Silikon fiyatı, oluşumu, ekstraksiyonu ve kullanımı

Silisyum, aynı zamanda silisyum, Si sembolüne ve 14 atom numarasına sahip kimyasal bir elementtir. 4’te. Ana grup (karbon grubu) veya 14. IUPAC Grubu ve 3. Elementlerin Periyodik Tablosunun Dönemi. Kütle fraksiyonu (ppmw) açısından, oksijenden sonra dünyanın kabuğunda en bol bulunan ikinci elementtir.

Silisyum, klasik bir yarı metaldir, bu nedenle hem metallerin hem de metallerin özelliklerine sahip değildir ve temel bir yarı iletkendir. Saf, temel silikon gri-siyah bir renge sahiptir ve tipik olarak metalik, genellikle bronz ila mavimsi bir parlaklığa sahiptir.

Silisyum elektronikler için son derece önemlidir ve izotop saf formunda 2018 de kilogramın tanımına hizmet etmektedir. Elementel silikon, insan vücudu için toksik değildir, bağlı silikat formundaki silikon insanlar için önemlidir. İnsan vücudu, yaklaşık 20 mg / kg vücut kütlesi silikon içerir; miktar yaşla birlikte düşer.

İmla ve etimoloji

Varsayılan olarak, 'silikon' elemanı yazılmıştır. C 'ile yazım esas olarak kimyasal jargonda kullanılır. Her iki heceleme, Latince silex 'çakıl taşı', 'kaya' ile ilişkili Latince silis, silika 'dan kaynaklanmaktadır.

Silicon için İngilizce sözcük silicon. Örneğin Silikon Vadisi adına dahil edilmiştir. Silikonun zaman zaman karşılaşılan çevirisi yanlış bir dosttur çünkü silikonlar silikonun kimyasal bir sınıfıdır.

Tarih
Endüstri öncesi zamanlarda kullanım

Silikon bileşikleri, özellikle de kayalar, geleneksel olarak insanlık tarihinde bir yapı malzemesi olarak önemli bir rol oynamıştır. Erken bir taş yapıya tipik bir örnek Stonehenge'dir. Yapı malzemesi olarak uzun süredir kullanılan bir başka önemli silisli malzeme, ilk önce dal elyafı kil yapısında, daha sonra tuğla formunda kullanılmış olan tiftiktir. Aynı zamanda silikat içeren çimento, ilk önce Romalılar tarafından geliştirilmiştir.

Keskin kenarları nedeniyle Taş Çağı'nda silisli kayaçlar da alet olarak kullanılmıştır. Mesela Obsidiyen, protohistorik dönemlerde özellikle uygun bir araç malzemesi olarak çoktan madenciliğe tabi tutulmuş ve ticaret tarafından yaygın olarak dağıtılmıştır. Feuerstein, Belçika ve Danimarka gibi tebeşir bölgelerinde madenlendi. Metal çıkarımında, özellikle çelik üretiminde, fırınları ve fırınları oksijen girişinden ve kil veya kum kalıpları olarak korumak için silikat cürufu kullanılır; Muhtemelen cam yapımı keşfedildi.

Bir öğe olarak keşif

1789 yılında ilk kez Antoine Lavoisier, Silex'in bir metalin oksidi olduğunu tahmin ediyordu. Humphrey Davy, 1807 yılında metallerin silikon, alüminyum, zirkonyum ve glukinyum (berilyum) varlığına dair elektrokimyasal testler yaptığını belirtti.

"Bu konuyu elde edebileceğim için çok şanslı olsaydım ve aradığım metalik maddeleri tedarik etmiş olsaydım, silisyum, alumiyum, zirkonyum ve glukyum adları için teklif vermeliydim."

"Konuyla ilgili daha güvenilir kanıtlar elde etmekten ve aradığım metalik maddeleri öğretmiş olmaktan çok mutlu olsaydım, onlara silikon, alumium, zirkonyum ve glukyum adlarını önerirdim."

