कोयला सबसे अधिक प्रकृति में पाया जाता है। ग्रेफाइट जमा अक्सर पाए जाते हैं। यह हीरे की तुलना में अधिक स्थिर एलोट्रोपिक संशोधन है, इसलिए इसमें हीरे की तुलना में पृथ्वी की पपड़ी में अधिक है। ग्रेफाइट जमीन में परतदार और लैमेलर द्रव्यमान के रूप में होता है। वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि इसका निर्माण उच्च दाब के प्रभाव में कोयले से हुआ था। हीरे दुर्लभ हैं। माना जाता है कि वे लगभग 100 किमी की गहराई पर उच्च तापमान और दबाव पर कार्बनयुक्त पदार्थों से बनते हैं।

कार्बन और उसके यौगिकों का उपयोग

१) पहले हीरे का उपयोग केवल हीरे बनाने के लिए किया जाता था, जिसे हमेशा सबसे महंगे गहनों के रूप में महत्व दिया जाता रहा है।

हीरे की उच्च कठोरता उन्हें ड्रिलिंग और काटने के उपकरण के निर्माण, अन्य पत्थरों, धातुओं और कठोर सामग्री के प्रसंस्करण के लिए उपयोग करने की अनुमति देती है। कंक्रीट स्लैब को ड्रिल करने के लिए डायमंड ड्रिल का उपयोग किया जाता है। हीरे के उपकरण की मदद से, घड़ी की गति में उपयोग किए जाने वाले पत्थरों को उच्च परिशुद्धता के साथ संसाधित किया जा सकता है। सर्जिकल उपकरणों पर पतले हीरे के गुच्छे लगाए जाते हैं। प्रौद्योगिकी में हीरे का उपयोग लागत को कम करता है और उत्पादन प्रक्रियाओं को तेज करता है।

ग्रेफाइट का व्यापक रूप से प्रौद्योगिकी और उद्योग में उपयोग किया जाता है। गर्मी प्रतिरोध और रासायनिक जड़ता इसे दुर्दम्य उत्पादों के निर्माण के साथ-साथ रासायनिक रूप से प्रतिरोधी पाइप और उपकरण के लिए एक अपूरणीय सामग्री बनाती है।

विद्युत उद्योग में ग्रेफाइट की विद्युत चालकता का उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग इलेक्ट्रोड, गैल्वेनिक सेल, विद्युत मशीनों के संपर्क बनाने के लिए किया जाता है। ग्रेफाइट का प्रतिरोध बहुत अच्छा होता है। इसलिए, बिजली की भट्टियों के लिए हीटर इससे बनाए जाते हैं।

परमाणु रिएक्टरों में बहुत शुद्ध ग्रेफाइट का उपयोग किया जाता है।

ग्रेफाइट पेंसिल की छड़ के रूप में कार्य करता है। गुच्छे के फड़कने के कारण, कोर कागज पर अपनी छाप छोड़ता है।

बिटुमिनस कोयले का उपयोग ईंधन के रूप में किया जाता है। इसे कोक में संसाधित किया जाता है, जिसमें कोयले की तुलना में कम अशुद्धियाँ होती हैं।

कोक एक अच्छा अपचायक है, इसका उपयोग धातुकर्म उद्योग में धातुओं को प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

2) कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग रेफ्रिजरेंट के रूप में किया जाता है, जिसका उपयोग आग बुझाने में किया जाता है, दवा में उपयोग किया जाता है। यह ऑक्सीजन में जोड़ा जाता है कि गंभीर रूप से बीमार रोगी सांस लेते हैं। सोडा और अन्य पेय तैयार करने में कार्बन डाइऑक्साइड की खपत होती है।

3) सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला कैल्शियम कार्बोनेट है। इससे क्विकलाइम प्राप्त होता है, जिसका उपयोग निर्माण में किया जाता है। सोडियम कार्बोनेट (सोडा) और पोटेशियम (पोटाश) का उपयोग साबुन बनाने में, कांच के उत्पादन के लिए, में किया जाता है दवाइयों की फैक्ट्री, उर्वरक प्राप्त करने के लिए।

सिलिकॉन

सिलिकॉन प्रकृति और मानव जीवन में कार्बन से कम महत्वपूर्ण नहीं है। यदि कार्बन जीवित प्रकृति के पदार्थ बनाता है, तो सिलिकॉन उन पदार्थों का आधार है जो पूरे ग्रह पृथ्वी को बनाते हैं।

सिलिकॉन और उसके यौगिकों का उपयोग

1) चूंकि सिलिकॉन एक अच्छा अपचायक है, इसका उपयोग धातुकर्म उद्योग में धातुओं को प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

सिलिकॉन का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स में उसकी संपत्ति के कारण, कुछ शर्तों के तहत, आचरण करने के लिए किया जाता है बिजली... सिलिकॉन का उपयोग रेडियो, टेलीविजन और कंप्यूटर के उत्पादन के लिए फोटोकल्स, सेमीकंडक्टर उपकरण बनाने के लिए किया जाता है।

सामान्य परिस्थितियों में, कार्बन - ग्रेफाइट और हीरे के अलोट्रोपिक संशोधन बल्कि निष्क्रिय होते हैं। लेकिन बढ़ते हुए टी के साथ, वे सक्रिय रूप से प्रवेश करते हैं रसायनिक प्रतिक्रियासरल और के साथ जटिल पदार्थ.

कार्बन के रासायनिक गुण

चूँकि कार्बन की विद्युत ऋणात्मकता कम होती है, सरल पदार्थ अच्छे अपचायक होते हैं। फाइन-क्रिस्टलीय कार्बन अधिक आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है, ग्रेफाइट अधिक कठिन होता है, और हीरा और भी कठिन होता है।

कार्बन के एलोट्रोपिक संशोधनों को कुछ प्रज्वलन तापमान पर ऑक्सीजन (जला) द्वारा ऑक्सीकृत किया जाता है: ग्रेफाइट 600 ° C, हीरा - 850-1000 ° C पर प्रज्वलित होता है। यदि ऑक्सीजन अधिक है, तो कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) बनता है, यदि कमी में - कार्बन मोनोऑक्साइड (II):

सी + ओ 2 = सीओ 2

2C + O2 = 2CO

कार्बन धातु के आक्साइड को कम करता है। यह मुक्त धातु देता है। उदाहरण के लिए, जब लेड ऑक्साइड को कोक के साथ शांत किया जाता है, तो लेड को पिघलाया जाता है:

पीबीओ + सी = पीबी + सीओ

कम करने वाला एजेंट: C0 - 2e => C + 2

ऑक्सीकरण एजेंट: Pb + 2 + 2e => Pb0

धातुओं के संबंध में कार्बन भी ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करता है। इसी समय, यह विभिन्न प्रकार के कार्बाइड बनाता है। तो, एल्यूमीनियम के साथ, उच्च तापमान पर प्रतिक्रियाएं होती हैं:

3C + 4Al = Al4C3

C0 + 4e => C-4 3

अल० - ३ई => अल + ३ ४

कार्बन यौगिकों के रासायनिक गुण

1) चूँकि कार्बन मोनोऑक्साइड की प्रबलता अधिक होती है, यह रासायनिक अभिक्रियाओं में तब प्रवेश करता है जब उच्च तापमान... महत्वपूर्ण हीटिंग के साथ, कार्बन मोनोऑक्साइड के उच्च कम करने वाले गुण दिखाई देते हैं। तो, यह धातु आक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करता है:

