Цахиур ба түүний нэгдлүүд. Байгаль дахь цахиур. Цахиурын хэрэглээ

2024 Зохиолч: Angel Austin | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 05:36

Цахиур бол технологи, үйлдвэрлэлийн хамгийн эрэлттэй элементүүдийн нэг юм. Энэ нь түүний ер бусын шинж чанарт өртэй. Өнөөдөр энэ элементийн олон төрлийн нэгдлүүд байдаг бөгөөд тэдгээр нь техникийн бүтээгдэхүүн, аяга таваг, шил, тоног төхөөрөмж, барилгын болон өнгөлгөөний материал, үнэт эдлэл болон бусад үйлдвэрүүдийг нийлэгжүүлэх, бүтээхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Цахиурын ерөнхий шинж чанар

Хэрэв бид үечилсэн систем дэх цахиурын байрлалыг авч үзвэл:

1. Үндсэн дэд бүлгийн IV бүлэгт байрладаг.
2. Эхлэх дугаар 14.
3. Атомын масс 28, 086.
4. Химийн тэмдэг Si.
5. Нэр - цахиур, эсвэл латинаар - цахиур.
6. Гадна давхаргын цахим тохиргоо 4e:2e:8e.

Цахиурын болор тор нь алмазтай төстэй. Атомууд зангилаанууд дээр байрладаг бөгөөд түүний төрөл нь нүүр төвтэй куб юм. Гэсэн хэдий ч илүү урт холбоосын улмаас цахиурын физик шинж чанар нь нүүрстөрөгчийн аллотропийн өөрчлөлтөөс эрс ялгаатай.

Физик ба химийн шинж чанар

Хоёр байнаЭнэ элементийн аллотроп өөрчлөлтүүд: аморф ба талст. Тэд маш төстэй юм. Гэхдээ бусад бодисын нэгэн адил тэдгээрийн гол ялгаа нь цахиурын болор тор юм.

Энэ тохиолдолд хоёр өөрчлөлт нь өөр өөр өнгийн нунтаг юм.

1. Кристал цахиур нь хар саарал гялалзсан металл төстэй нунтаг юм. Түүний бүтэц нь алмаазтай тохирч байгаа боловч шинж чанар нь өөр өөр байдаг. Түүнд:

байна

• эмзэг байдал;
• бага хатуулаг;
• хагас дамжуулагч шинж чанар;
• хайлах цэг 1415⁰C;
• 2.33гр/см³;
• буцлах цэг 2700⁰C.

Түүний химийн идэвхжил бусад аллотроп хэлбэртэй харьцуулахад бага.

2. Аморф цахиур - бор хүрэн нунтаг, маш эмх замбараагүй алмааз бүтэцтэй. Химийн идэвхжил нэлээд өндөр байна.

Ерөнхийдөө цахиур нь урвалд орох дургүй гэдгийг анхаарах хэрэгтэй. Үүнийг хариу үйлдэл үзүүлэхийн тулд хамгийн багадаа 400-500⁰C температур хэрэгтэй. Ийм нөхцөлд цахиурын янз бүрийн химийн нэгдлүүд үүсдэг. Жишээ нь:

• оксид;
• галоген;
• силицид;
• нитрид;
• borides;
• карбид.

Цахиур нь азотын хүчил эсвэл шүлттэй харилцан үйлчлэлцэх боломжтой бөгөөд үүнийг сийлбэрлэх процесс гэж нэрлэдэг. Цахиурт органик нэгдлүүд өргөн тархсан бөгөөд өнөөдөр улам бүр түгээмэл болж байна.

Байгаль дээр байх

Цахиур нь байгальд нэлээд их хэмжээгээр агуулагддаг. Тархалтын хувьд хүчилтөрөгчийн дараа хоёрдугаарт ордог. Түүний массын хувь нь ойролцоогоор 30% байна. Далайн ус мөн энэ элементийг ойролцоогоор 3 мг/л агууламжтай агуулна. Тиймээс цахиурыг байгальд ховор элемент гэж хэлж болохгүй.

Эсрэгээрээ өөр өөр чулуулаг, ашигт малтмал байдаг бөгөөд тэдгээрээс нь олборлож болно. Хамгийн түгээмэл байгалийн цахиурын нэгдлүүд нь дараах байдалтай байна:

1. Цахиур. Химийн томъёо нь SiO₂. Элс, цахиур, хээрийн жонш, кварц, чулуулгийн болор, аметист, халцедон, карнелиан, опал, хаш болон бусад чулуулгийн нэлээд олон янзын хэлбэрүүд байдаг.
2. Силикат ба алюминосиликатууд. Каолин, шөрмөс, гялтгануур, цахиурын хүчлийн давс, асбест, тальк.

