Чөлөөт хэлбэрийн цахиурыг 1811 онд Ж.Гэй-Люссак, Л.Тенард нар цахиурын фторидын уурыг металл калийн дээгүүр дамжуулж тусгаарласан боловч тэд үүнийг элемент гэж тайлбарлаагүй. Шведийн химич Ж.Берцелиус 1823 онд калийн давс K 2 SiF 6-г калийн металлаар өндөр температурт боловсруулснаар олж авсан цахиурынхаа тухай тайлбарыг өгчээ. Шинэ элементийг "цахиур" гэж нэрлэсэн (Латин silex - цахиур чулуу). Оросын "цахиур" гэсэн нэрийг 1834 онд Оросын химич Герман Иванович Гесс нэвтрүүлсэн. Бусад Грек хэлнээс орчуулсан. krhmnoz- "хад, уул".
Байгальд байх нь:
Байгальд цахиур нь янз бүрийн найрлагатай давхар исэл, силикат хэлбэрээр олддог. Байгалийн цахиурын давхар исэл нь ихэвчлэн кварц хэлбэрээр байдаг боловч бусад ашигт малтмал байдаг - кристобалит, тридимит, китит, коузит. Аморф цахиур нь далай ба далайн ёроолд диатомын ордуудаас олддог - эдгээр ордууд нь диатом ба зарим цилиатуудын нэг хэсэг болох SiO 2-аас үүссэн.
Нарийн цагаан элсийг химийн найрлагаар нь бараг цэвэр цахиурын исэл болох SiO 2 +2Mg=2MgO+Si магнигаар шохойж, чөлөөт цахиур гаргаж авч болно. Үйлдвэрийн зориулалттай цахиурыг нуман зууханд 1800°С орчим температурт SiO 2 хайлмалыг коксоор багасгаж гаргаж авдаг. Ийм аргаар олж авсан цахиурын цэвэршилт нь 99.9% хүрч чаддаг (гол хольц нь нүүрстөрөгч, металл юм).
Физик шинж чанар:
Аморф цахиур нь бор нунтаг хэлбэртэй бөгөөд нягт нь 2.0 г/см3 байна. Кристал цахиур - хар саарал, гялалзсан талст бодис, хэврэг, маш хатуу, алмаазан торонд талстждаг. Энэ нь ердийн хагас дамжуулагч (цахилгааныг резинэн төрлийн тусгаарлагчаас илүү сайн дамжуулдаг, дамжуулагчаас муу - зэс). Цахиур нь хэврэг, зөвхөн 800 хэмээс дээш халах үед л хуванцар болдог. Сонирхолтой нь цахиур нь 1.1 микрометрийн долгионы уртаас эхэлдэг хэт улаан туяанд тунгалаг байдаг.
Химийн шинж чанар:
Химийн хувьд цахиур идэвхгүй байдаг. Өрөөний температурт энэ нь зөвхөн хийн фтортой урвалд орж, дэгдэмхий цахиур тетрафлорид SiF 4 үүсгэдэг. 400-500 ° C хүртэл халаахад цахиур нь хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчилж, давхар исэл, хлор, бром, иодтой харгалзах амархан дэгдэмхий тетрахалидыг SiHal 4 үүсгэдэг. Ойролцоогоор 1000°С-ийн температурт цахиур нь азоттой урвалд орж, нитрид Si 3 N 4, бор - дулааны болон химийн хувьд тогтвортой SiB 3, SiB 6, SiB 12 боридуудтай. Цахиур нь устөрөгчтэй шууд урвалд ордоггүй.
Цахиурын сийлбэрийн хувьд гидрофтор ба азотын хүчлүүдийн холимогийг хамгийн өргөнөөр ашигладаг.
Цахиур нь халуун шүлтийн уусмалд уусдаг: Si + 2KOH + H 2 O = K 2 SiO 3 + 2H 2
Цахиур нь +4 эсвэл -4 исэлдэлтийн төлөвтэй нэгдлээр тодорхойлогддог.
Хамгийн чухал холболтууд:
Цахиурын давхар исэл, SiO 2- (цахиурын ангидрид), өнгөгүй. кристал. бодис, галд тэсвэртэй (1720 С), өндөр хатуулагтай. Химийн идэвхгүй хүчиллэг исэл нь фторын хүчил ба шүлтийн уусмалуудтай харилцан үйлчилж, цахиурын хүчлийн давс - силикатуудыг үүсгэдэг. Цахиурын ислийг шүлт, үндсэн исэл, зарим давстай холиход мөн силикатууд үүсдэг.
SiO 2 + 4NaOH = Na 4 SiO 4 + 2H 2 O; SiO 2 + CaO \u003d CaSiO 3;
Na 2 CO 3 + CaCO 3 + 6SiO 2 = Na 2 CaSi 6 O 14 + 2CO 2 (холимог натрийн кальцийн силикат, шил)
Цахиурын хүчил- сул, уусдаггүй, гель (желатин бодис) хэлбэрээр силикат уусмалд хүчил нэмснээр үүсдэг. H 4 SiO 4 (orthosilicon) ба H 2 SiO 3 (метасиликон эсвэл цахиур) нь зөвхөн уусмалд байдаг бөгөөд халааж, хатаах үед эргэлт буцалтгүй SiO 2 болж хувирдаг. Үүссэн хатуу сүвэрхэг бүтээгдэхүүн - цахиурын гель, боловсруулсан гадаргуутай бөгөөд хийн шингээгч, чийгшүүлэгч, катализатор, катализаторын тээвэрлэгч болгон ашигладаг.
силикатууд- цахиурын хүчлийн давс нь ихэнх хэсэг нь (натри, калийн силикатаас бусад) усанд уусдаггүй. Уусмал дахь уусдаг силикатууд хүчтэй гидролизд ордог.
Устөрөгчийн нэгдлүүд- нүүрсустөрөгчийн аналоги; силанууд, цахиурын атомууд нэг холбоогоор холбогдсон нэгдлүүд, Силенсхэрэв цахиурын атомууд давхар холболттой бол. Нүүрс устөрөгчийн нэгэн адил эдгээр нэгдлүүд нь гинж, цагираг үүсгэдэг. Бүх силанууд нь аяндаа гал авалцаж, агаартай тэсрэх хольц үүсгэж, усаар амархан урвалд ордог: SiH 4 + 2H 2 O \u003d SiO 2 + 4H 2
Цахиурын тетрафторид SiF 4, цахиур болон түүний олон нэгдлүүд, тэр дундаа шилэн дээр фторын (гидрофторын) хүчлийн үйлчлэлээр үүссэн, эвгүй үнэртэй, хортой хий:
Na 2 SiO 3 + 6HF = 2NaF + SiF 4 + 3H 2 O
Устай урвалд орж цахиур ба гексафторосиликон(H 2 SiF 6) хүчил:
3SiF 4 + 3H 2 O \u003d 2H 2 SiF 6 + H 2 SiO 2
H 2 SiF 6 нь хүхрийн хүчилтэй ойролцоо хүч чадалтай, давс нь фтор силикатууд юм.