CuO + CO => Cu + CO2

पर उच्च तापमान(७०० डिग्री सेल्सियस) यह ऑक्सीजन में प्रज्वलित होता है और नीली लौ से जलता है। इस लौ से आप पता लगा सकते हैं कि प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप कार्बन डाइऑक्साइड बनता है:

CO + O2 => CO2

2) कार्बन डाइऑक्साइड अणु में दोहरे बंधन काफी मजबूत होते हैं। उन्हें तोड़ने के लिए काफी ऊर्जा की आवश्यकता होती है (525.6 kJ/mol)। इसलिए, कार्बन डाइऑक्साइड बल्कि निष्क्रिय है। इसमें प्रवेश करने वाली प्रतिक्रियाएं अक्सर उच्च तापमान पर होती हैं।

पानी के साथ प्रतिक्रिया करने पर कार्बन डाइऑक्साइड अम्लीय होता है। इससे कार्बोनिक एसिड का घोल बनता है। प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है।

एक अम्लीय ऑक्साइड के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड क्षार और मूल ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करता है। जब कार्बन डाइऑक्साइड को क्षार के घोल से गुजारा जाता है, तो मध्यम या अम्लीय नमक बन सकता है।

3) कार्बोनिक एसिड में एसिड के सभी गुण होते हैं और क्षार और मूल ऑक्साइड के साथ परस्पर क्रिया करते हैं।

सिलिकॉन रासायनिक गुण

सिलिकॉनकार्बन की तुलना में अधिक सक्रिय है, और पहले से ही 400 डिग्री सेल्सियस पर ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकरण किया जाता है। अन्य गैर-धातुएं सिलिकॉन का ऑक्सीकरण कर सकती हैं। ये प्रतिक्रियाएं आमतौर पर ऑक्सीजन की तुलना में अधिक तापमान पर होती हैं। इन शर्तों के तहत, सिलिकॉन कार्बन के साथ विशेष रूप से ग्रेफाइट के साथ बातचीत करता है। यह कार्बोरंडम SiC बनाता है - एक बहुत ही कठोर पदार्थ, केवल हीरे की कठोरता में हीन।

सिलिकॉन एक ऑक्सीकरण एजेंट भी हो सकता है। यह प्रतिक्रियाओं में खुद को प्रकट करता है सक्रिय धातु... उदाहरण के लिए:

सी + 2एमजी = एमजी2एसआई

कार्बन की तुलना में सिलिकॉन की उच्च गतिविधि इस तथ्य में प्रकट होती है कि कार्बन के विपरीत, यह क्षार के साथ प्रतिक्रिया करता है:

सी + NaOH + H2O => Na2SiO3 + H2

सिलिकॉन यौगिकों के रासायनिक गुण

1) सिलिकॉन डाइऑक्साइड के क्रिस्टल जाली में परमाणुओं के बीच मजबूत बंधन कम रासायनिक गतिविधि की व्याख्या करते हैं। यह ऑक्साइड जिन अभिक्रियाओं में प्रवेश करती है, वे उच्च तापमान पर होती हैं।

सिलिकॉन ऑक्साइड एक अम्लीय ऑक्साइड है। जैसा कि आप जानते हैं, यह पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। इसकी अम्लीय प्रकृति क्षार और क्षारक ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया में प्रकट होती है:

SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O

क्षारीय ऑक्साइड के साथ अभिक्रिया उच्च तापमान पर होती है।

सिलिकॉन ऑक्साइड थोड़ा ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करता है। यह कुछ सक्रिय धातुओं द्वारा कम किया जाता है।

विकास जो पानी में घुली ऑक्सीजन को अवशोषित करते हैं, इसलिए मछली और अन्य मर जाते हैं। इसके अलावा, अवायवीय (यानी, O2 तक पहुंच के बिना) जीवों के अवशेषों के अपघटन से ऐसे पदार्थ बनते हैं जो जल निकायों को दलदल में बदल देते हैं।

नाइट्रेट्स की अधिक मात्रा विशेष रूप से खतरनाक है, क्योंकि पौधों के साथ जो उन्हें अवशोषित कर लेते हैं, नाइट्रेट जीवित जीवों में प्रवेश करते हैं, जहां वे नाइट्रेट्स में परिवर्तित हो जाते हैं। उत्तरार्द्ध हीमोग्लोबिन को ऑक्सीजन ले जाने में असमर्थ बनाते हैं (इसलिए, यहां तक ​​​​कि मृत्यु भी संभव है), और कैंसर को भी भड़काती है।

कृषि उर्वरकों के रूप में उपयोग किए जाने के अलावा, फॉस्फेट का उपयोग डिटर्जेंट की तैयारी के लिए और पशु आहार में योजक के रूप में भी किया जाता है। बाद के मामले में, कैल्शियम फॉस्फेट के संश्लेषण के लिए, एसिड एच 3 पीओ 4 का उपयोग किया जाता है, जो शुद्ध फास्फोरस (पी 2 ओ 5 के बाद के जलयोजन के साथ) को जलाने से प्राप्त होता है, क्योंकि प्राकृतिक खनिजों में पशुधन के लिए हानिकारक अशुद्धियां होती हैं, उदाहरण के लिए, फ्लोराइड आयन।

अध्याय 6. कार्बन और सिलिकॉन

६.१. सामान्य विशेषताएँ। प्रकृति में होना। प्राप्त

समूह IV पी-तत्वों में कार्बन, सिलिकॉन, जर्मेनियम, टिन और सीसा शामिल हैं। इसके अलावा, सी पृथ्वी पर एक काफी सामान्य तत्व है (0.14%), और सिलिकॉन (16.7%) ऑक्सीजन के बाद दूसरा स्थान लेता है। अतुलनीय रूप से कम सिलिकॉन एनालॉग हैं (उदाहरण के लिए,

लेकिन 10-4% प्रत्येक)।

इस समूह के तत्वों के परमाणुओं में असम्बद्ध अवस्था में वैलेंस परत s2 p2 का इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन होता है, और उत्तेजना पर s1 p3 होता है। परिणामस्वरूप, वे ऑक्सीकरण अवस्थाओं +2, +4 और -4 में यौगिक बनाते हैं। लेकिन सेंट पर केवल कार्बन पर्याप्त रूप से स्थिर है। -4, प्रकृति में होने के लिए - हाइड्रोकार्बन के रूप में (क्योंकि केवल उसके पास अपेक्षाकृत है उच्च मूल्यईओ 2.5 के बराबर है, और बाकी के लिए - 1.9 और नीचे)।

इसके अलावा, सी पृथ्वी पर साधारण पदार्थों के रूप में भी पाया जाता है (विशेषकर, कोयले की संरचना में25)। कार्बन एनालॉग्स के प्राकृतिक यौगिक - जटिल पदार्थ, उदाहरण के लिए: SnO2 (कैसिटराइट खनिज) और PbS (तथाकथित सीसा चमक)।

हम इस बात पर जोर देते हैं कि हालांकि सी को (1797 में) कार्बन (कार्बोनाइजिंग) नाम दिया गया था, इसके मुख्य प्राकृतिक भंडार कोयला, एक्रोनेट्स (चूना पत्थर, संगमरमर, चाक, आदि) नहीं हैं।

