منو
 صفحه های تصادفی
موضوعات ویژه شیمی
شیمی محلولها
حسادت بر امام علی علیه السلام
شدت جریان متناوب
مواقف قیامت
جایگاه انسان در تغییرات زمین
کور
دانموریت
تربیت اولاد
شهادت امام جواد علیه السلام
 کاربر Online
709 کاربر online
تاریخچه ی: سیلیکن

V{maketoc}

































































































































((Aluminum)) - __Silicon__ - ((Phosphorus))
((کربن|C))
__Si__
((ژرمانیم|Ge))  
 
 
{picture file=img/daneshnameh_up/4/49//Si_TableImage.png}

((جدول استاندارد|جدول کامل))

__عمومی__
((فهرست نام عناصر|نام)), ((فهرست علائم عناصر|علامت اختصاری)), ((فهرست شماره عناصر|شماره)) Silicon, Si, 14
((گروه شیمیایی)) ((شبه فلز))
((گروه جدول تناوبی|گروه)), ((دوره جدول تناوبی|تناوب)), ((بلوک جدول تناوبی|بلوک)) ((عنصر گروه 14|14 «IVA))), ((عنصر دوره 3|3)), ((بلوک p|p))
((جرم حجمی)), ((درجه سختی موهز|سختی)) 2330 ((کیلو گرم بر متر مکعب|kg/m3)), 6.5
((رنگ)) خاکستری تیره با ته مایه آبی
{picture file=img/daneshnameh_up/b/bd//125pxSi2C14.jpg}
__خواص اتمی__
((وزن اتمی)) 28.0855 ((واحد جرم اتمی|amu))
((شعاع اتمی)) (calc.) 110 (111)((پیکومتر|pm))
((شعاع کووالانسی)) 111 pm
((شعاع وندروالس)) 210 pm
((ساختار الکترونی)) ~np~~/np~((neon|Ne))]~np~~/np~3((بلوک s|s))2 3p2]
((الکترون| -e)) بازای هر ((سطح انرژی)) 2, 8, 4
((درجه اکسیداسیون)) ((«اکسید))) 4 ((«آمفوتریک)))
((ساختار کریستالی)) مکعبی face centered
__خواص فیزیکی__
((حالت ماده)) جامد((«مغناطیسی|غیر مغناطیسی)))
((نقطه ذوب)) 1687 ((کلوین|K)) (2577 °((فارنهایت|F)))
((نقطه ذوب)) 3173 K (5252 °F)
((حجم مولی)) 12.06 ((scientific notation|×))10-6 ((متر مکعب بر مول|m3/mol))
((گرمای تبخیر)) 384.22 ((کیلوژول بر مول|kJ/mol))
((گرمای هم جوشی)) 50.55 kJ/mol
((فشار بخار)) 4.77 ((پاسکال|Pa)) at 1683 K
((سرعت صوت)) __ ((متر بر ثانیه|m/s)) at __ K
__متفرقه__
((الکترونگاتیویته)) 1.90 ((«درجه پاولینگ)))
((ظرفیت گرمایی ویژه)) 700 ((ژول بر کیلوگرم-کلوین|J/«kg*K)))
((رسانائی الکتریکی)) 2.52 10-4/m ((اهم))
((رسانائی گرمایی)) 148 ((وات بر متر-کلوین|W/«m*K)))
1st ((پتانسیل یونیزاسیون)) 786.5 kJ/mol
2nd پتانسیل یونیزاسیون 1577.1 kJ/mol
3rd پتانسیل یونیزاسیون 3231.6 kJ/mol
4th پتانسیل یونیزاسیون 4355.5 kJ/mol
5th پتانسیل یونیزاسیون 16091 kJ/mol
6th پتانسیل یونیزاسیون 19805 kJ/mol
7th پتانسیل یونیزاسیون 23780 kJ/mol
8th پتانسیل یونیزاسیون 29287 kJ/mol
9th پتانسیل یونیزاسیون 33878 kJ/mol
10th پتانسیل یونیزاسیون 38726 kJ/mol
__پایدارترین ایزوتوپها__











((ایزوتوپ|iso))((وفور طبیعی|NA))((نیمه عمر)) ((روش فروپاشی|DM))((انرژی فروپاشی|DE)) ((مگا|M))((الکترون ولت|eV))((محصول فروپاشی|DP))
28Si__92.23%__Si با 14 ((نوترون)) ((ایزوتوپ پایدار|پایدار)) است
29Si4.67%Si با 15 نوترون پایدار است
30Si3.1%Si با 16 نوترون پایدار است
32Si((رادیو ایزوتوپ مصنوعی|{syn}))276 ((سال|y))((انتشار بتا|Beta-))0.224((phosphorus|32P))

واحدهای ((SI)) & ((دما و فشار استاندارد|STP)) استفاده شده مگر آنکه ذکر شده باشد.



