240;
- 오트밀 – 1000;
- 기장 – 754;
- 보리 – 600;
- 콩 – 177;
- 메밀 – 120;
- 콩 – 92;
- 완두콩 – 83;
- 예루살렘 아티초크 – 80;
- 옥수수 – 60;
- 헤이즐넛 – 51;
- 시금치 – 42;
- 랴젠카 – 34;
- 파슬리 – 31;
- 콜리플라워 – 24;
- 녹색 잎 샐러드 – 18;
- 복숭아 – 10;
- 허니서클 – 10.
조언! 몸에 남아있는 실리콘을 빠르게 보충하고 싶으신가요? 반찬과 함께 고기는 잊어 버리세요. 고기 자체에는 충분한 양의 실리콘(100g당 30-50mg)이 포함되어 있지만 다른 제품의 흡수를 방해합니다. 별도의 영양 섭취는 그 반대입니다. 현미, 보리, 기장, 기장, 메밀을 야채와 과일과 함께 섞습니다. 살구, 배, 체리에 대한 "금식"일을 마련하십시오.
다른 영양소와의 결합
실리콘과 알루미늄을 결합하지 마십시오. 후자의 작용은 실리콘의 작용과 반대입니다.
실리콘은 다른 미량원소와 함께 피부, 모발, 손톱의 결합 조직의 일부인 콜라겐과 엘라스틴의 합성에 화학 반응에 참여합니다.
실리콘은 비타민 C, A, E의 항산화 특성을 향상시킵니다. 후자는 암을 유발하는 자유 라디칼과 싸웁니다.
암을 예방하려면 다음 식품을 함께 섭취하세요(표 참조)
| 비타민 A가 풍부한 식품: | 비타민 C가 풍부한 음식: | 비타민 E가 풍부한 식품: |
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산화규소는 체내에서 중금속(납) 및 독소와 상호작용합니다. 화학 반응의 결과로 안정한 화합물이 형성되어 신장을 통해 신체에서 배설됩니다.
일일 기준
실리콘의 일일 섭취량(아래 제공)은 성인에 대해서만 계산됩니다. 어린이와 청소년의 실리콘 섭취 상한선은 확립되지 않았습니다.
- 6개월 미만 및 7개월 이후 어린이 – 결석.
- 1세부터 13세까지 – 결석.
- 청소년(남성 및 여성) – 결석.
- 성인 – 20-50mg.
실리콘 함유 약물 (Atoxil)을 사용하는 경우 7 세 이상 어린이와 성인의 일일 복용량은 12g입니다. 약물의 최대 복용량은 하루 24g입니다. 1~7세 어린이의 경우 체중 1kg당 약물 150-200mg입니다.
실리콘의 결핍과 과잉
실리콘 결핍은 다음과 같은 원인으로 발생할 수 있습니다.
신체에 실리콘이 부족하면 다음과 같은 조건으로 인해 위험합니다.
- 혈액 내 콜레스테롤 농도가 높습니다. 콜레스테롤은 혈관을 막고(졸레스테롤 "플라크" 형태) 혈액의 점성이 높아지고 혈액 유출이 악화됩니다.
- 곰팡이 질병에 걸리기 쉽습니다. 실리콘이 적을수록 면역 체계가 약해집니다. 바이러스 감염이 몸에 들어오면 식세포(면역 체계의 특수 세포)가 부족한 양으로 생성됩니다.
- 비듬, 탈모 및 숱이. 모발과 피부의 탄력은 실리콘으로 인해 합성된 엘라스틴과 콜라겐의 장점입니다. 결핍은 피부, 머리카락, 손톱의 상태에 영향을 미칩니다.
- 기분 변화. 성능뿐만 아니라 사람의 정신 상태도 뇌의 산소 포화도에 달려 있습니다. 혈관벽이 약해지면 혈액이 뇌로 잘 흐르지 않습니다. 일반적인 정신 활동을 수행하기에 충분한 산소가 없습니다. 기분 변화와 성능 저하는 실리콘 부족의 결과입니다. 날씨가 변해도 똑같은 일이 일어납니다.
- 심혈관 질환. 그 이유는 동일합니다. 혈관벽이 약화되었습니다.
- 진성 당뇨병 그 이유는 혈액 내 포도당 농도가 증가하고 신체가 이를 감소시킬 수 없기 때문입니다.