पृथ्वी पर सिलिकॉन का प्रतिनिधित्व ऑक्सीजन यौगिकों द्वारा किया जाता है, जो 58.3% बनाते हैं पपड़ी... ये सिलिकास SiO2 (रेत, क्वार्ट्ज26, पुखराज, नीलम), सिलिकेट्स (एस्बेस्टस MgSiO3, अभ्रक, फेल्डस्पार, आदि) हैं। और ग्रेनाइट भी, syenites27, यानी। रेत, अभ्रक और फेल्डस्पार का प्रकृति-संपीड़ित मिश्रण। एक ट्रेस तत्व के रूप में, सिलिकॉन मानव शरीर में भी पाया जाता है और एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है जैविक भूमिका, और व्यक्ति जितना बड़ा होगा, उसमें Si उतना ही कम होगा।

प्राकृतिक ऑक्साइड से उद्योग में वाणिज्यिक (अर्थात अपेक्षाकृत गंदा) सिलिकॉन का उत्पादन किया जाता है कार्बोथर्मिक रूप से, इसके एनालॉग्स की तरह, लेकिन PbS प्रारंभिक रूप से फायरिंग द्वारा PbO में परिवर्तित हो जाता है।

६.२. सरल पदार्थों की संरचना और भौतिक गुण

कार्बन की विशेषताएं... सभी साधारण पदार्थ C कार्बन परमाणुओं द्वारा उत्तेजित अवस्था sp3 में बनते हैं, और चूँकि C का परमाणु त्रिज्या भी काफी छोटा है, C-C बंधन

जितना संभव हो उतना मजबूत हो जाता है।

इसके अलावा, कार्बन परमाणु, एन की तुलना में ओवरलैप देने के लिए कम प्रवण होते हैं (सी के बड़े त्रिज्या के कारण)। इसलिए, हालांकि C2 कण मौजूद हैं, N2 के विपरीत, वे अस्थिर हैं। इसके विपरीत, बहुत

और ज्यादा के लिए होमोन्यूक्लियर पॉलिमर स्थिर होते हैंजिसमें परमाणु हैं

लेरोडा के चार-कनेक्शन हैं। यह एक साधारण पदार्थ, हीरा और अनेक कार्बनिक यौगिक हैं।

25 एन्थ्रेसाइट में कार्बन की मात्रा 96%, भूरे कोयले में - 72% और सूखी लकड़ी में -

नीला - 50%।

26 रॉक क्रिस्टल भी क्वार्ट्ज से संबंधित है - इसके कुछ प्राकृतिक क्रिस्टल का आकार 2 मीटर तक पहुंच जाता है।

27 प्रसिद्ध "क्रास्नोयार्स्क स्तंभ" सीनाइट से बने हैं।

हालांकि, सी परमाणु आपस में प्रभावी ओवरलैप बना सकते हैं, और, कार्बन परमाणुओं के बीच बंधन (सी.एस.) की बहुलता के आधार पर, सी के कई एलोट्रोपिक रूपों को प्रतिष्ठित किया जाता है: हीरा (सी.एस. = 1), ग्रेफाइट (सी.एस. = 1.3), कार्बाइन (सीएस = 2), आदि। आइए उन पर अधिक विस्तार से विचार करें।

कारबिन। कार्बन के इस साधारण पदार्थ में प्लास्टिक सल्फर की तरह एक रेशेदार संरचना होती है, लेकिन इसके तंतु ज़िगज़ैग नहीं, बल्कि रैखिक होते हैं।

उनका एक ही आकार है - चरणों के बीच मध्यवर्ती

रम और डम्बल। (चित्र 7, a और 8 में, GOs में से एक को स्पष्टता के लिए एक मोटी रेखा के साथ खींचा गया है)। एस-ऑर्बिटल और . की ऐसी मिश्रण प्रक्रिया

एक p-कक्षक को sp-संकरण कहते हैं।

चावल। 7. कक्षकों का संकरण: a) spb) sp2 c) sp3

चूँकि GOs का आकार असममित होता है, वे अन्य परमाणुओं के कक्षकों के साथ अधिक हद तक ओवरलैप करते हैं (उनके साथ एक बंधन के निर्माण के दौरान, जैसा कि चित्र 8 में दिखाया गया है), और इसलिए

अधिक टिकाऊ सीएस प्रदान करें।

हम इस बात पर जोर देते हैं कि स्फिब्रिडाइजेशन के दौरान दो-बंधों की कुल्हाड़ियों के बीच का कोण 180 ° है, क्योंकि संकर कक्षक, उन पर इलेक्ट्रॉनों के ऋणात्मक आवेश के कारण परस्पर प्रतिकर्षित कर रहे हैं -

ज़िया, यानी। प्रवृत्त अधिकतम दूरीअलग। परिणामस्वरूप, तीन परमाणुओं का एक टुकड़ा रैखिक हो जाता है (चित्र 8)। और चूंकि कार्बाइनव्स में जंजीरों में कार्बन परमाणु, प्रत्येक में दो बंध बनाते हैं, उनके कक्षकों का एसपी-संकरण होता है, ये श्रृंखलाएं भी रैखिक होती हैं। इसके अलावा, कार्बाइन में प्रत्येक सी परमाणु के 2pz और 2py-ऑर्बिटल्स -ओवरलैपिंग में भाग लेते हैं, श्रृंखला में डबल (या ट्रिपल) बॉन्ड देते हैं:

सी सी सी (सी सी सी)।

ग्रेफाइट। ग्रेफाइट में, सभी कार्बन परमाणु s-, px - और pz-कक्षकों (चित्र 7, b) का उपयोग करके तीन पड़ोसी के साथ एक 3-बंध बनाते हैं। इसका मतलब है कि हमारे पास sp2-संकरण है, जिस पर बंध अक्षों के बीच के कोण 120 ° के बराबर होते हैं। इस प्रकार, चार परमाणुओं का एक टुकड़ा है समतल त्रिभुज(अंजीर देखें। 9)। त्रिकोणीय टुकड़े, एक दूसरे के साथ मिलकर, एक सपाट परत देते हैं, जो षट्भुज से बना होता है, जिसमें कोण बिल्कुल 120 ° होते हैं।

तो, ग्रेफाइट जाली परतों से निर्मित होती है। वे एमएमएस का उपयोग करके एक साथ जुड़े हुए हैं। और ग्रेफाइट के प्रत्येक परमाणु C का चौथा कक्षक (py-) इसकी परत के सभी परमाणुओं के साथ सामान्य अतिव्यापन में भाग लेता है। यह सामान्य अतिव्यापन py इलेक्ट्रॉनों को धातुओं के समान ही गतिशीलता प्रदान करता है। नतीजतन, ग्रेफाइट का रंग ग्रे होता है, जैसे कई एम, और करंट का संचालन करता है (लेकिन केवल परतों के साथ, और उनके लंबवत नहीं)।

सामान्य तौर पर, ग्रेफाइट जाली मजबूत होती है, जिसके कारण यह गर्मी प्रतिरोधी (mp 3800 ° C) होती है, इसलिए, आग रोक उत्पाद, जैसे कि क्रूसिबल, इससे बनाए जाते हैं। लेकिन चूंकि परतों के बीच एमएमएस परत में सीएस की तुलना में बहुत कमजोर है, इसलिए संभव है कि ग्रेफाइट काफी आसानी से निकल जाए। खासतौर पर जब वह कागज को दबाता है तो उस पर उसका ग्रे निशान बना रहता है। इसलिए, ग्रेफाइट (जर्मन से अनुवाद में इसका नाम का अर्थ है

वह सोचता है कि "लेखन") का उपयोग पेंसिल बनाने के लिए किया जाता है, साथ ही प्रौद्योगिकी में रगड़ भागों के बीच एक ठोस स्नेहक के रूप में उपयोग किया जाता है।