- Humphry Davy

1811’te kimyager Joseph Louis Gay-Lussac ve Louis Jacques Thénard (bakınız Thénards Blau) saf ve şekilsiz silikon üretti (a-Si, kristalin olmayan, allotropik silikon şekli). Bunu yapmak için, silikon tetraflorürü elementel potasyum ile reaksiyona soktular. Benzer bir prosedür İsveç'te Jöns Jakob Berzelius tarafından bir hekzaflorosilikatın elementer potasyum ile reaksiyona sokulmasıyla Xnumx tarafından takip edildi. Berzelius, elde edilen şekilsiz silisyeni yıkayarak temizledi. Silisyumun temel yapısını tanıyan ilk kişi oydu ve adını verdi.

Silikon terimi, Lateks silex kelimesinden (çakıl taşı, çakmaktaşı) türetilmiştir. Silisyumun birçok mineralde daha yaygın olduğunu ifade eder.

İngilizce terimi silikon, İskoç kimyager Thomas Thomson (1817-1773) tarafından 1852'e teklif edildi. Sonunda metal olmayan karbon (karbon) ve bor (bor) ile kimyasal ilişki belirtilmesi amaçlanmaktadır.

1854 yılında saf kristal kristalin ilk üretimi, elektroliz yoluyla Fransız kimyacı Henri Etienne Sainte-Claire Deville'ye geçti.

Bulunduğu

Tüm dünya, silikon kütlesinin yaklaşık yüzde 15'idir; Özellikle manto, kayda değer miktarda silikat kaya erimesinden oluşur. Yerkabuğunun kabuğu, ağırlıkça yaklaşık yüzde 25,8 silikondur; bu, oksijenden sonra ikinci en bol bulunan kimyasal elementtir. Burada silikon esas olarak silikat mineralleri veya saf silika formunda meydana gelir.

Yani kum esas olarak silikadan oluşur. Kuvars saf silikadır. Pek çok mücevher, silikon dioksit ve ametist, gül ve duman kuvars, akik, jasper ve opal gibi diğer maddelerin az ya da çok katkılarından oluşur. Silikon formları birçok metal ile silikatları oluşturur. Silisli kayaçların örnekleri mika, asbest, kil, şeyl, feldspat ve kumtaşıdır. Okyanuslar ayrıca çok büyük bir silikon rezervuarını temsil eder: monomerik silisik asit formunda, bütün okyanuslarda önemli miktarlarda çözülür. Toplam olarak (2011'ten itibaren) 1437 silikon mineralleri, en yüksek silikon içeriğine sahip% 70 içeriği içeren nadir mozanit ile (karşılaştırma için: mineral kuvars% 46,7'e kadar silikon içeriğine sahiptir).

Silikon doğada ayrıca onurlu bir şekilde oluştuğu için, yani temel formda, Uluslararası Mineraloji Derneği (IMA) tarafından bir mineral olarak tanınır ve Strunzchen Mineral sınıflandırmasında (9 baskısı) sistem no. 1.CB.15 (8 baskısı: I / B.05-10), yarı metaller ve metal olmayan bölümlerde liderlik etmiştir. İngilizcede en çok Dana'ya göre sınıflandırılan minerallerin sınıflandırılmasında, mineral elementi sistem no. 01.03.07.01.

2011 sitelerinde, ilk kez Küba'daki Nuevo Potosi deposunda da dahil olmak üzere katı silikon tespit edildi (15). Diğer yerler Çin Halk Cumhuriyeti, Rusya, Türkiye ve Amerika Birleşik Devletleri'ndedir.

