سليكون

14 ألومنيومسليكونفوسفور
C

Si

Ge
Si-TableImage.png
صفات عامة
الإسم, الرقم, الرمز سليكون, Si, 14
سلاسل كيميائية شبه فلز
المجموعة, الدورة, المستوى الفرعي p , 3 , 14
المظهر رمادي غامق، مع مسحة زرقة
Silizium pulver.jpg
كتلة ذرية 28.0855(3) g/mol
شكل إلكتروني [Ne] 3s2 3p2
عدد الإلكترونات لكل مستوى 2, 8, 4
خواص فيزيائية
الحالة صلب
كثافة عندح.غ. 2.33 ج/سم³
كثافة السائل عند m.p. 2.57 ج/سم³
نقطة الإنصهار 1687 ك
1414 م °
2577 ف °
نقطة الغليان 3538 ك
3265 م °
5909 ف °
حرارة الإنصهار kJ/mol 50.21
حرارة التبخر kJ/mol 359
السعة الحرارية (25 19.789 C (م) ° ( J/(mol·K
ضغط البخار
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T/K 1908 2102 2339 2636 3021 3537
الخواص الذرية
البنية البللورية Face-centered cubic
حالة التأكسد 4
(أكسيد مذبذب)
سالبية كهربية 1.90 (مقياس باولنج)
طاقة التأين
(المزيد)
1st: 786.5 kJ/mol
2nd: 1577.1 kJ/mol
3rd: 3231.6 kJ/mol
نصف قطر ذري 110 pm
نصف قطر ذري (حسابيا) 111 pm
نصف القطر التساهمي 111 pm
نصف قطر فان دير فال 210 pm
متفرقة
الترتيب المغناطيسي nonmagnetic
توصيل حراري (300 K ك ) 149
(W/(m·K)
تمدد حراري (25 °C) 2.6 µm/(m·K)
سرعة الصوت (قضيب رفيع) (20 °م) 2200 m/s
معامل يونج 47 GPa
معاير الحجم 100 GPa
صلابة موس 6.5
رقم التسجيل 7440-21-3
النظائر المهمة
المقالة الرئيسية: نظائر السليكون
نظ ت.ط. عمر النصف طر.إ. طا.إ.MeV ن.إ.
28Si 92.23% Si يكون ثابت وله 14 نيوترون
29Si 4.67% Si يكون ثابت وله 15 نيوترون
30Si 3.1% Si يكون ثابت وله 16 نيوترون
32Si syn 132 y β- 13.020 32P
المراجع
A mobile phone case made from silicone.

السيليكون (السيلسيوم) silicium أو الكثاب هو عنصر كيميائي لا فلزي في الجدول الدوري يرمز له بالرمز Si ، ورقمه الذري 14، ووزنه الذري 28.08.. ثاني أكثر العناصر وفرة في القشرة الأرضية بعد الأكسجين. ويكثر السليكون في الصخور النارية وفي الكوارتز والرمل وغيرهم. عزله الكيميائي السويدي برزيليوس عام 1823. ويستخدم في صنع الأجهزة الإلكترونية والزجاج والآجر.

تنبأ بوجوده لافوازييه عام 1787، واستحضره برزليوس نقياً عام 1823. وهو من أوسع العناصر انتشاراً، وهو يؤدي دوراً مهماً في عالم المركَّبات غير العضوية يوازي الدور الذي يقوم به الكربون في العالم العضوي. يأتي اسمه من اللاتينية silex ويعني الصوَّان.

وهو ثاني العناصر وفرة، حيث لا يفوقه وفرة سوى الأكسجين. ويوجد السليكون متحدًا مع عناصر أخرى، خصوصًا، الأكسجين وثاني أكسيد السليكون. ويعتبر المركب المعروف بالسليكا، المكوِّن الرئيسي للرمل. وإضافة إلى ذلك فهو مكوِّن رئيسي لمختلف المعادن التي تتكون منها الصخور، مثل الفلسبار (سليكات الألومنيوم) والبيروكسين والمرو (الكوارتز). وتتكون حمم البراكين أساسًا من ثاني أكسيد السليكون المنصهر، والذي يتصلب مكونًا السبج (زجاج طبيعي) عندما يكون نقيًا نسبيًا.