ध्यान दें कि कई सरल सी यौगिक (कोक, कालिख, कोयले का मुख्य पदार्थ, आदि) हैं महीन-क्रिस्टलीयग्रेफाइट की किस्में।

अपेक्षाकृत हाल ही में, नए सरल पदार्थ C प्राप्त हुए हैं:

ट्यूबलर कार्बन(इसके अणु ट्यूब की तरह दिखते हैं), फुलरीन

(उदाहरण के लिए, "गेंदों" C60 या C70 से मिलकर), आदि। और वे सभी त्रिभुजों से ग्रेफाइट की तरह निर्मित होते हैं, लेकिन सपाट नहीं, क्योंकि उनमें C परमाणुओं में केवल लगभग sp2 -ऑर्बिटल्स का संकरण होता है।

हीरा। कार्बन का सबसे अच्छा रूप हीरा है (एक पारदर्शी पदार्थ जो प्रकाश किरणों को दृढ़ता से अपवर्तित करता है)। इसमें, प्रत्येक कार्बन परमाणु के सभी चार सी ऑर्बिटल्स (एस- और तीन पी-) भाग लेते हैं - चार पड़ोसी सी परमाणुओं द्वारा ओवरलैप करते हैं। इसका मतलब है कि हमारे पास एसपी 3-संकरण (चित्र 7 सी) है, जिस पर बांड के बीच के कोण हैं हैं ~ 109 0, और इस तरह से जुड़े पांच कार्बन परमाणु एक टेट्राहेड्रोन बनाते हैं, अर्थात। वॉल्यूमेट्रिक आकार।

इस तथ्य के परिणामस्वरूप कि हीरे में प्रत्येक सी परमाणु (सतह वाले को छोड़कर) में चार β-बंध होते हैं, टेट्राहेड्रा केवल रासायनिक बंधनों द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं, और इसलिए, फॉर्म स्थिर समन्वयजाली और जब से -कनेक्शन - सबसे टिकाऊ(यह मजबूत है, हम याद करते हैं, केवल H2 अणु में), फिर, परिणामस्वरूप, हीरा - सबसे कठोर पदार्थपृथ्वी पर जाना जाता है (अरबी में इसका नाम "सबसे कठिन" है)।

इतनी उच्च कठोरता के कारण, उद्योग में हीरे के उपयोग से उपकरण की शक्ति 2-3 गुना बढ़ जाती है, साथ ही इसकी सेवा जीवन भी बढ़ जाता है। कांच काटने, पीसने के लिए हीरे का प्रयोग करें ठोस सामग्री, चट्टानों की ड्रिलिंग, आदि। इसके अलावा, उपयोग किए गए नमूनों में से लगभग आधे कृत्रिम रूप से ग्रेफाइट से प्राप्त किए गए थे।

हीरे को संश्लेषित करने के तरीकों में से एक अल्ट्राहाई दबाव के साथ अत्यधिक गर्म ग्रेफाइट पर कार्य करना है, जो ग्रेफाइट परतों को एक साथ करीब लाता है ताकि उनके बीच β-बॉन्ड बन जाएं (अतिव्यापी py - ऑर्बिटल्स)।

इस मामले में, एसपी 2 संकरण एसपी 3 - में चला जाता है, और इसलिए, स्तरित जाली को बदल दिया जाता है समन्वय(परिणामस्वरूप, चालकता और "धुंधला" गुण गायब हो जाते हैं); हीरा बनता है। कठोरता की दृष्टि से यह असली जैसा है, लेकिन बाह्य रूप से आकर्षक नहीं है (ग्रेफाइट की अशुद्धता के कारण)। इसलिए गहनों के लिए केवल प्राकृतिक हीरे ही उपयुक्त होते हैं। उनमें से सबसे बड़े का वजन 600 ग्राम है।

सामान्य विशेषताएँमुख्य उपसमूह का चौथा समूह:

• ए) परमाणु संरचना के संदर्भ में तत्वों के गुण;
• बी) ऑक्सीकरण राज्य;
• ग) ऑक्साइड के गुण;
• घ) हाइड्रॉक्साइड्स के गुण;
• ई) हाइड्रोजन यौगिक।

a) कार्बन (C), सिलिकॉन (Si), जर्मेनियम (Ge), टिन (Sn), लेड (Pb) - PSE के मुख्य उपसमूह के चौथे समूह के तत्व। बाहरी इलेक्ट्रॉन परत पर, इन तत्वों के परमाणुओं में 4 इलेक्ट्रॉन होते हैं: एनएस 2 एनपी 2। विकास के साथ एक उपसमूह में क्रमिक संख्यातत्व परमाणु त्रिज्या बढ़ाता है, गैर-धातु गुण कमजोर होते हैं, और धातु गुण बढ़ते हैं: कार्बन और सिलिकॉन - गैर-धातु, जर्मेनियम, टिन, सीसा - धातु।

बी) इस उपसमूह के तत्व सकारात्मक और नकारात्मक दोनों ऑक्सीकरण राज्यों को प्रदर्शित करते हैं: -4, +2, +4।

c) कार्बन और सिलिकॉन के उच्च ऑक्साइड (CO2, SiO2) में होते हैं अम्लीय गुणउपसमूह के अन्य तत्वों के ऑक्साइड उभयधर्मी होते हैं (Ge0 2, Sn0 2, Pb0 2)।

डी) कार्बोनिक और सिलिकिक एसिड (एच 2 सीओ 3, एच 2 एसआईओ 3) कमजोर एसिड हैं। जर्मेनियम, टिन और लेड के हाइड्रॉक्साइड उभयधर्मी हैं, कमजोर अम्लीय और मूल गुण प्रदर्शित करते हैं: H 2 GeO 3 = Ge (OH) 4, H 2 SnO 3 = Sn (OH) 4, H 2 PbO 3 = Pb (OH) 4।

ई) हाइड्रोजन यौगिक:

सीएच 4; SiH 4, GeH 4। एसएनएच 4, पीबीएच 4। मीथेन - सीएच 4 एक मजबूत यौगिक है, सिलेन सीएच 4 एक कम मजबूत यौगिक है।

कार्बन और सिलिकॉन परमाणुओं की संरचना के आरेख, सामान्य और विशिष्ट गुण।

सी एलएस 2 2 एस 2 2 पी 2;

सी १एस २ २एस २ २पी ६ ३एस २ ३पी २.

कार्बन और सिलिकॉन अधातु हैं, क्योंकि बाहरी इलेक्ट्रॉन परत पर 4 इलेक्ट्रॉन होते हैं। लेकिन चूंकि सिलिकॉन में परमाणु की त्रिज्या अधिक होती है, इसलिए यह कार्बन की तुलना में इलेक्ट्रॉनों को दान करने की क्षमता की अधिक विशेषता है। कार्बन - कम करने वाला एजेंट:

कार्य। कैसे साबित करें कि ग्रेफाइट और हीरा एक ही के अलॉट्रोपिक संशोधन हैं रासायनिक तत्व? उनके गुणों में अंतर की व्याख्या कैसे करें?