Хэрэглээ:
Цахиур нь хөнгөн цагаан, зэс, магнийн хүч чадал өгөх хайлш үйлдвэрлэх, ган, хагас дамжуулагч технологид чухал ач холбогдолтой ферросилицидийг үйлдвэрлэхэд хамгийн их ашиглагддаг. Цахиурын талстыг нарны зай, хагас дамжуулагч төхөөрөмж - транзистор, диод зэрэгт ашигладаг. Цахиур нь мөн тос, тосолгооны материал, хуванцар, синтетик резин хэлбэрээр гаргаж авсан цахиурын органик нэгдлүүд буюу силоксануудыг үйлдвэрлэх түүхий эд болдог. Органик бус цахиурын нэгдлүүдийг керамик болон шилний технологид, тусгаарлагч материал, пьезокристалл болгон ашигладаг.
Зарим организмын хувьд цахиур нь биогенийн чухал элемент юм. Энэ нь ургамлын тулгуур бүтэц, амьтны араг ясны бүтцийн нэг хэсэг юм. Цахиурыг их хэмжээгээр далайн организмууд - диатом, радиолар, хөвөн зэрэгт төвлөрүүлдэг. Их хэмжээний цахиур нь гэзэг, үр тариа, ялангуяа хулс, цагаан будааны дэд бүлгүүдэд, тэр дундаа энгийн будаа зэрэгт төвлөрдөг. Хүний булчингийн эдэд (1-2) 10 -2% цахиур, ясны эд - 17 10 -4%, цус - 3.9 мг / л. Хоол хүнсээр өдөрт 1 г хүртэл цахиур хүний биед орж ирдэг.
Антонов С.М., Томилин К.Г.
KhF Tyumen State University, 571 бүлэг.
Эх сурвалж: Цахиур. Википедиа; "Кругосвет" онлайн нэвтэрхий толь бичигт цахиур , ;
Цахиурын талбай
Цахиур (Si) -үечилсэн системийн үндсэн дэд бүлгийн IV бүлгийн 3-р үе шатанд байрладаг. Физик шинж чанар:Цахиур нь аморф ба талст гэсэн хоёр өөрчлөлттэй байдаг. Аморф цахиур нь металлын хайлмалд уусдаг 2.33 г/см3 нягттай бор нунтаг юм. Кристал цахиур нь ган гялалзсан, хатуу, хэврэг, 2.4 г/см3 нягттай хар саарал талст юм. Цахиур нь Si (28), Si (29), Si (30) гэсэн гурван изотопоос бүрдэнэ.
Химийн шинж чанар:электрон тохиргоо: 1s22s22p63 s23p2 . Цахиур бол металл биш юм. Гадаад энергийн түвшинд цахиур нь 4 электронтой бөгөөд энэ нь түүний исэлдэлтийн төлөвийг тодорхойлдог: +4, -4, -2. Валент - 2, 4. Аморф цахиур нь талстаас илүү урвалд ордог. Хэвийн нөхцөлд фтортой харилцан үйлчилдэг: Si + 2F2 = SiF4. 1000 ° C-д Si нь металл бус бодисуудтай урвалд ордог: CL2, N2, C, S.
Хүчилүүдээс цахиур нь зөвхөн азотын ба гидрофторын хүчлийн холимогтой харилцан үйлчилдэг.
Металлын хувьд энэ нь өөрөөр ажилладаг: хайлсан Zn, Al, Sn, Pb-д сайн уусдаг боловч тэдгээртэй урвалд ордоггүй; бусад металлын хайлмалтай - Mg, Cu, Fe, цахиур нь силицид үүсэхтэй харилцан үйлчилдэг: Si + 2Mg = Mg2Si. Цахиур нь хүчилтөрөгчөөр шатдаг: Si + O2 = SiO2 (элс).
Цахиурын давхар исэл эсвэл цахиур- тогтвортой холболт Си, байгальд өргөн тархсан. Энэ нь шүлтүүд, үндсэн ислүүдтэй нэгдэж, цахиурын хүчил - силикатуудын давс үүсгэдэг. Баримт бичиг:Аж үйлдвэрт цахиурын давхар ислийг цахилгаан зууханд коксоор ангижруулах замаар цэвэр цахиур гаргаж авдаг: SiO2 + 2С = Si + 2СO?.
Лабораторид цахиурыг цагаан элсийг магни эсвэл хөнгөн цагаанаар шохойжуулж авдаг.
SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si.
3SiO2 + 4Al = Al2O3 + 3Si.
Цахиур нь хүчил үүсгэдэг: H2 SiO3 - мета-цахиурын хүчил; H2 Si2O5 нь хоёр метасилилик хүчил юм.
Байгальд хайх:кварцын эрдэс - SiO2. Кварцын талстууд нь рок болор гэж нэрлэгддэг өнгөгүй, тунгалаг, зургаан өнцөгт призм хэлбэртэй байдаг. Аметист - чулуулгийн болор, хольцтой нил ягаан өнгөөр будагдсан; утаат топаз нь хүрэн өнгөтэй будсан; оникс ба хаш бол кварцын талст сортууд юм. Аморф цахиур нь бага түгээмэл бөгөөд эрдэс опал, SiO2 nH2O хэлбэрээр байдаг. Диатомт шороо, триполит эсвэл кизельгур (диатомт шороо) нь аморф цахиурын шороон хэлбэрүүд юм.
42. Коллоид уусмалын тухай ойлголт
Коллоид уусмалууд– дисперсийн орчин ба дисперс фазаас бүрдэх өндөр дисперстэй хоёр фазын систем. Бөөмийн хэмжээ нь жинхэнэ уусмал, суспенз, эмульсийн хоорондох завсрын хэмжээ юм. At коллоид хэсгүүдмолекул эсвэл ионы найрлага.
Анхдагч бөөмсийн дотоод бүтцийн гурван төрөл байдаг.
1. Суспенсоид (эсвэл эргэлт буцалтгүй коллоид)- гетероген систем, тэдгээрийн шинж чанарыг хөгжсөн гадаргуугийн гадаргуугаар тодорхойлох боломжтой. Суспензтэй харьцуулахад тэдгээр нь илүү их тархсан байдаг. Тэд дисперсийн тогтворжуулагчгүйгээр удаан хугацаагаар оршин тогтнох боломжгүй. Тэд гэж нэрлэдэг эргэлт буцалтгүй коллоидуудУуршсаны дараа дахин хур тунадас нь золь үүсгэдэггүйтэй холбоотой. Тэдний концентраци бага байдаг - 0.1%. Тэд тархсан орчны зуурамтгай чанараас бага зэрэг ялгаатай байдаг.
Суспенсоидуудыг дараахь байдлаар авч болно.