والعدد الذري للسليكون 14، ووزنه الذري 28,0855. وينصهر السليكون النقي عند درجة حرارة 1,410°م ويغلي عند درجة 2,355°م. وعند درجة حرارة 20°م تصل كثافة السليكون إلى 2,33 جم/سم§.

والسليكون ومركباته لها العديد من الاستعمالات المهمة، حيث يستخدم السليكون النقي في صناعة الدوائر المتكاملة والترانزستور والخلايا الشمسية والأجهزة الإلكترونية المماثلة لأنه شبه موصل جيد. . وثاني أكسيد السليكون هو المكوِّن الرئيسي للزجاج. ويستخدم كربيد السليكون، أحد المواد الصلدة المعروفة، لشحذ المعادن الأخرى وصقلها. وللمركبات الاصطناعية المعروفة بالسليكونات، التي يتحد فيها الكربون والسليكون مع الأكسجين، عدة استخدامات صناعية، حيث يمكن تحويلها إلى المطاط الصناعي. وتستعمل السليكونات كذلك عوازل وزيوتًا وطاردات للماء.

وكان الكيميائي السويدي جونز جاكوب برزيليوس أول من فصل السليكون في 1823م. وقد حصل عليه بوساطة اتحاد سليكات البوتاسيوم الفلورية مع البوتاسيوم.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

السليكْوُون

المقال الرئيسي: سليكوون Silicone

السليكْوُون هو أي من عدة مركبات سليكونية عضوية تكون على شكل زيوت أو شحوم أو لدائن، وتستخدم في صنع المواد اللاصقة وزيوت التزليق والمطاط الصناعي.


البنية الإلكترونية

البنية الإلكترونية لذرة السيلسيوم هي: n1S22S22P63S23P2. تسمح الإلكتـرونات الخارجية الأربعة بتشكيل أربع روابط مشتركة covalente كما في المـركّبات SiBr4 ،SiCl4 SiF4 ،. أما في حالة السيليكات والسيليس SiO2، فالصفة الشاردية هي الغالبة. نصف قطر ذرة السيلسيوم 1.17 أنغسـتروم ونصف قطر الشاردة Si4+ ن0.39 أنغستروم. له شكلان أحدهما غير بلوري والآخر بلوري بنيته مثل بنية الماس؛ إذ ترتبط كل ذرة سيلسيوم بأربع ذرات أخرى تقع على رؤوس رباعي وجوه.

خواصه

ويتواجد على شكل زيوت أو شحوم أو لدائن، وتستخدم في صنع المواد اللاصقة وزيوت التزليق والمطاط الصناعي.

السليكوون مادة كيماوية هلامية الشكل كثر استخدامها في عمليات الحشو والتكبير أو التضخيم تحقن تحت الجلد. أظهرت الدراسات بأن مثل هذه العمليات ليست سليمة تماما حيث قد تظهر لها آثار جانبية قد تسبب إلى التشوه أو حتى الموت.

يستخدم السليكون كمادة لاصقة باستخدام الحرارة أو بدون استخدام الحرارة بالاعتماد على التركيبة الكيماوية والغرض المستخدمة له.

أدخل استخدام حشوة السليكوون في منع الارتجاج أو لامتصاص الصدمات كأن توضع في أحذية الرياضين تساعدهم عند القفز وتأثيره على الارتجاج الذي قد ينتقل للرأس ويسبب ارتجاجا بالمخ في بعض الأحيان.

للسليكوون استخدامات أخرى كثيرة في الشرائح الألكترونية وأشباه الموصلات.