Тиймээс цахиур нь байгальд өргөн тархсан бөгөөд түүний нэгдлүүд нь хүмүүсийн дунд түгээмэл бөгөөд техникийн хэрэглээнд эрэлттэй байдаг.

Цахиур ба түүний нэгдлүүд

Тухайн элемент нь цэвэр хэлбэрээр оршин тогтнох боломжгүй тул төрөл бүрийн нэгдлүүд нь чухал юм. Химийн үүднээс авч үзвэл энэ нь гурван исэлдэлтийн төлөвийг харуулж чадна: +2, +4, -4. Үүний үндсэн дээр, мөн түүний идэвхгүй байдал, гэхдээ болор торны бүтцэд онцгой шинж чанартай тул дараахь үндсэн төрлийн бодисуудыг үүсгэдэг:

• металл бус хоёртын нэгдлүүд (силан, карбид, нитрид, фосфид гэх мэт;
• оксид;
• цахиурхүчил;
• металл силикатууд.

Хамгийн түгээмэл бөгөөд хүмүүсийн эрэлт хэрэгцээтэй цахиур болон түүний нэгдлүүдийн ач холбогдлыг нарийвчлан авч үзье.

Цахиурын исэл

Энэ бодисыг дараах томъёогоор илэрхийлсэн хоёр сорт байдаг:

• SiO;
• SiO₂.

Гэхдээ хамгийн өргөн тархсан нь давхар исэл юм. Энэ нь маш үзэсгэлэнтэй хагас үнэт чулуун хэлбэрээр байгальд байдаг:

• онис;
• халцедон;
• опал;
• carnelian;
• жаспер;
• аметист;
• rhinestone.

Цахиурыг ийм хэлбэрээр ашиглах нь үнэт эдлэлийн үйлдвэрлэлд хэрэглээгээ олсон. Гайхамшигтай сайхан алт мөнгөн эдлэлүүдийг эдгээр хагас үнэт болон хагас үнэт чулуугаар хийдэг.

Цахиурын давхар ислийн хэд хэдэн хувилбар:

• кварц;
• гол ба кварцын элс;
• цахиур;
• хээрийн жонш.

Эдгээр төрлийн цахиурыг барилгын ажил, инженерчлэл, радио электроник, химийн үйлдвэр, металлургийн салбарт ашигладаг. Жагсаалтад орсон ислүүд нь нийлээд цахиурт нэг бодист хамаарна.

Цахиурын карбид ба түүний хэрэглээ

Цахиур ба түүний нэгдлүүд нь ирээдүй ба одоо үеийн материал юм. Эдгээр материалын нэг нь карборунд буюу энэ элементийн карбид юм. SiC-ийн химийн томъёо. Байгалийн моиссанит эрдэс хэлбэрээр үүсдэг.

Цэвэр хэлбэрээрээ нүүрстөрөгч болон цахиурын нэгдэл нь үзэсгэлэнтэй юмалмазан бүтэцтэй төстэй тунгалаг талстууд. Гэхдээ ногоон, хар өнгөтэй бодисыг техникийн зориулалтаар ашигладаг.

Металлурги, инженерчлэл, химийн үйлдвэрт ашиглах боломжийг олгодог энэхүү бодисын үндсэн шинж чанарууд нь дараах байдалтай байна:

• өргөн зайтай хагас дамжуулагч;
• маш өндөр хүч чадал (Mohs масштабаар 7);
• өндөр температурт тэсвэртэй;
• маш сайн цахилгаан эсэргүүцэл ба дулаан дамжуулалт.

Энэ бүхэн нь карборундуг металлурги болон химийн нийлэгжилтэнд зүлгүүрийн материал болгон ашиглах боломжийг бүрдүүлдэг. Мөн үүний үндсэн дээр өргөн хүрээний LED чийдэн, шил хайлуулах зуухны эд анги, хушуу, бамбар, үнэт эдлэл (муссанит нь куб цирконоос илүү үнэлэгддэг) үйлдвэрлэдэг.

Силан ба түүний утга учир

Цахиурын устөрөгчийн нэгдлийг силан гэж нэрлэдэг бөгөөд түүнийг анхдагч материалаас шууд нийлэгжүүлж авах боломжгүй. Үүнийг олж авахын тулд янз бүрийн металлын силицидийг ашигладаг бөгөөд тэдгээрийг хүчилээр эмчилдэг. Үүний үр дүнд хийн силан ялгарч, металлын давс үүсдэг.