1) тархалтын аргууд (том биетийг нунтаглах);
2) конденсацийн аргууд (солилцооны урвал, гидролиз гэх мэт аргаар уусдаггүй нэгдлүүдийг олж авах).
Суспенсоид дахь дисперсийн аяндаа буурах нь чөлөөт гадаргуугийн энергиэс хамаарна. Удаан хугацааны суспензийг авахын тулд түүнийг тогтворжуулах нөхцөл шаардлагатай.
Тогтвортой дисперсийн систем:
1) тархалтын орчин;
2) тархсан үе шат;
3) тархсан системийн тогтворжуулагч.
Тогтворжуулагч нь ион, молекул, гэхдээ ихэвчлэн өндөр молекул байж болно.
Хамгаалалтын коллоидууд- тогтворжуулах зорилгоор нэмдэг макромолекулын нэгдлүүд (уураг, пептид, поливинил спирт гэх мэт).
2. Ассоциатив (эсвэл мицелляр коллоид) -бага молекул жинтэй бодисуудын нүүрсустөрөгчийн радикалууд (амфифил молекулууд) -аас бүрдэх молекулуудын хангалттай концентрациас үүссэн хагас коллоидууд нь молекулуудын нэгдэлд (мицел) нэгдэх явцад үүсдэг. Мицеллугаалгын нунтаг (саван), органик будагны усан уусмалд үүсдэг.
3. Молекул коллоид (буцах буюу лиофилик коллоид) -байгалийн болон синтетик өндөр молекул жинтэй бодисууд. Тэдний молекулууд нь коллоид бөөмс (макромолекул) хэмжээтэй байдаг.
Макромолекулын нэгдлүүдийн коллоидуудын шингэрүүлсэн уусмалууд нь нэгэн төрлийн уусмал юм. Хүчтэй шингэлэх үед эдгээр уусмалууд нь шингэрүүлсэн уусмалын хуулийг дагаж мөрддөг.
Туйл бус макромолекулууд нүүрсустөрөгчид уусдаг, туйлт нь туйлын уусгагчид уусдаг.
Урвуу коллоидууд- уусгагчийн шинэ хэсгийг нэмэхэд хуурай үлдэгдэл нь дахин уусмал руу ордог бодисууд.
силикатууд. Тэдгээрийн дотроос aluminosilicates нь хамгийн түгээмэл байдаг (эдгээр силикатууд нь хөнгөн цагаан агуулдаг нь тодорхой). Алюминосиликатуудад боржин чулуу, төрөл бүрийн шавар, гялтгануур орно. Хөнгөн цагаангүй силикат нь жишээлбэл, асбест юм.
SiO2 исэл нь ургамал, амьтны амьдралд зайлшгүй шаардлагатай. Энэ нь ургамлын иш, амьтны хамгаалалтын бүрхүүлд хүч чадал өгдөг. Загасны хайрс, шавьжны хясаа, эрвээхэйн далавч, шувууны өд, амьтны үс нь цахиур агуулсан тул хүчтэй байдаг.
3) Rhinestone
Чулуулаг болор нь өнгөгүй, тунгалаг, ихэвчлэн химийн хувьд цэвэр, бараг хольцгүй, тригональ системд талсждаг кварц - SiO2-ийн бага температурт өөрчлөлтийн нэг төрөл юм. Энэ нь дан эсвэл призматик зургаан өнцөгт талст хэлбэрээр үүсдэг бөгөөд заримдаа нэг тонн ба түүнээс дээш жинтэй байдаг.
Кварц бол дэлхийн царцдас дахь хамгийн түгээмэл ашигт малтмалын нэг бөгөөд ихэнх магмын болон хувирсан чулуулгийн чулуулаг үүсгэгч эрдэс юм. Химийн томъёо: SiO2.
Кварцын сортууд: өнгөгүй, сарнайн кварц, "үсэрхэг", карнелиан, оникс, "барын нүд", өнгөлсөн хайрга.
5) Carnelian Formula - SiO2, нэг төрлийн халцедон. Химийн найрлага - SiO2 агууламж - 90-99%; Fe2O3, Al2O3, MgO, CaO, H2O хольцыг тэмдэглэв. Карнелиан нь оникс шиг нарийн төвөгтэй бүтэцтэй, үндсэндээ халцедон найрлагын нэгдэл юм.
Жаспер бол тунгалаг бус олон төрлийн кварц - цахиурын давхар исэл SiO2 - анар, гематит, пирит гэх мэт олон төрлийн эрдэс бодис агуулсан ширхэглэг бүтэцтэй. Тиймээс хаш нь цэвэр өнгөнөөс бусад бүх өнгө, өнгө нь маш олон янз байдаг. цэнхэр.
7) Аметист
Аметистууд нь нил ягаан эсвэл улаавтар кварцын талстууд бөгөөд цахиурын давхар исэл бөгөөд тригональ системд хамаардаг.
Опал нь хувьсах усны агууламж (6-10%) бүхий аморф кварц SiO2 төрөл юм. Опалын химийн нэр нь цахиурын давхар ислийн полихидрат юм. Опалын гол давуу тал нь нарны гэрлийн нөлөөн дор дараалан өөр өөр туяа ялгаруулж, янз бүрийн өнгөт тоглоом үүсгэх чадвар юм. Гурван төрлийн опалыг мэддэг: өнгөт "анивчдаг" маш хар хөх өнгөтэй хар опал; улбар шар-улаан гал опал ба цагаан опал.
7) Цитрин Цитреус - "нимбэг" гэсэн үгнээс гаралтай чулууны нэр нь төмрийн төмрийн хольцоор цитринд өгдөг энэ төрлийн кварцын шар өнгийг илэрхийлдэг. Цитрин нь төвлөрөл, төвлөрөлд сайнаар нөлөөлдөг.
Хаш бол цагаан, ногоон өнгийн тунгалаг эрдэс юм. Минерологийн үүднээс авч үзвэл хаш чулуу нь цахиурын нэгдэл юм.
9) Агат бол нэг төрлийн тунгалаг кварц юм. Химийн томъёо: SiO2.
Цахиурын нэгдлүүдийн хэрэглээ:
Цахиурыг силикат үйлдвэрлэлд ашигладаг:
Байгалийн цахиурын нэгдлүүд - элс (SiO2) ба силикатуудыг керамик, шил, цемент үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Силикат цавуу нь барилгын ажилд хатаах, пиротехникийн хэрэгсэл, өдөр тутмын амьдралд цаас наахад өргөн хэрэглэгддэг.
Силикон тос, силикон, цахиурын органик нэгдлүүд дээр суурилсан материалууд өргөн тархсан.
54) Бетон ба эрдэс материалын зэврэлтийн физик, химийн үндэслэл.