Silicatkreislauf

Silisik mineraller, kalsiyum silikat örneğinde gösterildiği gibi, metasilik asit ve karbonatlar oluşturmak üzere suyun karbonik asidi ile reaksiyona sokularak kalıcı olarak ayrışır:

Çözünmeyen metasilik asit ayrıca çözünür ortosilik asit oluşturmak için karbonik asit ile reaksiyona girer:

Bununla birlikte, ortosilik asit, pH değerinin ≥ 3 olması koşuluyla (amorf) silikon dioksit ve su oluşturmak için kendisiyle nispeten hızlı bir şekilde reaksiyona girer. Ortosilik asidin mutlak konsantrasyonu nispeten düşüktür (örneğin, deniz suyunda <yaklaşık 7 mmol).

Silika veya suda çözülebilen silikatların deniz organizmalarına (1) dahil edilmesi, boğulduktan sonra sönme üzerine çökeltilen veya deniz dibindeki volkanizma ve magma sızıntısı nedeniyle silikat minerallerini (2.) Gerer.

Bu sürecin gerçekleştiği zaman ufku birkaç milyon yıldır, bu yüzden yaşayan doğanın karbon döngüsünden çok daha uzundur.

Canlı doğada silikon

Silikonun halihazırda bahsedilen temel doğasına ek olarak, silikon dioksit içeren yapılar üreten birkaç organizma vardır. Bunların en bilinenleri ortosilik asit Si (OH) 4'in enzim katalizli yoğunlaşması ile silikon dioksit dış iskeletini oluşturan diyatomlar, süngerler (Porifera, Spongiaria) ve radyolarilerdir. Birçok bitki ayrıca saplarında ve yapraklarında silika içerir. Burada iyi bilinen örnekler at kuyruğu ve bambu bitkisidir. Yerleşik silika omurgası, ek stabilite sağlar.

İnsanlar için fizyolojik önemi

Silisyumun kemik oluşumu ve olgunlaşması için gerekli olduğu görülüyor. Buzağılarda, ortosilikat verilmesi deride ve kıkırdakta kollajen çoğalmasına neden olmuştur. Hayvan deneylerinden elde edilen arzu edilen alım, 30 mg / d'dir. İnsanlardaki eksiklikler henüz bilinmemektedir.

Silika veya Silika terra oral ürünlerdir. Esas olarak, silisik anhidritler (silikon dioksit) içerdikleri ve cildi, tırnakları, kemikleri ve bağ dokusunu güçlendirdiği ve onları sağlıklı tuttuğu söylenir. Bir etki bilimsel olarak kanıtlanmamıştır.

Bir silikon fazlalığı eritrosit hemolizine neden olabilir ve bunun doğrudan bir sonucu olarak hücre değişebilir.

Laboratuarda ekstraksiyon

Elementel silikon, silika veya silikon tetraflorürden başlayarak, baz metallerle indirgenerek laboratuar ölçeğinde elde edilebilir. Reaksiyon 2.) Sadece element kükürt ilavesiyle çalışan alüminotermik bir işlemdir, üçüncü rota elementin keşfine tekabül eder:

Yüksek oranda reaktif amorf silikon, silisitlerin sodyum veya asidolizi ile indirgenerek elde edilebilir:

 

Endüstride çıkarma

Elementel silikon, metalurjide (ferrosilikon), fotovoltaiklerde (güneş pilleri) ve mikroelektronikte (yarı iletkenler, bilgisayar yongaları) farklı saflık derecelerinde kullanılır. Buna bağlı olarak, endüstride, farklı saflık derecelerine göre temel silikonun sınıflandırılması yaygındır. Sim (metalurjik dereceli, ham silikon,% 98% 99 saflık), sisg (güneş dereceli, solar silikon,% 0,01'ten daha küçük safsızlıklar) ve zafer (elektronik dereceli, yarı iletken silikon, küçük 10-9) safsızlıkları arasında bir ayrım yapılır. Güneş pilleri için, malzemenin kalınlığı boyunca saflığı, mümkün olan en uzun taşıyıcı ömrünü sağlamak için önemlidir, mikroelektronikteki birçok uygulama için, yalnızca yaklaşık 20 ila 30 mikronlarının üst katmanları oldukça saf olmalıdır.