- 1.2~4.7% – 뇌졸중 및 심장마비;
- 1.4% 이하 – 당뇨병;
- 1.6% 이하 – 간염 바이러스;
- 1.3% - 암.
조언! 실리콘은 모든 유형의 교환에 관여합니다. 혈관벽에 저장된 미량원소는 지방이 혈장으로 침투하는 것을 방지하고 혈류를 차단합니다.
다음 기간에는 식단에서 실리콘 함유 식품의 양을 늘리세요.
- 육체적, 정서적 피로. 아침 식사로 시리얼 한 접시, 점심으로 큰 그린 샐러드 한 접시, 잠자리에 들기 전 구운 발효 우유나 케피어 한 잔은 에너지 공급을 보장합니다.
- 임신과 모유 수유 아기와 엄마의 면역력은 올바른 식단에 달려 있습니다. 하루에 20-50mg의 실리콘을 섭취하면 뼈가 튼튼해지고 피부가 탄력있게 됩니다.
- 대회 준비. 에너지 소비가 많을수록 더 많은 실리콘 함유 제품이 식단에 포함되어야 합니다. 부서지기 쉬운 뼈와 인대 및 힘줄의 염좌를 예방합니다.
- 사춘기. 무릎 통증(슐라터병)이 흔합니다. 뼈 세포는 결합 조직 세포보다 빠르게 분열됩니다. 후자는 뼈를 해부학적으로 올바른 위치에 유지할 뿐만 아니라 기계적 손상으로부터 보호합니다. 크랜베리, 호두, 배는 십대들에게 훌륭한 간식입니다.
피부, 머리카락, 손톱 상태가 만족스럽지 않다면 시리얼과 주스를 섭취하세요. 내일은 포도 주스, 점심은 크랜베리 주스, 저녁은 배 주스가 탄력있고 탱탱한 피부를 위한 첫걸음입니다.
과잉 실리콘의 위험성은 무엇입니까?
식단에 과도한 실리콘이 함유되어 병에 걸릴 수는 없지만 토양이나 물에 실리콘 함량이 높은 지역의 주민들은 위험에 처해 있습니다.
신체 내 실리콘 농도가 높기 때문에:
- 염분은 요로, 관절 및 기타 기관에 축적됩니다.
- 섬유증은 혈관과 몸 전체에서 발생합니다. 증상: 호흡이 빨라짐 가벼운 부하, 폐활량 감소, 저혈압;
- 우심실이 확장되고 비대해집니다(“폐성심”).
- 간이 커지고, 팔다리가 부풀어 오르고, 피부가 파랗게 변합니다.
- 과민성이 증가하고 무력 증후군이 발생합니다.
- 상기도 질환의 위험이 증가합니다. 이들 중 가장 흔한 것은 규폐증입니다. 이 질병은 이산화규소를 함유한 먼지를 흡입하여 발생하며 만성 형태로 발생합니다. 질병이 진행됨에 따라 환자의 폐에서 결합 조직이 자랍니다. 정상적인 가스 교환이 중단되고 결핵, 폐기종 또는 폐암이 배경으로 발생합니다.
광산, 주조 공장, 내화 재료 및 세라믹 제품 제조업체의 근로자가 위험에 처해 있습니다. 이 질병은 호흡 곤란, 호흡 곤란 및 기침으로 나타납니다. 신체 활동으로 인해 증상이 악화됩니다. 도자기 및 토기, 유리 생산, 비철 및 귀금속 광석 매장지, 주조품의 샌드블라스팅은 잠재적으로 위험한 대상입니다.
실리콘 과잉은 체온의 감소 및 증가, 우울증, 전반적인 피로 및 졸음으로 나타납니다.
이러한 증상이 나타나면 당근, 사탕무, 감자, 예루살렘 아티초크는 물론 살구, 체리, 바나나, 딸기를 식단에 포함하세요.
실리콘을 함유한 제제
성인의 몸에는 1-2g의 실리콘이 포함되어 있음에도 불구하고 추가 부분은 아프지 않습니다. 성인은 하루에 약 3.5mg의 실리콘을 음식과 물과 함께 섭취합니다. 성인은 기초 대사에 3배(약 9mg)를 더 소비합니다. 실리콘 소비가 증가하는 이유는 열악한 생태학, 자유 라디칼 형성을 유발하는 산화 과정 및 스트레스 때문입니다. 실리콘 함유 제품만으로는 부족합니다. 의약품이나 약용 식물을 비축해 두세요.