Бетоны зэврэлт нь бүх ашигт малтмалын барилгын материал, бүтэц (бетон, төмөр бетон, тоосго, асбест цемент, силикат, хөөс бетон, хөөс бетон блок) -ын гол дайсан юм. Хамгийн ноцтой асуудал бол атмосфер-химийн хүчин зүйлийн нөлөөлөл юм - түрэмгий агаар мандлын бодисын нөлөө (карбонат, сульфат, хлорид), түүнчлэн хөлдөх, гэсэлтийн мөчлөг байнга тохиолддог.
Ашигт малтмалын үндсэн дээр барилгын материал нь хялгасан судас-сүвэрхэг. Агаар мандлын түрэмгий үйл ажиллагааны үр дүнд сүвэрхэг бүтэц дотор талстууд үүсдэг бөгөөд тэдгээрийн өсөлт нь хагарал үүсэхэд хүргэдэг. Ус, давс, нүүрстөрөгчийн давхар исэлд өртсөний үр дүнд - бетоны зэврэлт, барилгын бүтцийг устгах.
Ашигт малтмалын гадаргууг хамгаалах нь аливаа байгууламжийн зураг төсөл, барилга угсралт, ашиглалтын бүх нийтийн ажил юм. Энэ нь орчин үеийн барилгын ажилд ашиглагдаж буй бүх төрлийн барилга, байгууламж, байгууламжид хамааралтай.
Цахиур (Si) нь Дмитрий Иванович Менделеевийн үүсгэн байгуулсан үечилсэн системийн 4-р бүлгийн үндсэн (A) дэд бүлгийн хоёр дахь элемент юм. Цахиур нь байгальд маш түгээмэл байдаг тул элбэг дэлбэгээрээ хоёрдугаарт (хүчилтөрөгчийн дараа) ордог. Тэгэхээр цахиур ба түүний нэгдлүүд байхгүй бол дэлхийн царцдас байхгүй байсан бөгөөд энэ химийн элементийн нэгдлүүдээс дөрөвний нэгээс илүү байдаг. Цахиурын онцлог юу вэ? Түүний нэгдлүүдийн томъёо, тэдгээрийн хэрэглээ юу вэ? Цахиур агуулсан хамгийн чухал бодис юу вэ? Үүнийг ойлгохыг хичээцгээе.
Цахиурын элемент ба түүний шинж чанарууд
Цахиур нь байгальд хэд хэдэн аллотроп өөрчлөлттэй байдаг - хамгийн түгээмэл нь болор хэлбэрийн цахиур ба аморф цахиур юм. Эдгээр өөрчлөлт тус бүрийг тусад нь авч үзье.
Кристал цахиур
Энэхүү өөрчлөлтийн цахиур нь хар саарал өнгөтэй, ган гялалзсан хатуу, хэврэг бодис юм. Ийм цахиур нь хагас дамжуулагч юм; түүний ашигтай шинж чанар нь металаас ялгаатай нь түүний цахилгаан дамжуулах чанар нь температур нэмэгдэх тусам нэмэгддэг. Ийм цахиурын хайлах цэг нь 1415 ° C байна. Үүнээс гадна талст цахиур нь ус болон янз бүрийн хүчилд уусгах чадваргүй байдаг.
Талстыг өөрчлөхөд цахиур ба түүний нэгдлүүдийг ашиглах нь гайхалтай олон янз байдаг. Жишээлбэл, болор цахиур нь сансрын хөлөг болон дээвэр дээр суурилуулсан нарны хавтангийн нэг хэсэг юм. Цахиур нь хагас дамжуулагч бөгөөд нарны энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргах чадвартай.
Нарны зайнаас гадна талст цахиурыг олон электрон төхөөрөмж, цахиурын ган үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Аморф цахиур
Аморф цахиур нь алмаз шиг бүтэцтэй бор/хар хүрэн нунтаг юм. Талст цахиураас ялгаатай нь элементийн энэхүү аллотроп өөрчлөлт нь хатуу эмх цэгцтэй болор тортой байдаггүй. Хэдийгээр аморф цахиур нь ойролцоогоор 1400 хэмд хайлдаг ч талст цахиураас хамаагүй илүү идэвхтэй байдаг. Аморф цахиур нь гүйдэл дамжуулахгүй бөгөөд нягт нь ойролцоогоор 2 г/см³ байна.
Ийм цахиурыг ихэвчлэн хүнсний үйлдвэрлэл, эм үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Цахиурын химийн шинж чанар
- Цахиурын үндсэн химийн шинж чанар нь хүчилтөрөгч дэх шаталт бөгөөд үүний үр дүнд маш түгээмэл нэгдэл болох цахиурын исэл үүсдэг.
Si + O2 → SiO2 (температурт).
- Халах үед цахиур нь металл бус тул янз бүрийн металлуудтай нэгдлүүд үүсгэдэг. Ийм нэгдлүүдийг силицид гэж нэрлэдэг. Жишээлбэл:
2Ca + Si → Ca2Si (температурт).
- Цахиур нь эргээд ус эсвэл зарим хүчлийн тусламжтайгаар ямар ч хүндрэлгүйгээр задардаг. Энэхүү урвалын үр дүнд цахиурын тусгай устөрөгчийн нэгдэл үүсдэг - силан хий (SiH4):
Mg2Si + 4HCl → 2MgCl2 + SiH4.
- Цахиур нь фтортой харилцан үйлчлэх чадвартай (хэвийн нөхцөлд):
Si + 2F2 → SiF4.
- Мөн халах үед цахиур нь бусад металл бустай харилцан үйлчилдэг.
Si + 2Cl2 → SiCl4 (400–600°).
3Si + 2N2 → Si3N4 (1000°).
Si + C → SiC (2000°).
- Мөн цахиур нь шүлт, устай харилцан үйлчилж, силикат гэж нэрлэгддэг давс, устөрөгчийн хий үүсгэдэг.
Si + 2KOH + H2O → K2SiO3 + H2.
Гэсэн хэдий ч цахиур болон түүний нэгдлүүдийг авч үзэх замаар энэ элементийн ихэнх химийн шинж чанарыг шинжлэх болно, учир нь тэдгээр нь цахиурыг бусад химийн элементүүдтэй ашиглах, харилцан үйлчлэх үндсэн бодисууд юм. Тэгэхээр хамгийн түгээмэл цахиурын нэгдлүүд юу вэ?
Цахиурын нэгдлүүд
Цахиур гэж юу болох, ямар шинж чанартай болохыг бид өмнө нь олж мэдсэн. Одоо цахиурын нэгдлүүдийн томъёог авч үзье.
Цахиурын оролцоотойгоор асар олон тооны өөр өөр нэгдлүүд үүсдэг. Тархалтын хувьд эхний байрыг цахиурын хүчилтөрөгчийн нэгдлүүд эзэлдэг. Энэ ангилалд SiO2 ба уусдаггүй цахиурын хүчил орно.