سیلیکن یکی از ((عناصر شیمیایی)) ((جدول تناوبی)) است که نماد آن Si و ((عدد اتمی)) آن 14 میباشد. این ((شبه فلز)) 4 ظرفیتی به واکنش پذیری ((کربن)) نیست. این عنصر دومین عنصر از نظر فراوانی در سطح پوسته ((زمین)) است که 25.7% از وزن آن را به خود اختصاص میدهد. این عنصر در ((خاک رس)) ((Feldspar)) ((گرانیت)) ((کوارتز)) و ((ماسه)) معمولا به شکل ((دی اکسید سیلیکن)) وجود دارد که با عنوان سیلیکا شناخته میشود. ترکیبات ((سیلیکاتی)) حاوی سیلیکن اکسیژن و فلزات هستند . سیلیکن ماده اصلی ((شیشه )) ماده های ((نیمه رسانا )) ((سیمان)) ((سرامیک)) و ((Silicones)) میباشد که ماده پلاستیکی است که نام آن معمولا با سیلیکن اشتباه میشود.

! خصوصیات قابل توجه

سیلیکن به صورت(( کریستال)) و متبلور درخشش فروزانی و رنگ مایل به خاکستری دارد. اگرچه سیلیکن یک عنصر بی اثر است ولی با ((هالوژن|هالوژنها)) واکنش نشان داده و مواد قلیایی را رقیق میکند. اما بیشتر اسیدها بجز(( اسید هیدروفلوریک)) بر آن اثر نمیگذارند. سیلیکن Element بیش از 95% ((طول موج)) نور مادون قرمز را انتقال میدهد.

! کاربردها

((سیلیکن)) ماده بسیار مهمی است که برای بسیاری از صنایع بشری نقش حیاتی دارد. دی ((اکسید سیلیکن)) به شکل ((ماسه)) و ((خاک رس)) ماده اصلی ساخت ((بتون)) و ((آجر)) بوده و در ساخت سیمان نیز استفاده میشود. سیلیکن یک عنصر بسیار مهم برای زندگی ((حیوانات)) و ((گیاهان)) است. ((دیاتم)) ها سیلیکا را از آب میگیرند تا دیواره های سلولی محافظ خود درا بسازند. دیگر کاربردهای سلیکن عبارتند از:

*سیلیکن از مواد بسیار مقاوم و نسوزی است که تولید مواد با درجه حرارت بالا استفاده میشود . همچنین سیلیکاتهای آن در ((مینا کاری)) و ((سفالگری)) کاربرد دارد.

*سیلیکن جزء اصلی برخی از ((فلزات)) میباشد.

*سیلیکا ی ماسه از ترکیبات مهم شیشه است. ((شیشه)) میتواند به شکلهای گوناگون ساخته شده و در پنجره ها ظرفهای نگه دارنده و ((عایق)) ها استفاده شود.

*کاربد سیلیکن از ((مواد ساینده)) بسیار مهم به شمار میرود.

*سیلیکن Ultrapure میتواند با ((آرسنیک)) , ((بورون)) ,((گالیوم)) یا ((فوسفور)) تخدیر شده و رسانایی سلیکن را برای استفاده در ترانزیستورها سلولهای خورشیدی و وسایل نیمه هادی که در الکترونیک کاربرد دارند افزایش دهد.

*سیلیکن میتواند در لیزرها برای تولید نور منسجم با طول موج 2560Angstrom به کار رود.

*Silicones ها ترکیبات قابل انعطافی هستند که شامل Silicon-Oxygen Silicon Carbon, میشوند که به میزان گسترده ای در کاشت سینه مصنوعی و لنزهای تماسی استفاده میشوند.

*به نظر میرسد که(( سیلیکن بی نظم هیدروژنه)) در ((مقیاس وسیع در الکترونیک)) و ((سلولهای خورشیدی)) بکار گرفته شود.