Geleneksel olarak, silikonun ilk önce 300-350 ° C'de akışkan yataklı bir reaktörde triklorosilan (silikokloroform) içinde gaz halinde hidrojen klorür ile reaksiyona sokulduğu Siemens işlemi kullanılır.

Birkaç damıtma aşamasından sonra, triklorosilan, 1000-1200 ° C'de ısıtılmış hiperpür silikon çubuklar üzerinde yukarıdaki reaksiyonun tersine çevrilmesinde hidrojen varlığında termal olarak ayrıştırılır. Temel silikon çubukların üzerinde büyür. Serbest kalan hidrojen klorür dolaşımına geri döner. Bir yan ürün olarak, silikon tetraklorür çökeltilir, bu da ya triklorosilan'a dönüştürülür ve işleme geri döner ya da oksijen alevi içinde pirojenik silikaya yanar. Siemens, 19 kg atık ve kg hiperpür silikon başına yan ürün üretiyor.

ham silikon

Endüstriyel bir ölçekte, erimiş indirgeme fırınında karbonla silika indirgeme ile yaklaşık 2000 ° C sıcaklıklarda elemental silikon elde edilir. Başlangıç ​​malzemesi kuvars kumu veya kuvars çakılıdır.

2002, bu endüstriyel ham silikondan (Simg) yaklaşık 4,1 milyon ton üretti. Metalurjik amaçlar için yeterince temizdir ve çelikler (korozyon direncinin arttırılması, sementitin baskılanması) ve esas olarak silikonların üretimi için kullanılan Müller-Rochow işlemi ile silan üretimi için bir hammadde olarak alaşım bileşeni ve deoksidan olarak kullanılır. Çelik endüstrisi için ferrosilikon üretimi için (yüksek fırın prosesinde deoksidize edici), müteakip reaksiyon elemental demir varlığında uygun bir şekilde gerçekleştirilir.

SiO2'in diğer sindirim olanakları şunlardır:

Eritme tankında yaklaşık 1600 ° C'de soda sindirim:

Otoklavda suyla yaklaşık 200 ° C'de hidrotermal sindirim:

güneş silikon

Güneş pillerinin üretimi için ham silikon güneş silikonuna (Sisg) daha da arıtılmalıdır. Bunun için farklı prosedürler var. Bu yöntemler, birçok karmaşık ara basamaktan dolayı güneş enerjisi modüllerinin üretilmesinde en çok enerji harcayan kısımdır. Bu nedenle, UMG yöntemi (Yükseltilmiş Metalurji Sınıfı) ve FBR yöntemi (Akışkanlaştırılmış Yatak Reaktörü) gibi çeşitli üretim yöntemleri şimdi test edilmekte ve kullanılmaktadır.

Klorsuz bir alternatif, ısıtılmış yüzeylerde bir temizleme aşamasından sonra veya akışkan yatak reaktörlerinden geçerken tekrar ayrışan monosilanın ayrışmasıdır.

Bu yollarla elde edilen polikristalin silikon (polisilikon), güneş modüllerinin üretimi için uygundur ve% 99,99'in üzerinde bir saflığa sahiptir. Güneş teknolojisinde, mikroelektronikte olduğu gibi, silikonun yarı iletken özelliklerinden de yararlanılır.

Yalnızca tarihi ilgi alanı DuPont şirketi tarafından daha önce kullanılmış bir prosedürdür. 950 ° C sıcaklıklarda tetraklorosilanın elementel çinko buharı ile indirgenmesine dayanıyordu.

Ancak teknik problemler ve çok miktarda çinko klorür atığı nedeniyle, bu işlem artık kullanılmamaktadır.

Yarı iletken silikon
Monokristal yarı iletken silikon

Mikroelektronikteki uygulamalar için, yüksek saflıkta, monokristal silikon (Sieg) gereklidir. Özellikle, doping elementleri olarak da uygun olan elementlerle kontaminasyonların, pota çekerek veya zon erimesi ile belirli kritik değerlerin altındaki konsantrasyonlara getirilmesi gerekir. Üretici Shin-Etsu, külçelerinin "11N" -ref'ini (= 99,999 999 999%) tanıtır.