समाधान। हीरा और ग्रेफाइट दोनों, जब ऑक्सीजन में जलाया जाता है, तो कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) C0 2 बनता है, जब चूने के पानी से गुजारा जाता है, तो कैल्शियम कार्बोनेट का एक सफेद अवक्षेप CaCO 3 अवक्षेपित हो जाता है।

सी + 0 2 = सीओ 2; सी0 2 + सीए (ओएच) 2 = सीएसीओ 3 वी - एच 2 ओ।

इसके अलावा, उच्च दबाव में गर्म करके ग्रेफाइट से हीरा प्राप्त किया जा सकता है। नतीजतन, ग्रेफाइट और हीरे दोनों की संरचना में केवल कार्बन शामिल है। ग्रेफाइट और हीरे के गुणों में अंतर को क्रिस्टल जाली की संरचना में अंतर द्वारा समझाया गया है।

हीरे की क्रिस्टल जाली में, प्रत्येक कार्बन परमाणु चार अन्य से घिरा होता है। परमाणु एक दूसरे से समान दूरी पर स्थित होते हैं और सहसंयोजक बंधों द्वारा एक दूसरे से बहुत कसकर बंधे होते हैं। यह हीरे की उच्च कठोरता की व्याख्या करता है।

ग्रेफाइट में कार्बन परमाणु समानांतर परतों में व्यवस्थित होते हैं। आसन्न परतों के बीच की दूरी एक परत में पड़ोसी परमाणुओं के बीच की दूरी से बहुत अधिक है। इससे परतों के बीच कम बंधन शक्ति होती है, और इसलिए ग्रेफाइट आसानी से पतले फ्लेक्स में विभाजित हो जाता है, जो अपने आप में बहुत मजबूत होते हैं।

हाइड्रोजन के साथ कार्बन बनाने वाले यौगिक। अनुभवजन्य सूत्र, कार्बन परमाणुओं के संकरण का प्रकार, प्रत्येक तत्व की संयोजकता और ऑक्सीकरण अवस्था।

सभी यौगिकों में हाइड्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था +1 होती है।

हाइड्रोजन की संयोजकता एक होती है, कार्बन की संयोजकता चार होती है।

कार्बोनिक और सिलिकिक एसिड के सूत्र, उनके रासायनिक गुणधातुओं, ऑक्साइडों, क्षारों, विशिष्ट गुणों के संबंध में।

एच 2 सीओ 3 - कार्बोनिक एसिड,

एच 2 एसआईओ 3 - सिलिकिक एसिड।

एच 2 सीओ 3 - केवल समाधान में मौजूद है:

एच २ सी० ३ = एच २ ओ + सी० २

H 2 SiO 3 पानी में एक ठोस, व्यावहारिक रूप से अघुलनशील है, इसलिए पानी में हाइड्रोजन केशन व्यावहारिक रूप से विभाजित नहीं होते हैं। इस संबंध में, ऐसे सामान्य सम्पतिएसिड, संकेतकों पर प्रभाव के रूप में, H 2 SiO 3 का पता नहीं चलता है, यह कार्बोनिक एसिड से भी कमजोर है।

H 2 SiO 3 एक नाजुक अम्ल है और गर्म करने पर धीरे-धीरे विघटित हो जाता है:

एच २ सिओ ३ = एसआई० २ + एच २ ०।

एच 2 सीओ 3 धातुओं, धातु आक्साइड, ठिकानों के साथ प्रतिक्रिया करता है:

ए) एच 2 सीओ 3 + एमजी = एमजीसीओ 3 + एच 2

बी) एच 2 सीओ 3 + सीएओ = सीएसीओ 3 + एच 2 0

सी) एच 2 सीओ 3 + 2 नाओएच = ना 2 सीओ 3 + 2 एच 2 0

कार्बोनिक एसिड के रासायनिक गुण:

• 1) अन्य अम्लों के साथ सामान्य,
• 2) विशिष्ट गुण।

प्रतिक्रिया समीकरणों के साथ उत्तर की पुष्टि करें।

1) सक्रिय धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है:

कार्य। रासायनिक परिवर्तनों का उपयोग करते हुए, सिलिकॉन ऑक्साइड (IV), कैल्शियम कार्बोनेट और चांदी के मिश्रण को अलग करें, मिश्रण के घटकों को क्रमिक रूप से भंग कर दें। क्रियाओं के क्रम का वर्णन करें।

समाधान।

1) मिश्रण में हाइड्रोक्लोरिक एसिड का घोल मिलाया गया।

प्रकृति में सबसे आम तत्वों में से एक सिलिकियम या सिलिकॉन है। इस तरह की व्यापक बस्ती इस पदार्थ के महत्व और महत्व की बात करती है। यह उन लोगों द्वारा जल्दी से समझा और सीखा गया जिन्होंने अपने उद्देश्यों के लिए सिलिकॉन का उपयोग करना सीखा। इसका आवेदन पर आधारित है विशेष गुण, जिसके बारे में हम आगे बात करेंगे।

सिलिकॉन - एक रासायनिक तत्व

यदि हम इस तत्व को इसकी स्थिति से चिह्नित करते हैं आवधिक प्रणाली, तो निम्नलिखित महत्वपूर्ण बिंदुओं की पहचान की जा सकती है:

1. सीरियल नंबर 14 है।
2. अवधि तीसरी नाबालिग है।
3. समूह - IV।
4. उपसमूह मुख्य है।
5. बाहरी इलेक्ट्रॉन कोश की संरचना सूत्र 3s 2 3p 2 द्वारा व्यक्त की जाती है।
6. तत्व सिलिकॉन को रासायनिक प्रतीक सी द्वारा नामित किया गया है, जिसे "सिलिकियम" कहा जाता है।
7. ऑक्सीकरण बताता है कि यह प्रदर्शित करता है: -4; +2; +4.
8. परमाणु की संयोजकता IV है।
9. सिलिकॉन का परमाणु द्रव्यमान 28.086 है।
10. प्रकृति में, इस तत्व के तीन स्थिर समस्थानिक हैं जिनकी द्रव्यमान संख्या 28, 29 और 30 है।

इस प्रकार, रासायनिक दृष्टिकोण से, सिलिकॉन परमाणु पर्याप्त रूप से अध्ययन किया गया तत्व है, और इसके कई अलग-अलग गुणों का वर्णन किया गया है।

डिस्कवरी इतिहास

चूंकि प्रकृति में यह विचाराधीन तत्व के विभिन्न यौगिक हैं जो बहुत लोकप्रिय और सामग्री में बड़े पैमाने पर हैं, प्राचीन काल से लोगों ने उनमें से कई के गुणों का उपयोग किया है और उनके बारे में जानते हैं। लंबे समय तक, शुद्ध सिलिकॉन रसायन विज्ञान में मानव ज्ञान से परे रहा।

प्राचीन संस्कृतियों (मिस्र, रोमन, चीनी, रुसीची, फारसी और अन्य) के लोगों द्वारा रोजमर्रा की जिंदगी और उद्योग में उपयोग किए जाने वाले सबसे लोकप्रिय यौगिक सिलिकॉन ऑक्साइड पर आधारित कीमती और सजावटी पत्थर थे। इसमे शामिल है:

• ओपल;
• स्फटिक;
• पुखराज;
• क्राइसोप्रेज़;
• गोमेद;
• चैलेडोनी और अन्य।

साथ ही प्राचीन काल से निर्माण व्यवसाय में क्वार्ट्ज का उपयोग करने का रिवाज रहा है। हालांकि, 19वीं शताब्दी तक मौलिक सिलिकॉन की खोज नहीं की गई थी, हालांकि कई वैज्ञानिकों ने इसे इससे अलग करने की व्यर्थ कोशिश की। अलग कनेक्शनइसके लिए उत्प्रेरक, उच्च तापमान और यहां तक ​​कि विद्युत प्रवाह का उपयोग करना। वे उज्ज्वल दिमाग, कैसे:

• कार्ल शीले;
• समलैंगिक लुसाक;
• थेनार;
• हम्फ्री डेवी;
• एंटोनी लवॉज़ियर।

सफलतापूर्वक सिलिकॉन प्राप्त करें शुद्ध फ़ॉर्म 1823 में जेन्स जैकब्स बर्ज़ेलियस द्वारा सफल हुआ। इसके लिए उन्होंने सिलिकॉन फ्लोराइड और धात्विक पोटेशियम के वाष्पों के संलयन पर एक प्रयोग किया। नतीजतन, विचाराधीन तत्व का एक अनाकार संशोधन प्राप्त किया गया था। वही वैज्ञानिक से पूछा गया लैटिन नामखुला परमाणु।

थोड़ी देर बाद, 1855 में, एक अन्य वैज्ञानिक - सेंट क्लेयर-डेविल - एक अन्य एलोट्रोपिक किस्म - क्रिस्टलीय सिलिकॉन को संश्लेषित करने में कामयाब रहे। तब से, इस तत्व और इसके गुणों के बारे में ज्ञान बहुत तेज़ी से बढ़ने लगा। लोगों ने महसूस किया कि इसमें अनूठी विशेषताएं हैं जिनका उपयोग बहुत ही समझदारी से अपनी जरूरतों को पूरा करने के लिए किया जा सकता है। इसलिए, आज इलेक्ट्रॉनिक्स और प्रौद्योगिकी में सबसे अधिक मांग वाले तत्वों में से एक सिलिकॉन है। इसका आवेदन केवल हर साल अपनी सीमाओं का विस्तार करता है।

परमाणु का रूसी नाम वैज्ञानिक हेस ने 1831 में दिया था। यह वही है जो आज तक जमा हुआ है।

प्रकृति में प्रचुर मात्रा में ऑक्सीजन के बाद सिलिकॉन दूसरे स्थान पर है। पृथ्वी की पपड़ी की संरचना में अन्य परमाणुओं की तुलना में इसका प्रतिशत 29.5% है। इसके अलावा, कार्बन और सिलिकॉन दो विशेष तत्व हैं जो एक दूसरे से जुड़कर श्रृंखला बना सकते हैं। यही कारण है कि 400 से अधिक विभिन्न प्राकृतिक खनिजों को उत्तरार्द्ध के लिए जाना जाता है, जिसकी संरचना में यह स्थलमंडल, जलमंडल और बायोमास में निहित है।

सिलिकॉन वास्तव में कहाँ पाया जाता है?

1. गहरी मिट्टी की परतों में।
2. चट्टानों, निक्षेपों और द्रव्यमानों में।
3. जल निकायों के तल पर, विशेष रूप से समुद्र और महासागरों में।
4. जानवरों के साम्राज्य में पौधों और समुद्री जीवन में।
5. मनुष्यों और भूमि जानवरों में।

सबसे आम खनिजों और चट्टानों में से कई की पहचान की जा सकती है, जिनमें शामिल हैं एक लंबी संख्यासिलिकॉन मौजूद है। इनकी केमिस्ट्री ऐसी है कि इनमें शुद्ध तत्व का द्रव्यमान 75 प्रतिशत तक पहुंच जाता है। हालांकि, सटीक आंकड़ा सामग्री के प्रकार पर निर्भर करता है। तो, सिलिकॉन सामग्री के साथ चट्टानें और खनिज:

• फेल्डस्पार;
• अभ्रक;
• उभयचर;
• ओपल;
• चैलेडोनी;
• सिलिकेट;
• बलुआ पत्थर;
• एल्युमिनोसिलिकेट्स;
• मिट्टी और अन्य।

समुद्री जानवरों के गोले और बाहरी कंकालों में जमा होकर, सिलिकॉन समय के साथ जल निकायों के तल पर सिलिका के शक्तिशाली जमाव बनाता है। यह इस तत्व के प्राकृतिक स्रोतों में से एक है।

इसके अलावा, यह पाया गया कि सिलिकियम शुद्ध देशी अवस्था में - क्रिस्टल के रूप में मौजूद हो सकता है। लेकिन ऐसे जमा बहुत दुर्लभ हैं।

सिलिकॉन के भौतिक गुण

यदि हम समुच्चय द्वारा विचाराधीन तत्व को निरूपित करते हैं भौतिक और रासायनिक गुण, तो, सबसे पहले, यह भौतिक पैरामीटर हैं जिन्हें निर्दिष्ट किया जाना चाहिए। यहाँ कुछ मुख्य हैं:

1. यह दो एलोट्रोपिक संशोधनों के रूप में मौजूद है - अनाकार और क्रिस्टलीय, जो सभी गुणों में भिन्न हैं।
2. क्रिस्टल जाली हीरे के समान है, क्योंकि इस संबंध में कार्बन और सिलिकॉन व्यावहारिक रूप से समान हैं। हालांकि, परमाणुओं के बीच की दूरी अलग है (सिलिकॉन में अधिक है), इसलिए हीरा बहुत कठिन और मजबूत होता है। जाली प्रकार - चेहरा केंद्रित घन।
3. पदार्थ बहुत नाजुक होता है, यह उच्च तापमान पर प्लास्टिक बन जाता है।
4. गलनांक 1415˚С है।
5. क्वथनांक 3250˚С है।
6. पदार्थ का घनत्व 2.33 ग्राम / सेमी 3 है।
7. यौगिक का रंग सिल्वर-ग्रे होता है, जिसमें एक विशिष्ट धात्विक चमक होती है।
8. इसमें अच्छे अर्धचालक गुण होते हैं, जो कुछ एजेंटों को जोड़ने के साथ भिन्न हो सकते हैं।
9. पानी, कार्बनिक सॉल्वैंट्स और एसिड में अघुलनशील।
10. क्षार में घुलनशील।

मनोनीत भौतिक गुणसिलिकॉन लोगों को इसमें हेरफेर करने और विभिन्न उत्पादों को बनाने के लिए इसका उपयोग करने की अनुमति देता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनिक्स में शुद्ध सिलिकॉन का उपयोग अर्धचालक के गुणों पर आधारित है।

रासायनिक गुण

सिलिकॉन के रासायनिक गुण प्रतिक्रिया की स्थिति पर अत्यधिक निर्भर हैं। यदि हम मानक मापदंडों के बारे में बात करते हैं, तो आपको बहुत कम गतिविधि निर्दिष्ट करने की आवश्यकता है। क्रिस्टलीय और दोनों अनाकार सिलिकॉनबहुत निष्क्रिय। वे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों (फ्लोरीन को छोड़कर) या मजबूत कम करने वाले एजेंटों के साथ बातचीत नहीं करते हैं।

यह इस तथ्य के कारण है कि पदार्थ की सतह पर SiO2 की एक ऑक्साइड फिल्म तुरंत बनती है, जो आगे की बातचीत को रोकती है। यह जल, वायु, वाष्प के प्रभाव में बन सकता है।

यदि मानक स्थितियों को बदल दिया जाता है और सिलिकॉन को 400 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर गर्म किया जाता है, तो इसकी रासायनिक गतिविधि बहुत बढ़ जाएगी। इस मामले में, यह इसके साथ प्रतिक्रिया करेगा:

• ऑक्सीजन;
• सभी प्रकार के हलोजन;
• हाइड्रोजन।

तापमान में और वृद्धि के साथ, बोरॉन, नाइट्रोजन और कार्बन के साथ बातचीत करके उत्पादों का निर्माण संभव है। कार्बोरंडम - SiC का विशेष महत्व है, क्योंकि यह एक अच्छा अपघर्षक पदार्थ है।