Сонирхолтой нь тухайн холболт хэзээ ч дангаараа үүсдэггүй. Үргэлж урвалын үр дүнд цахиурын атомууд хоорондоо гинжээр холбогддог моно-, ди- болон трисиланы хольцыг олж авдаг.

Үндсэн шинж чанараараа эдгээр нэгдлүүд нь хүчтэй бууруулагч бодис юм. Үүний зэрэгцээ тэд өөрсдөө хүчилтөрөгчөөр амархан исэлдэж, заримдаа дэлбэрэлт үүсгэдэг. Галогентэй бол урвал нь үргэлж хүчтэй, их хэмжээний ялгаралттай байдагэрчим хүч.

Силаны хэрэглээ нь дараах байдалтай байна:

1. Цахиурт органик нэгдлүүд болох силикон, резин, чигжээс, тосолгооны материал, эмульс болон бусад бодисууд үүсэхэд хүргэдэг органик синтезийн урвал.
2. Микроэлектроник (LCD дэлгэц, нэгдсэн техникийн хэлхээ гэх мэт).
3. Хэт цэвэр полисиликон олж авах.
4. Хиймэл шүдтэй шүдний эмчилгээ.

Тиймээс орчин үеийн ертөнцөд силануудын ач холбогдол өндөр байна.

Цахиурын хүчил ба силикатууд

Тухайн элементийн гидроксид нь өөр өөр цахиурын хүчил юм. Онцлох:

• мета;
• орто;
• полисилицик болон бусад хүчил.

Бүгд нь нийтлэг шинж чанаруудаар нэгддэг - чөлөөт төлөвийн хэт тогтворгүй байдал. Тэд температурын нөлөөн дор амархан задардаг. Хэвийн нөхцөлд тэдгээр нь удаан хугацаагаар байдаггүй бөгөөд эхлээд sol, дараа нь гель болж хувирдаг. Хатаасны дараа ийм бүтцийг цахиурын гель гэж нэрлэдэг. Тэдгээрийг шүүлтүүрт шингээгч болгон ашигладаг.

Аж үйлдвэрийн үүднээс авч үзвэл цахиурын хүчлийн давс - силикатууд нь чухал юм. Эдгээр нь:

зэрэг бодисыг үйлдвэрлэх үндэс болдог.

• шил;
• бетон;
• цемент;
• цеолит;
• каолин;
• шаазан;
• фаянс;
• кристал;
• керамик.

Шүлтлэг металлын силикатууд уусдаг, бусад нь уусдаггүй. Тиймээс натри, калийн силикатыг шингэн шил гэж нэрлэдэг. Энгийн бичиг хэргийн цавуу - энэ бол натри юмцахиурын хүчлийн давс.

Гэхдээ хамгийн сонирхолтой нэгдлүүд нь нүдний шил хэвээр байна. Тэд энэ бодисын хэчнээн олон хувилбарыг гаргасан ч хамаагүй! Өнөөдөр тэд өнгө, оптик, царцсан сонголтыг авдаг. Шилэн эдлэл нь сүр жавхлан, олон янз байдалаараа гайхагддаг. Холимогт тодорхой металл ба металл бус ислийг нэмснээр олон төрлийн шил гаргаж авах боломжтой. Заримдаа бүр ижил найрлагатай, гэхдээ бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн өөр хувь нь тухайн бодисын шинж чанарын ялгаатай байдалд хүргэдэг. Жишээ нь шаазан, фаянс, томьёо нь SiO₂AL₂O₃ K 2_O.

Кварц шил нь цахиурын давхар исэл гэж тодорхойлсон маш цэвэр бүтээгдэхүүний нэг хэлбэр юм.

Цахиурын нэгдлүүдийн нээлт

Сүүлийн хэдэн жилийн судалгаагаар цахиур болон түүний нэгдлүүд нь амьд организмын хэвийн төлөв байдалд хамгийн чухал оролцогчид болох нь батлагдсан. Энэ элементийн дутагдал эсвэл илүүдэлтэй тохиолдолд:

• хорт хавдар;
• сүрьеэ;
• үе мөчний үрэвсэл;
• катаракт;
• уяман өвчин;
• цусан суулга;
• хэрх өвчин;
• гепатит болон бусад.

Хөгшрөлтийн процесс өөрөө цахиурын тоон агууламжтай мөн холбоотой. Элемент дутагдсанаар зүрхний шигдээс, цус харвалт, хорт хавдар тусч, элэгний вирус идэвхждэг болохыг хөхтөн амьтад дээр хийсэн олон туршилт нотолсон.