Pota çekmede (Czochralski prosesi), Siemens prosesinde elde edilen solar silikon kuvars potalarında eritilir. Bu eriyik içine yüksek saflıkta bir monokristal silikon tohumu kristali yerleştirilir ve eriyikte neredeyse tüm kirletici maddeleri bırakarak kristal üzerinde monokristal formda yüksek saflıkta silikon kristalleştirmek için eğrilirken yavaşça eritilir. Bu saflaştırma işleminin fiziksel arka planı erime noktası depresyonu ve maddelerin mümkün olduğunca saf kristalleşme eğilimidir.

Alternatif olarak, (halka şeklinde) bir elektrikli endüksiyon ısıtıcısının yardımı ile bölge eritilmesi sırasında, bir erimiş bölge bir silikon çubuktan geçirilir, böylece kirletici maddelerin büyük bir kısmı eritilir ve onunla birlikte taşınır.

Yüksek saflıkta kristalli silikon şu anda mikroelektronik için en uygun baz malzemedir; elektriksel özellikleri bakımından, silikonun ve bileşiklerinin kimyasal, fiziksel ve teknik özelliklerinden (silikon dioksit, silikon nitrit vb.) daha azdır. Tüm yaygın bilgisayar çipleri, bellek, transistörler vb. Başlangıç ​​maddesi olarak yüksek saflıkta silikon kullanır. Bu uygulamalar silisyumun yarı iletken olması gerçeğine dayanmaktadır. İndiyum, antimon, arsenik, bor veya fosfor gibi safsızlıkların (doping) hedefe dahil edilmesi ile silikonun elektriksel özellikleri geniş bir aralıkta değişebilir. Her şeyden önce, bu şekilde üretilen PN birleşme etkileri sayesinde çeşitli elektronik devreler gerçekleştirilebilir. Elektronik devrelerin artan önemi nedeniyle, biri silikon çağından da söz ediyor. Kaliforniya'daki yüksek teknoloji bölgesinin Silikon Vadisi adı, yarı iletken ve bilgisayar endüstrilerinde de silikonun büyük önemine işaret ediyor.

Amorf silikon, excimer lazerler kullanılarak polikristalin silikonuna dönüştürülebilir. Düz panel ekranlar için ince film transistörlerinin (TFT) üretilmesinde bu önem artar.

Silikon gofret

Silisyum hem ince taneli bir toz halinde hem de daha büyük parçalar halinde ticari olarak temin edilebilir. Güneş modüllerinde veya yarı iletken bileşenlerde kullanım için yüksek saflıkta silikon, genellikle silikon gofret adı verilen tek kristalli ince diskler şeklinde üretilir (bkz. Şek.). Ancak ilk yatırımın yüksek olması ve gerekli fırınlar için uzun inşaat süreleri nedeniyle, dünya çapında sadece birkaç şirket ham silikon üretmektedir.

En büyük metalurjik silikon üreticileri şunlardır:

• Elkem (K, ABD)
• Invensil (K, ABD)
• Dünya Metalurji (ABD)
• Rima Metal (Br)

Diğer büyük üreticiler hakkında 15 var. Çin Halk Cumhuriyeti'nde, ülkedeki en büyük üretici olan birkaç küçük çalışma var.

Polisilik ve hiperpür silikon pazarları, 2000'lerin ortasından bu yana değişmektedir. Güneş enerjisi endüstrisindeki yüksek talep nedeniyle 2006 silikon kıtlığına neden oldu.