साथ ही, धातुओं के साथ अभिक्रिया में सिलिकॉन के रासायनिक गुण स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं। उनके संबंध में, यह एक ऑक्सीकरण एजेंट है, इसलिए उत्पादों को सिलिसाइड कहा जाता है। इसी तरह के यौगिकों के लिए जाना जाता है:

• क्षारीय;
• क्षारीय मृदा;
• संक्रमण धातुओं।

लोहे और सिलिकॉन के संलयन से प्राप्त यौगिक में असामान्य गुण होते हैं। इसे फेरोसिलिकॉन सिरेमिक कहा जाता है और उद्योग में इसका सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है।

सिलिकॉन जटिल पदार्थों के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है, इसलिए, उनकी सभी किस्मों में, यह केवल इसमें घुल सकता है:

• एक्वा रेजिया (नाइट्रिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड का मिश्रण);
• कास्टिक क्षार।

इस मामले में, समाधान का तापमान कम से कम 60˚С होना चाहिए। यह सब एक बार फिर पुष्टि करता है भौतिक आधारपदार्थ - हीरे जैसा स्थिर क्रिस्टल जाली, जो इसे शक्ति और जड़ता देता है।

प्राप्त करने के तरीके

सिलिकॉन को उसके शुद्ध रूप में प्राप्त करना आर्थिक रूप से काफी महंगी प्रक्रिया है। इसके अलावा, अपने गुणों के कारण, कोई भी विधि केवल 90-99% शुद्ध उत्पाद देती है, जबकि धातु और कार्बन के रूप में अशुद्धियाँ सभी समान रहती हैं। इसलिए, केवल पदार्थ प्राप्त करना पर्याप्त नहीं है। इसे विदेशी तत्वों से भी गुणात्मक रूप से साफ किया जाना चाहिए।

सामान्य तौर पर, सिलिकॉन का उत्पादन दो मुख्य तरीकों से किया जाता है:

1. से सफेद रेत, जो शुद्ध सिलिकॉन ऑक्साइड SiO2 है। जब इसे सक्रिय धातुओं (ज्यादातर मैग्नीशियम के साथ) के साथ शांत किया जाता है, तो एक अनाकार संशोधन के रूप में एक मुक्त तत्व बनता है। इस विधि की शुद्धता अधिक होती है, उत्पाद 99.9% उपज के साथ प्राप्त होता है।
2. में अधिक सामान्य तरीका औद्योगिक पैमाने पर- यह फायरिंग के लिए विशेष थर्मल भट्टों में कोक के साथ रेत के पिघलने की सिंटरिंग है। यह विधि रूसी वैज्ञानिक एन.एन. बेकेटोव द्वारा विकसित की गई थी।

आगे की प्रक्रिया में उत्पादों को सफाई के तरीकों के अधीन करना शामिल है। इसके लिए अम्ल या हैलोजन (क्लोरीन, फ्लोरीन) का उपयोग किया जाता है।

अनाकार सिलिकॉन

सिलिकॉन का लक्षण वर्णन अधूरा होगा यदि हम इसके प्रत्येक एलोट्रोपिक संशोधनों पर अलग से विचार नहीं करते हैं। पहला अनाकार है। इस अवस्था में हम जिस पदार्थ पर विचार कर रहे हैं वह एक भूरे-भूरे रंग का पाउडर है, जो बारीक बिखरा हुआ है। के पास उच्च डिग्रीहीड्रोस्कोपिसिटी, गर्म होने पर काफी उच्च रासायनिक गतिविधि प्रदर्शित करता है। मानक परिस्थितियों में, यह केवल सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट - फ्लोरीन के साथ बातचीत करने में सक्षम है।

अनाकार सिलिकॉन को एक प्रकार का क्रिस्टलीय सिलिकॉन कहना पूरी तरह से सही नहीं है। इसकी जाली से पता चलता है कि यह पदार्थ क्रिस्टल के रूप में विद्यमान सूक्ष्म रूप से फैले हुए सिलिकॉन का ही एक रूप है। इसलिए, जैसे, ये संशोधन एक ही यौगिक हैं।

हालांकि, उनके गुण भिन्न होते हैं, और इसलिए यह एलोट्रॉपी की बात करने के लिए प्रथागत है। अपने आप में, अनाकार सिलिकॉन में उच्च प्रकाश अवशोषण क्षमता होती है। इसके अलावा, कुछ शर्तों के तहत, यह संकेतक क्रिस्टलीय रूप से कई गुना अधिक होता है। इसलिए, इसका उपयोग तकनीकी उद्देश्यों के लिए किया जाता है। विचाराधीन रूप (पाउडर) में, यौगिक आसानी से किसी भी सतह पर लगाया जाता है, चाहे वह प्लास्टिक हो या कांच। इसलिए, यह अनाकार सिलिकॉन है जो उपयोग के लिए बहुत सुविधाजनक है। आवेदन विभिन्न आकारों पर आधारित है।

हालांकि इस प्रकार की बैटरियों का घिसाव काफी तेज होता है, जो पदार्थ की एक पतली फिल्म के घर्षण से जुड़ा होता है, हालांकि, उपयोग और मांग केवल बढ़ रही है। आखिर के लिए भी लघु अवधिसेवा अनाकार सिलिकॉन सौर पैनल पूरे व्यवसायों को शक्ति प्रदान करने में सक्षम हैं। इसके अलावा, ऐसे पदार्थ का उत्पादन बेकार है, जो इसे बहुत किफायती बनाता है।

यह संशोधन सक्रिय धातुओं के साथ यौगिकों को कम करके प्राप्त किया जाता है, उदाहरण के लिए सोडियम या मैग्नीशियम।

क्रिस्टलीय सिलिकॉन

विचाराधीन तत्व का एक सिल्वर-ग्रे चमकदार संशोधन। यह वह रूप है जो सबसे आम और सबसे अधिक मांग वाला है। यह इस पदार्थ के गुणात्मक गुणों के सेट के कारण है।

क्रिस्टल जाली के साथ सिलिकॉन की विशेषता में इसके प्रकारों का वर्गीकरण शामिल है, क्योंकि उनमें से कई हैं:

1. इलेक्ट्रॉनिक गुणवत्ता - सबसे स्वच्छ और उच्चतम गुणवत्ता संभव। यह इस प्रकार का है जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स में विशेष रूप से संवेदनशील उपकरणों को बनाने के लिए किया जाता है।
2. सनी गुणवत्ता। नाम ही उपयोग के क्षेत्र को परिभाषित करता है। यह काफी उच्च शुद्धता का सिलिकॉन भी है, जिसका उपयोग उच्च गुणवत्ता वाले और लंबे समय तक चलने वाले सौर सेल बनाने के लिए आवश्यक है। क्रिस्टल संरचना के आधार पर बनाए गए फोटोवोल्टिक कन्वर्टर्स उच्च गुणवत्ता वाले और पहनने के लिए प्रतिरोधी होते हैं, जो कि अनाकार संशोधन का उपयोग करके बनाए जाते हैं विभिन्न प्रकारसब्सट्रेट।
3. तकनीकी सिलिकॉन। इस किस्म में किसी पदार्थ के वे नमूने शामिल हैं जिनमें शुद्ध तत्व का लगभग 98% हिस्सा होता है। बाकी सब कुछ विभिन्न प्रकार की अशुद्धियों में जाता है:

• एल्यूमीनियम;
• क्लोरीन;
• कार्बन;
• फास्फोरस और अन्य।

विचाराधीन पदार्थ के बाद के प्रकार का उपयोग सिलिकॉन पॉलीक्रिस्टल प्राप्त करने के लिए किया जाता है। इसके लिए, पुन: क्रिस्टलीकरण प्रक्रियाएं की जाती हैं। नतीजतन, शुद्धता के संदर्भ में, ऐसे उत्पाद प्राप्त होते हैं जिन्हें सौर और इलेक्ट्रॉनिक गुणवत्ता के समूहों के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।

इसकी प्रकृति से, पॉलीसिलिकॉन अनाकार और क्रिस्टलीय संशोधन के बीच एक मध्यवर्ती उत्पाद है। इस विकल्प के साथ काम करना आसान है, इसे बेहतर तरीके से संसाधित किया जाता है और फ्लोरीन और क्लोरीन से साफ किया जाता है।

परिणामी उत्पादों को निम्नानुसार वर्गीकृत किया जा सकता है:

• बहु-सिलिकॉन;
• मोनोक्रिस्टलाइन;
• प्रोफाइल किए गए क्रिस्टल;
• सिलिकॉन स्क्रैप;
• तकनीकी सिलिकॉन;
• पदार्थ के टुकड़े और स्क्रैप के रूप में उत्पादन अपशिष्ट।

उनमें से प्रत्येक उद्योग में आवेदन पाता है और पूरी तरह से मनुष्य द्वारा उपयोग किया जाता है। इसलिए, सिलिकॉन से संबंधित लोगों को अपशिष्ट मुक्त माना जाता है। यह गुणवत्ता को प्रभावित नहीं करते हुए, इसकी आर्थिक लागत को काफी कम करता है।

शुद्ध सिलिकॉन का उपयोग करना

उद्योग में सिलिकॉन का उत्पादन अच्छी तरह से स्थापित है, और इसका पैमाना काफी बड़ा है। यह इस तथ्य के कारण है कि यह तत्व, दोनों शुद्ध और विभिन्न यौगिकों के रूप में, व्यापक है और विज्ञान और प्रौद्योगिकी की विभिन्न शाखाओं में मांग में है।

शुद्ध क्रिस्टलीय और अनाकार सिलिकॉन का उपयोग कहाँ किया जाता है?

1. धातु विज्ञान में एक मिश्र धातु के रूप में धातुओं और उनके मिश्र धातुओं के गुणों को बदलने में सक्षम। तो, इसका उपयोग स्टील और लोहे को गलाने में किया जाता है।
2. एक क्लीनर संस्करण - पॉलीसिलिकॉन के निर्माण पर विभिन्न प्रकार के पदार्थ खर्च किए जाते हैं।
3. सिलिकॉन यौगिकों के साथ एक संपूर्ण रासायनिक उद्योग है जिसने आज विशेष लोकप्रियता हासिल की है। ऑर्गनोसिलिकॉन सामग्री का उपयोग दवा में, व्यंजन, उपकरण और बहुत कुछ के निर्माण में किया जाता है।
4. विभिन्न सौर पैनलों का निर्माण। ऊर्जा प्राप्त करने का यह तरीका भविष्य में सबसे आशाजनक में से एक है। इस तरह के बिजली उत्पादन के मुख्य लाभ पर्यावरण के अनुकूल, आर्थिक रूप से लाभदायक और पहनने के लिए प्रतिरोधी हैं।
5. लाइटर के लिए सिलिकॉन बहुत लंबे समय से है। प्राचीन काल में भी लोग आग जलाने के लिए चकमक पत्थर का इस्तेमाल चिंगारी पैदा करने के लिए करते थे। यह सिद्धांत विभिन्न प्रकार के लाइटर के उत्पादन का आधार है। आज, ऐसी प्रजातियां हैं जिनमें चकमक पत्थर को एक निश्चित संरचना के मिश्र धातु से बदल दिया जाता है, जो और भी तेज परिणाम (स्पार्किंग) देता है।
6. इलेक्ट्रॉनिक्स और सौर ऊर्जा।
7. गैस लेजर उपकरणों में दर्पण का निर्माण।

इस प्रकार, शुद्ध सिलिकॉन में बहुत सारे लाभकारी और विशेष गुण होते हैं जो इसे महत्वपूर्ण और आवश्यक उत्पाद बनाने के लिए उपयोग करना संभव बनाते हैं।

सिलिकॉन यौगिकों का अनुप्रयोग

निम्न के अलावा सरल पदार्थ, विभिन्न सिलिकॉन यौगिकों का भी उपयोग किया जाता है, और बहुत व्यापक रूप से। सिलिकेट नाम का एक पूरा उद्योग है। यह वह है जो विभिन्न पदार्थों के उपयोग पर आधारित है, जिसमें यह अद्भुत तत्व शामिल है। ये यौगिक क्या हैं और इनमें से किसका निर्माण होता है?

1. क्वार्ट्ज, या नदी की रेत - SiO2। इसका उपयोग भवन और सजावटी सामग्री जैसे सीमेंट और कांच बनाने के लिए किया जाता है। हर कोई जानता है कि इन सामग्रियों का उपयोग कहां किया जाता है। इन घटकों के बिना कोई भी निर्माण पूरा नहीं होता है, जो सिलिकॉन यौगिकों के महत्व की पुष्टि करता है।
2. सिलिकेट सिरेमिक, जिसमें मिट्टी के बरतन, चीनी मिट्टी के बरतन, ईंटें और उनके आधार पर उत्पाद शामिल हैं। इन घटकों का उपयोग दवा में, व्यंजन, सजावटी गहने, घरेलू सामान, निर्माण और मानव गतिविधि के अन्य घरेलू क्षेत्रों में किया जाता है।
3. - सिलिकॉन, सिलिका जैल, सिलिकॉन तेल।
4. सिलिकेट गोंद - आतिशबाज़ी बनाने की विद्या और निर्माण में स्टेशनरी के रूप में उपयोग किया जाता है।

सिलिकॉन, जिसकी कीमत विश्व बाजार पर भिन्न होती है, लेकिन ऊपर से नीचे तक रूसी संघ के 100 रूबल प्रति किलोग्राम (प्रति क्रिस्टलीय) के निशान को पार नहीं करती है, एक मांग और मूल्यवान पदार्थ है। स्वाभाविक रूप से, इस तत्व के यौगिक भी व्यापक और लागू होते हैं।

सिलिकॉन की जैविक भूमिका

शरीर के लिए महत्व की दृष्टि से सिलिकॉन महत्वपूर्ण है। ऊतकों में इसकी सामग्री और वितरण इस प्रकार है:

• 0.002% - मांसपेशी;
• 0.000017% - हड्डी;
• रक्त - 3.9 मिलीग्राम / एल।

रोजाना करीब एक ग्राम सिलिकॉन अंदर आना चाहिए, नहीं तो बीमारियां पनपने लगेंगी। उनमें से कोई घातक नहीं हैं, हालांकि, लंबे समय तक सिलिकॉन भुखमरी की ओर जाता है:

• बाल झड़ना;
• उत्थान मुंहासाऔर मुँहासे;
• हड्डियों की नाजुकता और नाजुकता;
• आसान केशिका पारगम्यता;
• थकान और सिरदर्द;
• कई खरोंच और खरोंच की उपस्थिति।

पौधों के लिए, सिलिकॉन सामान्य वृद्धि और विकास के लिए आवश्यक एक महत्वपूर्ण ट्रेस तत्व है। जानवरों पर किए गए प्रयोगों से पता चला है कि अगर वे रोजाना पर्याप्त मात्रा में सिलिकॉन का सेवन करते हैं तो वे व्यक्ति बेहतर तरीके से बढ़ते हैं।