*سیلیکا به دلیل واکنش پذیری پایینش عنصر اصلی سازنده آجر میباشد.


! تاریخچه

سلیکن که از واژه لاتین ''Silex'' به معنی سنگ ((چخماق)) گرفته شده است برای اولین بار توسط ((Antonie Lavoisier)) در سال ((1787)) شناسایی شد و بعدا توسط(( Humphry Davy)) برای یک ترکیب بصورت نادرست دوباره گرفته شد. در سال 1811 Gay)) Lussac))و ((Thenard)) سیلیکن بی نظم و ناخالصی را بوسیله گرما دادن ((پتاسیوم))
سیلیکن به دست آوردند. در سال ((1824)) ((Berzelius)) سیلیکن بی نظم را تقریبا با همان شیوه Lussac به دست آورد. Berzelius همچنین این عنصر را با شستن مکرر آن پالایش کرد.

! پیدایش

سیلیکن ماده اصلی ((شهاب سنگ))های(( Aerolite )) بوده که یک گروه از شهاب سنگها میباشد. همچنین سیلیکن ماده اصلی ((Tektites)) ها که ماده اصلی شیشه میباشند را نیز تشکیل میدهد.

سیلیکن بعد از ((اکسیژن)) دومین عنصر در پوسته ((زمین)) است که 25.7% آن را به خود اختصاص میدهد. عنصر سیلیکن به صورت آزاد در طبیعت وجود ندارد و معمولا به صورت ((اکسید)) (سیلیکات) وجود دارد. ((ماسه)) ((یاقوت)) ((عقیق)) ((کوارتز)) ((سنگ کریستال)) سنگ چخماق(( یشم)) و ((اوپال)) همگی موادی هستند که در آنها اکسید سیلیکن وجود دارد. گرانیت ((پنبه نسوز)) ''Feldspar'' ((خاک رس)) ''Hornblende'' و ((میکا )) تعدادی از کانی های سیلیکات میباشند.

! تولید

سیلیکن به صورت اقتصادی با حرارت دادن سیلیکای خالص در کوره با استفاده از (( الکترود کربن|الکترودهای کربنی)) به دست می آید. در دمای بالا 1900 درجه سانتیگراد کربن سیلیکا را بر طبق معادله زیر به سیلیکن تبدیل میکند.

SiO+ 2C → Si + CO2

سلیکن مایع در زیر کوره جمع شده و سپس سرد و خشک میشود. سلیکنی که از ای راه به دست آید Metallurgical Grade Silicon نامیده میشود 99% خالص میباشد. در سال 1997 این شیوه حدودا 50 سنت در هر گرم هزینه در بر داشت.

! پالایش

استفاده از سلیکن در وسایل ((نیمه هادی)) تخلیص بیشتری از شیوه Metallurgical Grade Silicon را میطلبید. در طول تاریخ شیوه های گوناگونی برای تولید سیلیکن خالص وجود داشته است.

! روشهای فیزیکی

روشهای اولیه پالایش سیلیکن بر این اساس بوده است که اگر سیلیکن ذوب شود و دوباره منجمد شود آخرین قسمت جسم که جامد میشود بیشترین خلوص را دارد. اولین شیوه پالایش سلیکن در سال 1919 شرح داده شد و در ساخت اجزاء ((رادار))ها در طی ((جنگ جهانی دوم)) مورد استفاده قرار گرفت. که این عمل در واقع فشردن سلیکن به دست آمده از طریق شیوه Metallurgical Grade Silicon و حل کردن پودر سلیکن در ((اسید)) بود. به هنگام فشردن سیلیکن قسمت ناخالص در بیرون تفاله سلیکن قرار میگرفت و به این طریق دانه های خالص سلیکن به دست می آمد. و در نتیجه سلیکن نا خالص اولین چیزی بود که در اسید حل میشد و سلیکن خالصتر را باقی میگذاشت.


در مرحله آب شدن در اولین شیوه پالایش سلیکن که در صنعت بسیار استفاده میشود میله های Metallurgical Grade گرما داده میشوند تا آب شوند سپس طول میله ها به تدریج کاهش میابد و زمانی که سلیکن سرد و جامد میشود قسمت کوچکی از میله بصورت ذوب شده باقی می ماند. از آنجا که بیشتر ناخالصی ها در قسمت ذوب شده باقی می مانند تا در قسمت جامد وقتی که این فرایند کامل میشود تمام ناخالصی ها به آخر میله روانه میشوند که آخرین قسمتی است که ذوب میشود. قسمت آخر پس از سرد شدن جدا میشود و دور انداخته میشود اگر خلوص بیشتری مد نظر باشد این فرایند مجددا تکرار میشود.