Fiziksel özellikleri

Germanyum, galyum, fosfor ve Periyodik Tabloya bitişik antimon gibi silikon, temel bir yarı iletkendir. Bant modeline göre değerlik bandı ile iletken bant arasındaki enerjik mesafe 1,107 eV'dir (oda sıcaklığında). Bor veya arsenik gibi uygun doping elemanları ile doping yaparak, iletkenlik bir faktör 106 ile arttırılabilir. Bu şekilde katkılı silikonda, safsızlıklardan ve kafes kusurlarından kaynaklanan safsızlık çizgisi içsel çizgiden önemli ölçüde daha büyüktür, bu nedenle bu malzemelere safsızlık yarı iletkenleri olarak adlandırılır. Grid parametresi 543 pm'dir.
Silisyumun karmaşık kırılma indeksinin (N = n + ik) spektrumu

Işığın dalga boyuna bağlı olan karmaşık kırılma indisi yandaki resimde gösterilmektedir. Burada da bant yapısı ile ilgili bilgiler okunabilir. Ekstinksiyon katsayısının kuvvetle artan seyri k, 370 nm'de (E1 = 3,4 eV) doğrudan bir bant geçişi gösterir. Başka bir doğrudan bant geçişi ≈ 300 nm'de (EΓ2 = 4,2 eV) gözlemlenebilir. Silisyumun dolaylı bant geçişi (Örneğin = 1,1 eV) sadece tahmin edilebilir. Daha fazla dolaylı bant geçişlerinin olduğu gerçeği,> 400 nm dalga boyları için geniş k eğrisinden görülebilir.

Su ve diğer birkaç maddede olduğu gibi, silikon da bir yoğunluk anomalisine sahiptir: sıvı formdaki yoğunluğu (Tm = 1685 K'da), 10-11'teki% X katı, kristalli formdaki (c-Si) 300 K'dan daha yüksektir.

Kimyasal özellikleri

Doğada ve sentetik olarak üretilen bileşiklerin büyük çoğunluğunda meydana gelen her şeyde, silikon sadece tek bağlar oluşturur. Si-O tekli bağın, CO çiftli bağın aksine stabilitesi, yalnız oksijen çiftlerinin boş silikon yörüngeleri ile üst üste binmesinden kaynaklanan kısmi çift bağ karakterinden kaynaklanmaktadır. 3'un bir elemanı olduğu silikonun uzun zamandan beri geçerli olduğu kabul edilen çift bağ kuralı. Bununla birlikte, bu arada, artık Si-Si çift bağlarına sahip çok sayıda sentetik olarak üretilen bileşiklerin bilinmesi nedeniyle eski hale gelmiştir. 2004'te, resmi bir Si-Si üçlü bağına sahip ilk bileşik yapısal olarak karakterize edildi.

Nitrik asit içeren hidroflorik asit (içinde heksaflorosilikatın oluştuğu) hariç, silikon asitlerde çözünmez çünkü pasivasyon katı bir silis tabakasının oluşumu ile gerçekleşir. Öte yandan, sıcak kostik alkalilerde hidrojen oluşumu ile kolayca çözülür. Negatif normal potansiyeline (-0,81 V) rağmen, kendisini havadaki koruyucu bir oksit tabakasıyla kapladığı için kompakt formunda nispeten etkisizdir.

Mekanik özellikler

Silisyumun mekanik özellikleri anizotropiktir (yönsel). Seçilen kristal oryantasyonuna bağlı olarak, elastikiyet modülü, 130 GPa ve 189 GPa arasındaki değerleri kabul eder. Elastik davranışın genel bir açıklaması, üç bağımsız elastik sabit C11, C12 ve C44 aracılığıyla tüm kübik kristallerde olduğu gibi Voigt notasyonunda verilmiştir. Esneklik matrisi silikon içindir:

Elastik sabitler aşağıdaki değerlere sahiptir:

İlgili elastik modüller, silikonun bireysel ana kristal yönleri için elastik sabitlerden hesaplanabilir (100,110 ve 111):

 

izotop

23Si ve bilinen silikonun 22Si arasında toplam 45 izotopları vardır. Bunlardan üçü, 28Si, 29Si ve 30Si izotopları stabil ve doğal olarak meydana gelir. Doğal izotopik bileşimin en büyük payına sahip olan izotop,% 28 ile 92,223Si'dir, 29Si,% 4,685 ve% 30Si% 3,092'e sahiptir. En uzun ömürlü dengesiz izotoplar, beta bozunması durumunda yarı ömürlü bir 32 yılı olan 153P (fosfor) 'e geçen 32Si ve beta bozunması altında 31'a kadar süren 157,36P'ye sahip olan 31Si'dir. Diğer tüm izotopların sadece kısa yarım ömürleri veya milisaniyeleri vardır.