실리콘 함량에 대한 기록 보유자는 주니퍼, 쇠뜨기, 탠시, 쑥 및 은행나무입니다. 또한 필드 카모마일, 백리향, 중국 호두 및 유칼립투스도 있습니다.
실리콘수로 부족한 실리콘을 보충할 수 있습니다. 미량원소의 특성 중 하나는 물 분자의 구조화입니다. 이러한 물은 병원성 미생물, 원생동물, 곰팡이, 독소 및 외부 화학 원소의 생명에 적합하지 않습니다.
실리콘 워터는 맛과 신선도가 녹은 물과 비슷합니다.
집에서 실리콘으로 물을 정화하고 강화하려면 다음이 필요합니다.
- 약국에서 부싯돌 자갈을 구입하십시오 - 작을수록 좋습니다 (부싯돌과 물 사이의 접촉 면적이 클수록).
- 물 3 리터당 돌 50g의 비율로 물을 넣으십시오.
- 유리용기에 물을 담아 실온의 어두운 곳에서 3~4일 동안 우려냅니다. 물을 오래 주입할수록 치료 효과가 더욱 뚜렷해집니다.
- 완성 된 물을 다른 용기에 붓고 바닥층을 3-4cm 깊이로 남겨 둡니다 (독소 축적으로 인해 사용할 수 없음).
- 밀폐 용기에 물을 보관하면 최대 1년 반 동안 보관됩니다.
- 죽상 동맥 경화증, 고혈압 및 요로 결석증, 피부 병리 및 당뇨병, 감염성 및 종양성 질환, 정맥류 및 신경 정신 질환까지 예방하기 위해 실리콘 물을 원하는 양만큼 마실 수 있습니다.
아톡실. Atoxyl의 활성 성분은 이산화 규소입니다.
릴리스 양식:
- 현탁액 제조용 분말;
- 약 12g의 병;
- 10mg의 약물 병;
- 2g의 향 주머니, 팩당 20 향 주머니.
약리학적 효과. 장흡착제 역할을 하며 상처 치유, 항알레르기, 항균, 정균 및 해독 효과가 있습니다.
위장관 기관에서 약물은 외인성 및 내인성 독소 (세균 및 식품 알레르기 항원, 미생물 내 독소, 독성 물질)를 흡수하여 제거합니다.
혈액, 림프 및 조직에서 소화관으로 독소의 이동을 가속화합니다.
적응증: 설사, 살모넬라증, 바이러스성 A형 및 B형 간염, 알레르기성 질환(체질, 아토피성 피부염), 화상, 영양성 궤양, 화농성 상처.
신장병, 소장대장염, 독성간염, 간경변, 간담낭염, 약물 및 알코올 중독, 피부병(습진, 피부염, 신경피부염), 화농성 패혈증 과정중의 중독, 화상병에 쓰인다.
사용하는 방법:
- 병. 분말이 담긴 병(바이알)을 열고 깨끗한 식수 250ml 표시선까지 첨가한 후 부드러워질 때까지 흔듭니다.
- 향 주머니. 깨끗한 식수 100~150ml에 1~2봉지를 녹입니다. 식사나 약을 복용하기 1시간 전에 복용하십시오.
급성 장염의 치료 기간은 3~5일이다. 치료 과정은 최대 15일입니다. 바이러스성 간염 치료 시 – 7~10일.
부작용 효과: 변비.
금기 사항 : 십이지장 및 위궤양의 악화, 대장 및 소장 점막의 침식 및 궤양, 장 폐쇄, 이산화 규소에 대한 과민증.
이 약은 1세 미만의 어린이, 임신 또는 수유 중인 여성에게는 처방되지 않습니다.
약물과의 상호작용:
- 아세틸살리실산(아스피린) – 혈소판 분해 증가;
- 심바스타틴 및 니코틴산 – 지질 스펙트럼 지표의 동맥 경화성 분획의 혈액 감소 및 지단백질 VP 및 콜레스테롤 수준의 증가;
- 방부제 (Trifuran, Furacillin, Chlorhexidine, Bifuran 등) – 화농성 염증 과정에 대한 치료 효과를 높입니다.