Цахиурын хүчлийн хүчиллэг үлдэгдэл нь янз бүрийн силикатуудыг (жишээлбэл, CaSiO3 эсвэл Al2O3 SiO2) үүсгэдэг. Дээр дурдсан ийм давс ба цахиурын хүчилтөрөгчтэй нэгдлүүдэд элемент нь ердийн исэлдэлтийн төлөвтэй +4 байдаг.
Цахиурын давс нь нэлээд түгээмэл байдаг - силицид (Mg2Si, NaSi, CoSi) ба устөрөгчтэй цахиурын нэгдлүүд (жишээлбэл, силан хий). Силан нь агаарт аяндаа гал авалцдаг бөгөөд силицид нь ус болон янз бүрийн хүчилтэй хамт амархан задардаг.
Хамгийн түгээмэл гэж тооцогддог цахиур ба түүний нэгдлүүдийг илүү нарийвчлан авч үзье.
Цахиур
Энэ ислийн өөр нэг нэр нь цахиур юм. Энэ нь ус, хүчилд уусдаггүй, атомын болор тортой хатуу, галд тэсвэртэй бодис юм. Байгальд цахиурын исэл нь ийм эрдэс ба эрдэнийн чулуукварц, аметист, опал, оникс, халцедон, хаш, цахиур болон бусад.
Энэ нь цахиураас гаралтай гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй анхдагч хүмүүсөөрсдийн хөдөлмөр, ан агнуурын багаж хэрэгслийг хийсэн. Флинт гэж нэрлэгддэг зүйлийн суурийг тавьсан Чулуун зэвсгийн үеХаа сайгүй олдоцтой, зүсэх үед хурц зүсэх ирмэг үүсгэх чадвартай учраас.
Зэгс, зэгс, гэзэг зэрэг ургамлуудын иш, хадны навч, өвсний ишийг бат бөх болгодог цахиурын исэл юм. Зарим амьтдын хамгаалалтын гадна бүрхүүлд мөн цахиур агуулагддаг.
Үүнээс гадна энэ нь силикон чигжээс, силикон резинийг үүсгэдэг силикат цавууны суурь юм.
Цахиурын ислийн химийн шинж чанар
Цахиурын давхар исэл нь асар олон тооны химийн элементүүдтэй харилцан үйлчилдэг - металл ба металл бус хоёулаа. Жишээлбэл:
- Өндөр температурт цахиур нь шүлттэй харилцан үйлчилж, давс үүсгэдэг.
SiO2 + 2KOH → K2SiO3 + H2O (температурт).
- Ердийн хүчиллэг ислийн хувьд энэ нэгдэл нь янз бүрийн металлын ислүүдтэй харилцан үйлчлэлийн үр дүнд силикатуудыг өгдөг.
SiO2 + CaO → CaSiO3 (температурт).
- Эсвэл карбонатын давстай:
SiO2 + K2CO3 → K2SiO3 + CO2 (температурт).
- Цахиурын давхар ислийн хамгийн чухал химийн шинж чанаруудын нэг бол түүнээс цэвэр цахиур гаргаж авах чадвар юм. Үүнийг хоёр аргаар хийж болно - давхар ислийг магни эсвэл нүүрстөрөгчтэй урвалд оруулах замаар.
SiO2 + 2Mg → 2MgO + Si (температурт).
SiO2 + 2C → Si + 2CO (температурт)
Цахиурын хүчил
Цахиурын хүчил маш сул байдаг. Энэ нь усанд уусдаггүй бөгөөд урвалын явцад желатин тунадас үүсгэдэг бөгөөд энэ нь заримдаа уусмалын бүх эзэлхүүнийг дүүргэх чадвартай байдаг. Энэ хольцыг хатаах үед шингээгч (бусад бодисыг шингээгч) болгон ашигладаг цахиурлаг гелийг харж болно.
Цахиурын хүчлийг олж авах хамгийн хүртээмжтэй, түгээмэл аргыг дараахь томъёогоор илэрхийлж болно.
K2SiO3 + 2HCl → 2KCl + H2SiO3↓.
Силицид
Цахиур ба түүний нэгдлүүдийг авч үзвэл силицид гэх мэт давсны талаар ярих нь маш чухал юм. Цахиур нь металтай ийм нэгдлүүдийг үүсгэдэг бөгөөд дүрмээр бол -4 исэлдэлтийн төлөвийг олж авдаг. Харин мөнгөн ус, цайр, бериллий, алт, мөнгө зэрэг металлууд цахиуртай харилцан үйлчилж, силицид үүсгэдэггүй.
Хамгийн түгээмэл цахиурууд бол Mg2Si, Ca2Si, NaSi болон бусад.
силикатууд
Силикат зэрэг нэгдлүүд нь цахиурын давхар ислийн дараа хоёрдугаарт ордог. Давс-силикатууд нь нарийн төвөгтэй бүтэцтэй тул нэлээд төвөгтэй бодис гэж тооцогддог бөгөөд тэдгээр нь ихэнх ашигт малтмал, чулуулгийн нэг хэсэг юм.
Байгальд хамгийн түгээмэл силикатууд болох aluminosilicates-д боржин чулуу, гялтгануур, янз бүрийн төрлийн шавар орно. Өөр нэг алдартай силикат нь асбест бөгөөд үүнээс галд тэсвэртэй даавуу хийдэг.
Цахиурын хэрэглээ
Юуны өмнө цахиурыг хагас дамжуулагч материал, хүчилд тэсвэртэй хайлшийг олж авахад ашигладаг. Цахиурын карбидыг (SiC) ихэвчлэн багаж хэрэгслийг хурцалж, үнэт чулууг өнгөлөхөд ашигладаг.
Хайлсан кварцыг тогтвортой, хүчтэй кварцын таваг хийхэд ашигладаг.
Шил, цементийн үйлдвэрлэлийн үндэс нь цахиурын нэгдлүүд юм.
Нүдний шил нь бие биенээсээ найрлагаараа ялгаатай бөгөөд үүнд цахиур заавал байдаг. Жишээлбэл, цонхны шилнээс гадна галд тэсвэртэй, болор, кварц, өнгөт, фотохром, оптик, толь болон бусад шилнүүд байдаг.
Цементийг устай холих үед тусгай бодис үүсдэг - цементийн зуурмаг, дараа нь бетон гэх мэт барилгын материалыг олж авдаг.
Силикатын үйлдвэр нь эдгээр бодисыг үйлдвэрлэх чиглэлээр ажилладаг. Силикатын үйлдвэр нь шил, цементээс гадна тоосго, шаазан, шавар сав, түүгээр хийсэн төрөл бүрийн эдлэл үйлдвэрлэдэг.
Дүгнэлт
Тиймээс бид цахиур бол байгальд өргөн тархсан хамгийн чухал химийн элемент гэдгийг олж мэдсэн. Цахиур нь барилгын болон урлагийн үйл ажиллагаамөн амьд организмд зайлшгүй шаардлагатай. Энгийн шилнээс эхлээд хамгийн үнэ цэнэтэй шаазан хүртэл олон бодисууд цахиур болон түүний нэгдлүүдийг агуулдаг.