28Si, ağır yıldızlarda, büyük miktarlarda (oksijen yanması) gelişiminin sonuna doğru oluşur. Bu, toplam silikondaki (% 28) ve ayrıca diğer elementlere kıyasla silikon sıklığında yüksek oranda 92,23Si'nin nedenidir. 2009'ten beri, SI baz birimi kilogramını verilen bir 28Si atom kümesi olarak yeniden tanımlamak için girişimlerde bulunulmuştur; bu girişimler 2018’i Kasım’da yeni bir tanımlamaya yöneltti. Ayrıca, 29Si (toplam silisyumun% 4,67% si) ve 30Si (% 3,1%) izotopları da stabildir.

Radyoaktif izotop 31Si hızlı bir şekilde (yarı-ömür 157,3 dakika) beta radyasyon ile stabil fosfora dönüşür. Bu durum çok homojen bir şekilde n katkılı silikon üretmek için kullanılabilir. Bu amaç için silikon, nötronlarla ışınlanır, nötron yakalaması ile daha sonra 31Si ve dolayısıyla 31P ortaya çıkar. Bu yöntem için uygun bir nötron kaynağı araştırma nötron kaynağı Heinz Maier-Leibnitz'dir. Daha dayanıklı, 32 yılının yarı ömrü olan 172Si'dir. Bu izotopun izleri kozmik radyasyonla argonun yayılmasıyla yeryüzünün atmosferinde oluşur. 32Si eşit derecede radyoaktif 32P'ye (yarı ömür 14,3 gün) ve daha sonra stabil 32S'e (sülfür) bozulmaktadır. Diğer tüm izotoplar birkaç saniye içinde parçalanır.

Güvenlik

Silikon, birçok element gibi yanıcı bir tozdur. Bir toz ve granüller olarak tahriş edicidir. Kompakt silikon zararsızdır.

Hidrojenlenmiş, yani yüzeysel olarak hidrojen kaplı, gözenekli silikon, Münih Teknik Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tarafından tesadüfen keşfedildiği gibi, lazer ışıması altında yüksek oranda patlayıcı olabilir ve oksijenin artması olabilir. Mikrometre aralığında patlatma mümkündür. Patlama hızı ve patlama enerjisi TNT ve dinamitten daha yüksektir.

Teknolojide kullanmak

1947, John Bardeen, Walter Brattain ve William Shockley'i kontrol edilebilir elektriksel direnç, transistör, önce bir germanyum tek kristalinde keşfetti. Bağlantıya uygun silikon, ancak elektronik amaçlar için gerekli olan saflıkta izole edilebilir. 1958 Fairchild'de Robert Noyce ve Texas Instruments'taki Jack S. Kilby bağımsız olarak bir silikon çip üzerindeki entegre devreyi (IC) geliştirdi. Yaklaşık 1970'ten beri, silikon çoğu yarı iletken ürünün temel malzemesidir ve birçok sensör ve diğer mikromekanik sistemler için temel bir malzemedir (örneğin, bir atomik kuvvet mikroskobundaki kol kolu). Silikon aynı zamanda çoğu güneş pilinin temel bileşenidir.

Kasım ayında 2005, silikon lazerler ile ümit vaat eden ilk sonuçlar hakkında rapor edildi.

Silikon birçok patlayıcıda yüksek enerjili bir yakıt olarak kullanılır.

