Wat zijn de eigenschappen van silicium?

De fysische eigenschappen van silicium variëren aanzienlijk in zijn natuurlijke vorm versus nadat het is verfijnd, of als onderdeel van een samengestelde structuur. Het wordt officieel geclassificeerd als een metalloïde, wat betekent dat het fysieke eigenschappen heeft van zowel metaalgeleiders als niet -metalen isolatoren. In zijn rauwe vorm wordt silicium gevonden in ongeveer 25% concentratie in zand en wordt verfijnd voor gemeenschappelijk gebruik bij de productie van glazen kookgerei dat warmte goed behoudt, in sierglasproducten van vele variëteiten en als ingrediënt in beton. Verbindingen van silicium hebben een reeks industriële toepassingen vanwege hun duurzaamheid en vermogen om hoge temperaturen te weerstaan, waardoor de eigenschappen van silicium nuttig zijn voor producten zoals carbide -schuurmiddelen, silicaatsmails en siliconeng pakkingen en afdichtingsmiddelen.

wanneer verfijnd als semiconductor -silicon (SG's), silicon, is een totaal van 99,999999999999999999999999990dende. SGS wordt vervolgens gedoteerd of geïmplanteerd, met minuscule niveaus van boor- of fosforatomen bij een LEVel van ongeveer één atoom van elk per miljard atomen silicium. Dit verandert de eigenschappen van silicium van een isolerende naar halfgeleidende aard, zodat het nuttig is bij de productie van microchips.

De chemische eigenschappen van silicium omvatten het vermogen om gemakkelijk te combineren met zuurstof en om gemakkelijk in amorfe of kristallijne structuren bij kamertemperatuur te vormen. Het zeer hoge smeltpunt van 2.570 ° Fahrenheit (1.410 ° Celsius) maakt verbindingen van het materiaal nuttig in een breed scala aan industriële processen. Het legeringen ook gemakkelijk met metalen, zoals staal, messing en aluminium voor auto -onderdelen, waardoor ze sterker en duurzamer worden. De mechanische eigenschappen van silicium maken het ook een van de meest voorkomende elementen die in de gebouwhandel worden gebruikt voor alles, van kaf tot baksteen en keramische verbindingen.

Ondanks zijn reputatie als een stabiel element, de eigenschappenvan silicium in combinatie met kaliumnitraat zijn ook gebruikt om explosieven te maken. Onderzoek vanaf 2011 heeft zijn explosieve karakter aangetoond als een chemische stof in combinatie met gadoliniumnitraat, dat gelijkwaardig is aan de explosieve opbrengst van gewone buskruit. Toepassingen voor de ontdekking kunnen de ontwikkeling van microchips omvatten met gevoelige gegevens of structuren die kunnen worden vernietigd door een extern signaal wanneer ze in verkeerde handen vallen.

Siliciumdioxide, of SIO ₂ , is nu bekend als het meest voorkomende element in de korst van de aarde na zuurstof, bestaande uit ongeveer 28% van de massa van de korst. Meer dan 1.000.000 ton silicium werden vanaf 1999 in nuttige vormen verwerkt, met bijna de helft van deze productie met 400.000 ton uit China. Bronnen voor het materiaal zijn gewoon zand, kwarts en andere kristallijne mineralen zoals amethist. Het is ook aanwezig in significante hoeveelheden in halfedelstenen zoals agaat, Jasper en Opal.

de DIscovery van silicium en zijn eigenschappen vonden plaats tussen 1789 en 1854 door het werk van onderzoekers uit vele landen, te beginnen met de Franse chemicus die vandaag de vader van de chemie bekend staat, Antoine Lavoisier, stelden eerst voor dat kwarts een oxide was van een niet -geïdentificeerd element. Through the 1800s, several chemists isolated samples of silicon, including the English Humphry Davy in 1808, the French chemists Joseph Gay-Lusssac and Louis Thenard in 1811, and the Swedish chemist Jons Berzelius in 1824. The Scottish chemist Thomas Thomson officially named the element silicon in 1831, and, in 1854, the French chemist and minerologist Henri De Ville produceerde het eerste relatief pure kristallijne silicium. Het element werd in 1943 in commerciële productie voor siliconenrubber en vetten geplaatst en tegen 1958 werd het eerste geïntegreerde circuit met ingebouwde transistoren vervaardigd met een siliconensubstraat.