Химийн хичээл нь таныг хүрээлэн буй ертөнцтэй танилцаж, эргэн тойрон дахь бүх зүйл, тэр ч байтугай хамгийн гайхамшигтай, үнэтэй зүйл нь санагдах шиг нууцлаг, нууцлаг биш гэдгийг ойлгох боломжийг олгодог. Шинжлэх ухааны мэдлэг, хими гэх мэт гайхалтай шинжлэх ухааныг судлахад тань амжилт хүсье!
Цахиур
(Цахиур), Si - хим. элементүүдийн үечилсэн системийн IV бүлгийн элемент; цагт. n. 14, цагт. м 28.086. Кристал цахиур нь давирхайн гялбаатай хар саарал бодис юм. Ихэнх нэгдлүүдэд энэ нь исэлдэлтийн төлөвийг харуулдаг - 4, +2 ба +4. Байгалийн цахиур нь 28Si (92.28%), 29Si (4.67%), 30Si (3.05%) тогтвортой изотопуудаас бүрддэг. Цацраг идэвхит 27Si, 31Si, 32Si-ийн хагас задралын хугацаа нь 4.5 сек, 2.62 цаг, 700 жил байна. К.-г анх 1811 онд францчууд тогтоожээ. химич, физикч J. L. Gay-Lussac болон fr. химич Л.Ж.Тенар, гэхдээ зөвхөн 1823 онд Шведийн химич, минералогч Ж.Ж.Берзелиус тодорхойлсон.
Дэлхийн царцдас дахь тархалтын хувьд (27.6%) цахиур нь хоёрдугаарт (хүчилтөрөгчийн дараа) ордог. Байршсан preim. цахиур Si02 болон бусад хүчилтөрөгч агуулсан бодис (силикат, алюминосиликат гэх мэт) хэлбэрээр. Хэвийн нөхцөлд алмазын тогтвортой хагас дамжуулагч өөрчлөлт үүсдэг бөгөөд энэ нь алмазын төрлийн нүүр төвтэй куб бүтэцтэй, үе нь a = 5.4307 A. Атом хоорондын зай 2.35 A. Нягт 2.328 г/см. Өндөр даралтанд (120-150 кбар) энэ нь илүү нягтралтай хагас дамжуулагч болон металлын өөрчлөлт болж хувирдаг. Металл өөрчлөлт нь 6.7 К-ийн шилжилтийн температуртай хэт дамжуулагч юм. Даралтыг нэмэгдүүлснээр хайлах цэг нь 1415 ± 3 ° C-аас 1 бар даралтаар 810 ° C хүртэл буурдаг (гурвалсан цэг нь 15 104 бар). хагас дамжуулагч, металл ба шингэн K. зэрэгцэн орших. Хайлах явцад атом хоорондын холбоог зохицуулах тоо нэмэгдэж, металлжилт үүсдэг. Аморф цахиур нь ойрын зайн дарааллын шинж чанараараа шингэнд ойрхон байдаг бөгөөд энэ нь хүчтэй гажсан бие төвтэй куб бүтэцтэй тохирч байна. Debye t-ra нь 645 K. Coeff-тэй ойролцоо байна. температурын шугаман тэлэлт нь туйлын хуулийн дагуу t-ry-ийн өөрчлөлтөөр өөрчлөгддөг, t-ry 100 К-ээс доош сөрөг болж, t-re 80 K-д хамгийн бага (-0.77 10 -6) градус -1 хүрдэг; t-re 310 К-д 2.33 10 -6 градус -1, t-re 1273 К -4.8 10 градус -1-тэй тэнцүү байна. Хайлах дулаан 11.9 ккал/г-атом, буцалгах 3520 К.
Хайлах цэг дэх сублимация ба ууршилтын дулаан нь тус тус 110 ба 98.1 ккал/г-атом байна. Цахиурын дулаан ба цахилгаан дамжуулах чанар нь талстуудын цэвэр байдал, төгс байдлаас хамаардаг. t-ry коэффициентийн өсөлттэй хамт. Цэвэр K.-ийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүр эхлээд нэмэгдэж (t-re 35 К-д 8.4 кал/см X X сек хүртэл), дараа нь буурч, t-re-д 0.36 ба 0.06 кал/см сек градус буюу 300 ба 1200 К хүрнэ. Стандарт нөхцөлд К.-ийн энтальпи, энтропи, дулааны багтаамж нь 770 кал/г-атом, 4.51 ба 4.83 кал/г-атом—градус байна. Цахиур нь диамагнит, хатуу (-1.1 10 -7 эму/г) ба шингэний (-0.8 10 -7 эму/г) соронзон мэдрэмжтэй. Цахиур нь t-ry-ээс бага хамааралтай. Хайлах цэг дэх шингэний K.-ийн гадаргуугийн энерги, нягтрал, кинематик зуурамтгай чанар нь 737 эрг/см2, 2.55 г/см3, 3 х 10 м2/сек байна. Кристал цахиур нь ердийн хагас дамжуулагч бөгөөд 0 К-ийн температурт 1.15 эВ, 300 К-ийн температурт 1.08 эВ-ийн зурвасын зөрүүтэй. Өрөөний температурт дотоод цэнэгийн тээвэрлэгчдийн концентраци 1.4 10 10 см - 3-тай ойролцоо байна. электрон ба нүхний үр дүнтэй хөдөлгөөн нь 1450 ба 480 см 2 / в сек, цахилгаан эсэргүүцэл нь 2.5 105 ом см, t-ry нэмэгдэх тусам тэдгээр нь экспоненциал байдлаар өөрчлөгддөг.
Цахиурын цахилгаан шинж чанар нь хольцын шинж чанар, концентраци, мөн болорын төгс байдлаас хамаарна. Ихэвчлэн p- ба n төрлийн дамжуулалттай хагас дамжуулагч K.-ийг олж авахын тулд түүнийг IIIb (бор, хөнгөн цагаан, галли) ба Vb (фосфор, хүнцэл, сурьма, висмут) дэд бүлгүүдээр хольж, хүлээн авагч ба донорын түвшний багцыг бий болгодог. , тус тус бүсүүдийн хилийн ойролцоо байрладаг . Допингийн хувьд бусад элементүүдийг (жишээлбэл,) ашигладаг. гүн гүнзгий түвшин, to-rye цэнэг зөөгчийг барьж авах, дахин нэгтгэхийг тодорхойлно. Энэ нь өндөр цахилгаантай материал авах боломжтой болгодог. эсэргүүцэл (t-re 80 K-д 1010 ом см) ба цөөнхийн цэнэгийн тээвэрлэгчдийн оршин тогтнох богино хугацаа нь янз бүрийн төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлэхэд чухал ач холбогдолтой. Коэфф. цахиурын дулааны цахилгаан хүч нь үндсэндээ температур, хольцын агууламжаас хамаардаг бөгөөд цахилгаан эсэргүүцэл нэмэгдэх тусам нэмэгддэг (p = 0.6 ом - см, а = 103 мкВ / градус). Цахиурын диэлектрик тогтмол (11-ээс 15 хүртэл) нь дан талстуудын найрлага, төгс байдлаас ихээхэн хамаардаг. Цахиурын оптик шингээлтийн хэв маяг нь түүний цэвэршилт, концентраци, бүтцийн согогийн шинж чанар, түүнчлэн долгионы уртыг өөрчлөхөд эрс өөрчлөгддөг.