Silikon katılaştırma üzerine genişlediğinden, çoğu madde büzülürken, birçok döküm alaşımına eklenir. Örneğin, dökme demir her zaman yaklaşık% 2 Si içerir. Özellikle önemli olan, Si içeriğinin% 20'e kadar çıkabileceği alüminyum-silikon alaşımlarıdır. Tüm dökme alüminyum malzemelerin en önemli çeşidi budur.

Bağlantıları

Silisyum hemen hemen her zaman kimyasal bileşiklerde dört değerlidir. Buna göre, bileşiklerdeki silikon atomu genellikle dört koordinattır. Ek olarak, şimdi silikonun beş veya altı katlı bir koordinasyona sahip olduğu birkaç bileşik vardır. Tetravalent silisyumun yanı sıra sentetik olarak hazırlanan iki değerli silisyum bileşikleri (silenler) bilinmektedir, ancak çoğu çok kararsızdır. Daha büyük önem taşıyan, sadece optik lenslerin telafisi için bir malzeme olarak kullanılan silikon monoksit. Ek olarak, 2012 deneysel olarak, silisen adı verilen ve tek boyutlu grafen yapısına benzer üç koordinatlı bir bileşik tespit etmiştir.

Silikonun tüm kimyası, esasen silikonun oksijene olan afinitesi ile karakterize edilir. Silisyum, genellikle kimyasal olarak bir bileşiğin elektropozitif ortağıdır, ancak aynı zamanda resmen silikonlu bileşikleri de vardır. Bunlar çoğunlukla, silikonun aynı zamanda gerçek anyonlar oluşturabildiği silikitlerdir.

Bağlanma polaritesinin tersine çevrilmesi

Özellikle dikkat çeken husus, element-hidrojen bağlarının bağ polaritesinin karbondan silikona geçişte ters çevrilmesidir. Burada, elektronegativite farkı + 0,45 (karbon-hidrojen) 'den -0,2' e değişir, bu yüzden silan bileşiklerinin hidrokarbonlardan tamamen farklı bir reaktiviteye sahip olmaları gerekir.

En önemli silikon bileşikleri, bazı temsilcilerden söz edilen aşağıdaki sınıflara ayrılabilir:

İkili bağlantılar

• silikon karbid
• silis
• silisyum nitrür
• silisidler

silikat

• Zirkon ve diğer tüm silikatlar ve silisik asit bileşikleri

silikon halojenürler

• Silikon tetraflorür
• Silikon tetraklorür
• Triklorosilan (silikokloroform)

Silikon hidrürler

• monosilan
• silan

Organik silikon bileşikleri

• Tetrametilsilan (TMS, NMR standardı)
• Diklorometilsilan gibi metilklorosilanlar (silikonlar için yapı taşları)
• fenilklorosilandır
• karbosilanlar
• Carbosilazane
• karbosiloksanlar

Polimerik silikon bileşikleri

• Silikonlar (silikonlar, polyorganosiloksanlar) polimerizasyon ile oluşturulur ve en önemli endüstriyel plastiklere aittir.
• Polimerik silikon-oksijen bileşikleri birçok alanda uygulama bulur; Kozmetik ve inşaat endüstrilerinde yağlayıcılar ve sızdırmazlık maddeleri olarak görev yaparlar.
• Polisilanlar, -karbosilanlar, -karbosilazanlar, -karbosiloksanlar

diğer

Bu güne kadar sık ​​sık ingilizce kelime "silikon" (silikon için), popüler bilim makalelerinde ya da "silikon" ("silikon" olarak "dublaj" filminde sahte olarak çevrilmiş veya telaffuz edilmiş bir durumdur. Bu, örneğin, bilim kurgu dizisi Star Trek'te, James Bond ajanı gerilim filmi Ölüm karşısında veya animasyon dizisi The Simpsons'da gerçekleşti. Örnek: "Yaşam formu karbondan mı yoksa silikondan mı yapılmış?"

 

Silikon fiyatları

Silikon fiyatları -> stratejik metal fiyatları