خواصه الفيزيائية والكيمياوية

السيلسيوم صلب في الشروط النظامية من درجة الحرارة والضغط، وزنه الذري 28.06 وكثافته 2.49غ/سم3، ونقطة انصهاره 1420 ْس، ونقطة غليانه 2300 ْس، له الكثير من خواص اللامعادن. لا يحترق الصلب عند تسخينه في الهواء إلا بشكل سطحي وأكسيده SiO2 حمضي، ويتفاعل مع الكلور والبروم والكبريت والكربون والبور. وهو غير قابل للانحلال في الحموض ما عدا في مزيج من حمض الآزوت وحمض فلور الماء. يتآكل بسهولة في المحاليل المائية المركَّزة لهدروكسيدات المعادن القلوية وفي كربونات البوتاسيوم المنصهرة وفق التفاعل:

5492-1.jpg

اكتشافه

من مكونات السيليكون، السياليسيا (ثنائي أوكسيد السيليكون), التي كانت معروفة في القرون الوسطى، عرفت من قبل الكيميائيين انذاك ، لكونها كثيرة التواجد في المعادن، تم استخلاص السيليكون لأول مرة عام 1823 من قبل العالم السويدي "برزيليوس".

تحضيره

يتم استخلاص السيليكون عن طريق اختزاله بواسطة الكربون في افران حرارية كهربائي، ويكون نقياً 99.8%.

SiO2 + C → Si + CO2

يدخل السيليكون على شكل قطع إلى الفرن بعد تنقيته من بعض الشوائب ,حيث يتم احمائه بواسطة أقطاب كهربائية إلى 3000°مئوية ، ثم يجمع السيليكون السائل في جيوب خاصة ويتم مزجه مع الهواء لأكسدة الشوائب ، ويتم تبريده عن طريق وضعه في قوالب أفقية

تحضيره للصناعات الإالكترونية : تحضير السيليكون النقي : يتم عن طريق تفاعل (SiHCl₃) أو رباعي كلوريد السيليكون أو رباعي يوديد السيليكون ,عن طريق تفاعله مع حامض الهيدروكلوريك عند درجة حرارة 300 ° مئوية، ثم يسخن إلى درجة 950° مئوية في وجود الهيدروجين فنحصل على قطع من السيليكون النقي.

ولزيادة نقاوته لاستخدامه في الإلكترونيات، يجري تحويله إلى مشتقات هالوجينية SiX4 أو SiHcl3، وتنقى بالتقطير المجزَّأ، ثم تُرجَع بالزنك أو الكدميوم أو الهدروجين عند درجة حرارة مرتفعة، أو تتفكك مباشرة بفعل الحرارة عندما يكون العنصر X هو اليود. ولزيادة نقاوته، يعالج بطريقة سلسلة انصهارات المنطقة التي تعرف باسم تقانة المنطقة المنصهرة zone fondue، ويكون الناتج على هيئة بلورات ضخمة ذات نقاوة عالية جداً.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

استخدامه في مركباته

يستعمل السيلسيوم عالي النقاوة في صناعة أنصاف النواقل semiconducteurs، مثل: الترانزيستورات والديودات. فلولا السيلسيوم النقي لما أمكن صنع جيل من الحواسيب عالية الجودة، والآلات الحاسبة والهواتف وأجهزة الراديو وغيرها، هذه التقانات التي تعتمد عليها المجتمعات الصناعية الحديثة. وهو يستخدم في صنع السبائك (الخلائط) إذ يدخل في تركيب أنواع الفولاذ جميعها بنسب مئوية تراوح بين 0.2% و0.5% فيحسِّن مقاومتها للأكسدة.[1]

التبلور

أشكال مختلفة للسليكون


انظر أيضا

المصادر

  1. ^ يمن الأتاسي. "السيلسيوم (السيليكون)". الموسوعة العربية.

وصلات خارجية