Цахилгаан соронзон хэлбэлзлийн шууд бус шингээлтийн хязгаар нь 1.09 эВ, шууд шингээлтийн хувьд 3.3 эВ хүртэл байна. Спектрийн харагдахуйц хэсэгт хугарлын цогц илтгэгчийн (n - ik) параметрүүд нь гадаргуугийн төлөв байдал, хольц байгаа эсэхээс ихээхэн хамаардаг. Ялангуяа цэвэр К.-ийн хувьд (атλ \u003d 5461 A ба t-re 293 K) n \u003d 4.056 ба k \u003d 0.028. Электрон ажлын функц нь 4.8 эВ-д ойрхон байна. Цахиур нь эмзэг байдаг. Mohs-ийн дагуу түүний хатуулаг (t-ra 300 K) - 7; HB = 240; HV y \u003d 103; Мөн \u003d 1250 кгс / мм2; нормативын модуль, уян хатан чанар (поликристал) 10 890 кгс / мм2. Суналтын бат бэх нь болорын төгс байдлаас хамаарна: гулзайлтын хувьд 7-14, шахалтын хувьд 49-56 кгс / мм2; коэффициент шахах чадвар 0.325 1066 см2/кг.
Өрөөний температурт цахиур нь шүлтээс бусад хийн (үүнээс бусад) болон хатуу урвалжуудтай бараг харьцдаггүй. Өндөрт t-re нь металл ба металл бустай идэвхтэй харилцан үйлчилдэг. Ялангуяа SiC карбид (1600 К-ээс дээш температурт), Si3N4 нитрид (1300 К-ээс дээш температурт), SiP фосфид (1200 К-ээс дээш температурт), арсенидүүд Si As, SiAS2 (t-т) үүсгэдэг. 1000 К-ээс дээш). Энэ нь t-re 700 К-ээс дээш температурт хүчилтөрөгчтэй урвалд орж Si02 давхар исэл, галогентэй - SiF4 фтор (t-re 300 К-ээс дээш), SiCl4 хлорид (t-re-ээс дээш температурт), SiBr4 бромид (t-re үед) -тэй урвалд ордог. 700 К) ба зангилааны SiI4 (t-re 1000 К-д). Бусад олон хүмүүстэй эрчимтэй хариу үйлдэл үзүүлдэг. металлууд, тэдгээрт орлуулах хатуу уусмал үүсгэдэг эсвэл химийн . нэгдлүүд - силицид. Хатуу уусмалын нэгэн төрлийн концентрацийн хүрээ нь уусгагчийн шинж чанараас хамаарна (жишээлбэл, германид 0-100%, төмрийн хувьд 15%, альфа цирконид 0.1% -иас бага).
Хатуу цахиурт металл ба металл бус маш цөөхөн байдаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн хойшлогддог. Үүний зэрэгцээ талст дахь гүехэн түвшинг үүсгэдэг хольцын хязгаарлагдмал агууламж хамгийн дээд хэмжээнд хүрдэг (2 10 18, 10 19, 2 10 19, 1021. талбай t-r 1400-аас 1600 К хүртэл. Гүн түвшинтэй хольц нь уусдаг чанар нь мэдэгдэхүйц бага (селений хувьд 1015, төмрийн хувьд 5 10 16-аас никель 7 10 17, зэсийн хувьд 10 18 см-3 хүртэл). Шингэн төлөвт цахиур нь бүх металлуудтай тодорхойгүй хугацаанд холилдож, ихэвчлэн маш их дулаан ялгаруулдаг. Цэвэр цахиурыг цахилгаан зууханд кварцыг нүүрстөрөгчөөр ангижруулж гаргаж авсан 99% Si, 0.03% Fe, Al, Co агуулсан техникийн бүтээгдэхүүнээс бэлтгэдэг. Эхлээд хольцыг (давс ба хүхрийн холимог, дараа нь гидрофтор ба хүхрийн хольцоор) угааж, дараа нь үүссэн бүтээгдэхүүнийг (99.98%) хлороор эмчилнэ. Нэрэлтийн аргаар нийлэгжүүлэн цэвэршүүлсэн.
Хагас дамжуулагч цахиурыг хлорид SiCl4 (эсвэл SiHCl3) -ийг устөрөгчөөр багасгах эсвэл SiH4 гидридийн дулааны задралаар гаргаж авдаг. Нэг талстыг эцсийн цэвэршүүлэх, ургуулах ажлыг тигльгүй гөлгөр бүсээр эсвэл Чохральскийн аргаар хийж, ялангуяа цэвэр ембүү (1010-1013 см-3 хүртэл хольц) cp > 10 3 ом см-ийг гаргаж авдаг. К.-ийн зорилго нь хлорид бэлтгэх явцад эсвэл нэг талстыг ургуулах явцад шаардлагатай хольцыг тунгаар нь шингээж өгдөг. 2-4 диаметртэй, 3-10 см урттай цилиндр хэлбэртэй ембүүг ингэж бэлтгэдэг.Тусгай зориулалтын. Зорилтууд нь илүү том дан талстыг үүсгэдэг. Техникийн цахиур, ялангуяа төмрийг гангийн исэлдүүлэгч, бууруулагч бодис, хайлшийн нэмэлт болгон ашигладаг. Ялангуяа янз бүрийн элементүүдээр дүүргэсэн нэг талст K.-ийн цэвэр дээжийг янз бүрийн бага гүйдлийн (ялангуяа дулаан цахилгаан, радио, гэрэл, фототехникийн) болон өндөр гүйдлийн (шулуутгагч, хувиргагч) төхөөрөмжүүдийн суурь болгон ашигладаг.
Цахиур эсвэл цахиур
Цахиур бол металл бус, атомууд нь гаднах энергийн түвшинд 4 электронтой байдаг. Энэ нь исэлдэлтийн төлөвийг + 4 харуулж, электронуудыг хавсаргаж, исэлдэлтийн төлөвийг - 4 болгон өгч чадна. Гэсэн хэдий ч цахиурын электрон хүлээн авах чадвар нь нүүрстөрөгчөөс хамаагүй бага юм. Цахиурын атомууд нь нүүрстөрөгчийн атомуудаас том радиустай байдаг.