! روشهای شیمیایی

امروزه سیلیکن با تبدیل آن به ((ترکیبات)) سیلیکن و سپس پالایش آنها خالص میشود چرا که این عمل به مراتب ساده تر از پالایش خود سیلیکن به تنهایی میباشد. بعد از عمل پالایش ترکیب سیلیکن آن ترکیب مجددا به سیلکن خالص تبدیل میشود. تری کلرو سیلان یکی از ترکیبات سلیکن است که به عنوان میانجی برای عمل پالایش استفاده میشود. البته ((تترا کلرید سلیکن)) و ((سیلان)) نیز استفاده میشوند . هنگامی که این گازها در دمای بالا به سیلکن دمیده میشوند سیلیکن خالص را بوجود می آورد.

در ((فرآیند Siemens)) میله های خالص سیلیکن در دمای 1150 درجه سانتیگراد در معرض تری کلروسیلان قرار میگیرد. گاز تریکلروسیلان تجزیه شده و سیلیکن بیشتری را در روی میله ها باقی به وجود میاورد و باعث بزرگتر شدن آنها بر طبق ((فرمول شیمیایی)) زیر میشود:

:HSiCl3 → Si + 2HCl + SiCl4

سیلیکن به دست آمده از این شیوه و همچنین فرآیندهای مشابه سیلیکن Polycrystalline نامیده میشود. سیلیکن Polycrystalline معمولا دارای ناخالصی یک قسمت در هر یک میلیارد قسمت میباشد.

DuPont یک بار توانست سیلیکن بسیار خالصی را با واکنش دادن تتراکلرید سیلیکن با بخار روی خالص در دمای 950 درجه را بر طبق معادله شیمیایی زیر تولید کند:

:SiCl4 + 2 Zn → Si + 2 ZnCl2


با این حال این روش از مشکلات عملی رنج میبرد (مانند بوجود آمدن محصول دوم ((کلرید روی)) و منجمد شدن آن) و سرانجام با بودن ((فرایند Siemens)) به فراموشی سپرده شد.

! تبلور

((فرایند Czochralski)) معمولا برای ساخت کریستالهای خالص سیلیکن برای استفاده در ((Solid State)) و وسایل ((نیمه رسانا)) استفاده میشود.

! ایزوتوپها

سیلیکن نه ((ایزوتوپ)) با ((عدد جرمی)) 25 تا 33 دارد. Si-28 (فراوانترین ایزوتوپ آن 92.23%) Si-29(%4.67) و Si-30(%3.1) پایدار بوده Si-32 ایزوتوپ ((رادیواکتیو))ی آن میباشد که از تجزیه ((آرگون)) به دست میاید. ((نیمه عمر)) آن بعد از مدتها بحث و جدل 276 روز تعیین شد.

! هشدارها

یک ((بیماری)) ریوی جدی که معمولا با نام ((silicosis))شناخته میشود در معدنچی ها سنگ تراش ها و دیگر افرادی که در معرض استنشاق گرد و غبار Siliceous قرار دارند اتفاق می افتد.

! اطلاعات دیگر

از آنجا که سیلیکن یک عنصر مهم در ابزار نیمه رسانا و پیشرفته میباشد . منطقه High Tech در ((خیابان Silicon)) ((کالیفرنیا)) به این نام نامگذاری شده است.

!منابع
*[http://periodic.lanl.gov/elements/14.html|Los|Alamos National Laboratory - Silicon]

! اتصالات خارجی
*[http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Si/index.html WebElements.com - Silicon]
*[http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Si.html EnvironmentalChemistry.com - Silicon]

تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 دوشنبه 28 خرداد 1386 [09:06 ]   4   فیروزه نجفی      جاری 
 دوشنبه 28 خرداد 1386 [09:04 ]   3   فیروزه نجفی      v  c  d  s 
 چهارشنبه 20 آبان 1383 [05:39 ]   2   نفیسه ناجی      v  c  d  s 
 یکشنبه 12 مهر 1383 [14:03 ]   1   فاطمه عیوضی      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..