أحدث الموضوعات

عنصر السيليكون Silicon



أولاً: ما هو عنصر السيليكون؟ What is Silicon element

** السيليكون عنصر من عناصر الجدول الدوري ، العدد الذري= 14  العدد الكتلي = 28

** التوزيع الإلكتروني لعنصر السيليكون: 1S2 , 2S2 2P6 , 3S2  3P2

** عنصر السيليكون شبه معدن رمادي اللون، قاس وقابل للكسر ويتمتع بدرجة انصهار عالية.


** يشبه السيليكون في تركيبه البلّوري الماس حيث ترتبط كل ذرة سيليكون بأربع ذرات أ خرى تقع على رؤوس هرم رباعي الوجوه بواسطة أربع روابط مشتركة، وهكذا فإنه يعطي تجمعات كبيرة خاملة كيميائية.

** يعرف للسيليكون ثلاثة نظائر طبيعية ثابتة وهي: Si30 , Si29 , Si28 كما يعرف له النظائر المشعة التالية: Si32 , Si31 , Si27 , Si26 , Si25

** الجدول التالي يوضح بعض الخواص العامة لعنصر السيليكون:

ثانياً: اكتشاف السيليكون ووجوده في الطبيعة Discovery of Silicon

** لا يعرف تماما من اكتشف السيليكون أو مركباته وذلك لأن السيليكا (بشكل صوان) استخدمه الإنسان الحجري.

** كلمة سيليكا تعني في اللاتينية (Silex) أي الصوّان.

** استطاع برزيليوس  Berzéliusفي السويد عام 1823م من استحضار السيليكون العديم الشكل(مسحوق بني) من التفاعل:


** يأتي السيليكون في المرتبة الثانية بعد الأكسجين من حيث سعة انتشار في القشرة الأرضية، فهو يؤلف 28 % من وزنها.

** لا يوجد السيليكون بشكل حر في الطبيعة ولكنه على شكل مركبات عديدة أهمها أكسيد السيليكون أو ما يدعى بالسيليكا، وهو المركب المؤلف للرمال وأحجار الصوان والكوارتز، وكذلك يوجد على شكل سيليكات معقدة للألمنيوم والماغنسيوم والمعادن الأخرى وجميعها يدخل في تركيب القسم الأعظم للقشرة الأرضية.

** أهم خامات السيليكون:
الفلسبار  Felspar:  K2O.Al2O3.6SiO2
الكاولينيت:Kaolinite  Al2O3.2SiO2.2H2O

ثالثاً: تحضير عنصر السيليكون Preparation of Silicon  

** يحضر السيليكون المستخدم في الخلائط بإرجاع الكوارتز بالكربون أو كربيد الكالسيوم بوجود الحديد في فرن كهربائي:


** يحضر السيليكون العديم الشكل من إرجاع SiF4 بالبوتاسيوم أو من إرجاع الكوارتز بالماغنسيوم:

رابعاً: الخواص الكيميائية لعنصر السيليكون Chemical properties of Silicon  

(1) تفاعل السيليكون مع الهواء Reaction between Silicon and air

لا يتأثر بالهواء عند الدرجة العادية وتكون الأكسدة حتى في الدرجة 950 °م بطيئة جدا وذلك لتشكل طبقة رقيقة وواقية من السيليكا شبيهة الزجاج.

 (2)تفاعل السيليكون مع الماء Reaction between Silicon and water

لا يتأثر السيليكون المسحوق بالماء النقي، ولكن في الدرجة 600 °م يحرر الهيدروجين:

(3) تفاعل السيليكون مع الهيدروجين Reaction between Silicon and Hydrogen

تكون هيدريد السيليكون عند تفاعل السيليكون مع الهيدروجين:

(4) تفاعل السيليكون مع القواعد Reaction between Silicon and Bases

يتفاعل السيليكون مع الأسس القوية ويشكل أملاح السيليكات:

(5) تفاعل السيليكون مع الهالوجينات Reaction between Silicon and Halogens

يتفاعل السيليكون مع الهالوجينات ومشتقاتها الفعالة، ففي الدرجة العادية يتفاعل مع F2 ، وفي الدرجة 300 °م مع الكلور وفي 500 °م مع البروم:

(6) تفاعل السيليكون مع الأحماض Reaction between Silicon and Acids

لا يتأثر السيليكون البلوري بجميع الحموض حتى HF ، إلا أن المسحوق والعديم الشكل تتفاعل مع HF , HNO3 فقط، ويكون الناتج الرئيسي H2SiF6.

(7) تفاعل السيليكون مع النيتروجين Reaction between Silicon and Nitrogen

يتفاعل السيليكون مع الآزوت في درجة حرارة تفوق 1400 °م ليشكل SiN و Si3N4 ويتفاعل العديم الشكل أيضا مع النشادر عند الدرجة الحمراء:

(8) تفاعل السيليكون مع الكبريت Reaction between Silicon and Sulfur

** يتفاعل السيليكون كذلك مع بخار الكبريت ليشكل SiS2

** ومع بخار الفوسفور عند الدرجة 1000 م o، ومع بعض المعادن ليشكل السيليسيدات منها ما يخضع للتناسب الكيميائي مثل Ca2Si , Mg2Si ومنها ما لا يخضع للتناسب الكيميائي مثل M2Si , MSi ( حيث M: معدن أساسي أو أساسي  ترابي عدا (Ca , Mg , Be

خامساً: استخدامات عنصر السيليكون Uses of Silicon

** تعتبر السيليكا والسيليكات الطبيعية من المواد الأولية والرئيسية المستخدمة لصناعة مواد البناء والمواد الحرارية والزجاج.

** لا تستخدم إلا كميات صغيرة من السيليكا لتحضير السيليكون المستخدم في العمليات التعدينية بشكل خلائط الفيروسيليكون، ولتحضير بعض المركبات مثل السيليكونات أو بعض السيليكات. وكذلك لتحضير السيليكون النقي جيداً.

المراجع: دراسة كيميائية تحليلية مفصلة لعناصر الجدول الدوري / الأستاذ الدكتور حسن بوزيّان أستاذ بقسم الكيمياء بالمدرسة العليا للأساتذة / الجزء الأول / أبريل 2017 / الجزائر.


ليست هناك تعليقات