Байгальд цахиурыг олох
Цахиур нь байгальд маш түгээмэл байдаг. Энэ нь дэлхийн царцдасын массын 26 гаруй хувийг эзэлдэг. Тархалтын хувьд хоёрдугаарт (хүчилтөрөгчийн дараа) ордог. Нүүрстөрөгчөөс ялгаатай нь С нь байгальд чөлөөт төлөвт байдаггүй. Энэ нь янз бүрийн химийн нэгдлүүдийн нэг хэсэг бөгөөд голчлон цахиурын исэл (IV) ба цахиурын хүчлийн давс (силикат) -ын янз бүрийн өөрчлөлтүүд юм.
Цахиур авч байна
Аж үйлдвэрт техникийн цэвэршилттэй цахиурыг (95 - 98%) SiO-ийг сэргээх замаар олж авдаг. 2 шохойжуулах үед цахилгаан зууханд кокс:
SiO 2 + 2C \u003d Si + 2CO
SiO 2 + 2Mg \u003d Si + 2MgO
Ийнхүү хольцтой аморф бор цахиур нунтаг гаргаж авдаг. Хайлсан металлаас (Zn, Al) дахин талсжих замаар талст төлөвт шилжиж болно.
Хагас дамжуулагч технологийн хувьд цахиур нь маш өндөр цэвэршилттэй 1000°С цахиурын тетрахлорид SiCl-д бууруулснаар олж авсан 4 хос цайр:
SiCl 4 + 2Zn \u003d Si + 2ZnCl 2
Үүний дараа тусгай аргаар цэвэршүүлнэ.
Цахиурын физик, химийн шинж чанар
Цэвэр талст цахиур нь хэврэг, хатуу, зураастай. Алмаз шиг ковалент холбоо бүхий куб болор тортой. Түүний хайлах цэг нь 1423 ° C байна. Хэвийн нөхцөлд цахиур нь идэвхгүй элемент бөгөөд зөвхөн фтортой нийлдэг боловч халах үед янз бүрийн химийн урвалд ордог.
Хагас дамжуулагч технологид үнэ цэнэтэй материал болгон ашигладаг. Бусад хагас дамжуулагчтай харьцуулахад хүчилд ихээхэн эсэргүүцэлтэй, 300 ° C хүртэл өндөр цахилгаан эсэргүүцлийг хадгалах чадвартай. Техникийн цахиур, ферросиликоныг металлургийн салбарт халуунд тэсвэртэй, хүчилд тэсвэртэй, багаж хэрэгслийн ган, цутгамал төмөр болон бусад олон хайлш үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Металлуудтай хамт цахиур нь силицид гэж нэрлэгддэг химийн нэгдлүүдийг үүсгэдэг; магнигаар халаахад магнийн силицид үүсдэг.
Si + 2Mg = Mg 2 Si
Металл силицидүүд нь бүтэц, шинж чанараараа карбидуудтай төстэй байдаг тул металл төст силицидүүд, түүнчлэн металл төст карбидууд нь өндөр хатуулаг, хайлах цэг, сайн цахилгаан дамжуулах чанараараа ялгагдана.
Цахилгаан зууханд элс, коксын хольцыг шохойжуулах үед нүүрстөрөгчтэй цахиурын нэгдлүүд үүсдэг - цахиурын карбид эсвэл карборунд.
SiO2 + 3C = SiC + 2CO
Карборунд бол галд тэсвэртэй, өнгөгүй хатуу материал бөгөөд элэгдэлд тэсвэртэй, халуунд тэсвэртэй материал юм. Карборунд нь атомын болор тортой байдаг. Цэвэр төлөвт энэ нь тусгаарлагч боловч хольцтой үед хагас дамжуулагч болдог.
цахиур мөн түүнчлэн , цахиурын исэл (II) SiO ба цахиурын исэл (IV) SiO гэсэн хоёр исэл үүсгэдэг. 2 . Цахиурын исэл (IV) нь байгальд чөлөөт төлөвт өргөн тархсан хатуу галд тэсвэртэй бодис юм. Энэхүү химийн хувьд тогтвортой бодис нь зөвхөн фтор ба хийн устөрөгчийн фтор эсвэл фторын хүчилтэй харилцан үйлчилдэг.
SiO 2 + 2F 2 \u003d SiF 4 + O 2
SiO 2 + 4HF \u003d SiF 4 + 2H 2 O
Урвалын өгөгдсөн чиглэлийг цахиур нь фтортой өндөр холбоотой байдагтай холбон тайлбарладаг. Үүнээс гадна цахиур тетрафторид нь дэгдэмхий бодис юм.
Технологийн хувьд тунгалаг SiO 2 хэт ягаан туяаг сайн дамжуулдаг, том тэлэлтийн коэффициенттэй, улмаар температурын агшин зуурын мэдэгдэхүйц өөрчлөлтийг тэсвэрлэдэг тогтвортой галд тэсвэртэй кварц шил үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Цахиурын исэл (II) триполигийн аморф өөрчлөлт - их хэмжээний сүвэрхэг. Үүнийг дулаан, дуу чимээ тусгаарлагч болгон, динамит (тэсрэх бодис) үйлдвэрлэх гэх мэтээр ашигладаг. Энгийн элс хэлбэрийн цахиурын (IV) исэл нь барилгын үндсэн материалын нэг юм. Энэ нь галд тэсвэртэй, хүчилд тэсвэртэй материал, шил, металлургийн флюс гэх мэт үйлдвэрлэлд ашиглагддаг.
Харьцуулж болох молекулын томъёо, химийн болон физик шинж чанарнүүрстөрөгчийн дутуу исэл (IV) ба цахиурын исэл (IV), эдгээр химийн ижил төстэй нэгдлүүдийн шинж чанар нь ялгаатай болохыг харахад хялбар байдаг. Энэ нь цахиурын (IV) исэл нь зүгээр л SiO молекулуудаас тогтдоггүйтэй холбоотой юм 2 , гэхдээ цахиурын атомууд нь хүчилтөрөгчийн атомуудаар холбогддог тэдгээрийн холбоотнуудаас. Цахиурын (IV) исэл (SiO 2 )n.Түүний онгоц дээрх дүрс нь:
¦ ¦ ¦
o o o o
¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦
o o o o
¦ ¦ ¦
— О — Си — О — Си — О — Си — О —
¦ ¦ ¦
o o o o
¦ ¦ ¦
Цахиурын атомууд тетраэдрийн төвд, хүчилтөрөгчийн атомууд нь түүний буланд байрладаг. Si-O бонд нь маш хүчтэй бөгөөд энэ нь цахиурын ислийн (IV) өндөр хатуулгийг тайлбарладаг.
Химийн шинж чанараараа цахиур (IV) исэл нь хүчиллэг исэл юм. Энэ нь устай шууд урвалд ордоггүй тул цахиурын хүчлийг давсны эсвэл хүхрийн хүчилтэй цахиурын хүчлийн давс дээр үйлчилснээр шууд бус аргаар олж авах боломжтой.
