أكسيد السيليكون

لعنصر كيميائي مع الرقم التسلسلي 14، والذي هو في الجدول الدوري في المجموعة الرابعة من الفترة الثالثة والصف الثالث، فمن الممكن لتشكيل اثنين من أكاسيد السيليكون تتكون من عنصرين سي و O:

• أول أكسيد السيليكون، الذي سي هو ثنائي التكافؤ، والصيغة الكيميائية من هذا أكسيد يمكن أن تمثل سيو.
• ثاني أكسيد السيليكون هو أعلى أكسيد السيليكون الذي سي هو رباعي التكافؤ، يتم تسجيل الصيغة الكيميائية كما SiO2.

يمثل السيليكون (إيف) أكسيد في المظهربلورات شفافة. كثافة SiO2 هي 2.648 جم / سم 3. تذوب المادة في حدود درجات الحرارة من 1600 إلى 1725 درجة مئوية، وتغلي عند درجة حرارة 2230 درجة مئوية.

ويعرف أكسيد السيليكون SiO2 وصلابتهوقوة منذ العصور القديمة، هو الأكثر شيوعا في الطبيعة في شكل الرمال أو الكوارتز، وكذلك في جدران الخلايا من الطحالب المشطورة. المادة لديها العديد من التعديلات متعددة الأشكال، وغالبا ما وجدت في شكلين:

• بلوري - في شكل معدن طبيعيالكوارتز، وكذلك أصنافها (العقيق، الكريستال الصخري، جاسبر، العقيق، الصوان)؛ الكوارتز هو أساس رمل الكوارتز، هو لا غنى عنه مواد البناء والمواد الخام لصناعة السيليكات؛
• غير متبلور يحدث كما المعدنية الطبيعيةأوبال، وتكوين التي يمكن وصفها بواسطة الصيغة SiO2 • nH2O. أشكال ترابية من SiO2 غير متبلور هي تريفويل (وجبة الجبل، الأرض دياتومي) أو الدياتوميت. الاصطناعية السيليكا اللامائية غير متبلور هو هلام السيليكا، وهو مصنوع من ميتاسيليكات الصوديوم.

أكسيد السيليكون SiO2 هو أكسيد الحمضية. هذا هو العامل الذي يحدد خصائصها الكيميائية.

الفلور يتفاعل مع ثاني أكسيد السيليكون: SiO2 + 4F → SiF4 + O2 لتشكيل عديم اللون الغاز السيليكون رابع فلوريد والأكسجين، في حين أن غيرها من الغازات (الهالوجينات CL2، BR2، I2) استجابة أقل نشاطا.

وكان رد فعل أكسيد السيليكون IV مع حمض الهيدروفلوريك لإنتاج حامض fluorosilicic: SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O. يتم استخدام هذه الخاصية في صناعة أشباه الموصلات.

السيليكون (IV) أكسيد الذائبة في المنصهر أو الساخنة تتركز القلويات لتشكيل سيليكات الصوديوم: 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O.

ويتفاعل ثاني أكسيد السيليكون مع الأكاسيد الأساسيةالمعادن (مثل الصوديوم وأكسيد البوتاسيوم والرصاص (II)، أو خليط من أكسيد الزنك الذي يستخدم في إنتاج الزجاج). على سبيل المثال، رد فعل من أكسيد الصوديوم وSiO2، وهي النتيجة التي يمكن تشكيلها: الصوديوم orthosilicate 2Na2O + SiO2 → Na4SiO4، سيليكات الصوديوم Na2O + SiO2 → Na2SiO3، والزجاج Na2O + 6SiO2 + XO → Na2O: XO: 6SiO2. أمثلة على هذا الزجاج ذات قيمة تجارية، هي الصودا والجير والزجاج البورسليكات الزجاج الذي يحتوي على الرصاص.

ويتفاعل ثاني أكسيد السيليكون مع السيليكون عند درجات حرارة عالية، مما يؤدي إلى أول أكسيد غازي: سي + SiO2 → 2SiO ↑.

في معظم الأحيان، يستخدم SiO2 لإنتاج السيليكون عنصري. عملية التفاعل مع عائدات الكربون عنصري في درجة حرارة عالية في فرن القوس الكهربائي: 2C + SiO2 → سي + 2CO. ومن الطاقة كثيفة جدا. ومع ذلك، يتم استخدام منتجها في تكنولوجيا أشباه الموصلات لتصنيع الخلايا الشمسية (تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية). أيضا، سي النقي يستخدم في المعادن (في إنتاج مقاومة للحرارة و مقاومة للحمض السيليسي الصلب). وبالتالي فإن السيليكون العنصري الذي تم الحصول عليه ضروري لإنتاج ثاني أكسيد السيليكون النقي، وهو أمر ذو أهمية كبيرة لعدد من الصناعات. يستخدم SiO2 الطبيعي في شكل الرمل في تلك الصناعات حيث لا يتطلب النقاء عالية.

عند استنشاق الغبار المقسم بدقةالبلوري SiO2، حتى في كميات صغيرة جدا (تصل إلى 0.1 ملغ / م³)، مع مرور الوقت، والسيلان، والتهاب الشعب الهوائية أو السرطان يمكن أن تتطور. يصبح الغبار خطرا عندما يدخل الرئتين، يهيج باستمرار لهم، وبالتالي تقليل وظيفتهم. في جسم الإنسان، وأكسيد السيليكون في شكل جزيئات بلورية لا تذوب خلال فترات سريريا كبيرة من الزمن. هذا التأثير يمكن أن يخلق خطر الأمراض المهنية للأشخاص الذين يعملون مع معدات الرملي أو المنتجات التي تحتوي على مسحوق أكسيد السيليكون البلورية. الأطفال، والربو في أي عمر، الذين يعانون من الحساسية، وكذلك كبار السن يمكن أن يحصل المرضى أسرع بكثير.