Silic công nghiệp silicat Silic Silic tên nguyên tố hóa học bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Si số nguyên tử 14 Nó nguyên tố phổ biến sau ôxy vỏ Trái Đất (25,7 %), cứng, có màu xám sẫm - ánh xanh kim loại, có hóa trị +4 Thuộc tính Trong dạng tinh thể, silic có màu xám sẫm ánh kim Mặc dù nguyên tố tương đối trơ, silic có phản ứng với halogen chất kiềm loãng, phần lớn axít (trừ tổ hợp axít nitric axít flohiđríc) không tác dụng với Silic nguyên tố truyền khoảng 95% bước sóng hồng ngoại Tinh thể silic nguyên chất tìm thấy tự nhiên, thông thường nằm dạng silic dioxit (SiO2) Các tinh thể silic nguyên chất tìm thấy tạp chất vàng hay dung nham núi lửa Nó có hệ số kháng nhiệt âm Silic hoạt động hóa học cacbon nguyên tố tương tự mặt hóa học Nó có đất sét, fenspat, granit, thạch anh cát, chủ yếu dạng điôxít silic (hay silica) silicat (Các hợp chất chứa silic, ôxy kim loại dạng R-SiO3) Lịch sử Silic (tên Latinh: silex, silicis có nghĩa đá lửa) lần nhận Antoine Lavoisier năm 1787, sau bị Humphry Davy vào năm 1800 cho hợp chất Năm 1811 Gay Lussac Thénard có lẽ điều chế silic vô định hình không nguyên chất nung nóng kali với tetraflorua silic SiF4 Năm 1824 Berzelius điều chế silic vô định hình sử dụng phương pháp giống Lussac Berzelius làm tinh khiết sản phẩm cách rửa nhiều lần Vì silic nguyên tố quan trọng thiết bị bán dẫn công nghệ cao, nên khu vực công nghệ cao California đặt tên Silicon Valley (Thung lũng Silicon), tức đặt tên theo nguyên tố Ứng dụng Silic nguyên tố có ích, cần thiết nhiều ngành công nghiệp Điôxít silic dạng cát đất sét thành phần quan trọng chế tạo bê tông gạch sản xuất xi măng Portland Silic nguyên tố quan trọng cho thực vật động vật Silica dạng nhị nguyên tử phân lập từ nước để tạo lớp vỏ bảo vệ tế bào Các ứng dụng khác có: * Gốm/men sứ - Là vật liệu chịu lửa sử dụng sản xuất vật liệu chịu lửa silicat sử dụng sản xuất men sứ đồ gốm * Thép - Silic thành phần quan trọng số loại thép * Đồng thau - Phần lớn đồng thau sản xuất có chứa hợp kim đồng với silic * Thủy tinh - Silica từ cát thành phần thủy tinh Thủy tinh sản xuất thành nhiều chủng loại đồ vật với thuộc tính lý học khác Silica sử dụng vật liệu sản xuất kính cửa sổ, đồ chứa (chai lọ), sứ cách điện nhiều đồ vật có ích khác * Giấy nhám - Cacbua silic vật liệu mài mòn quan trọng * Vật liệu bán dẫn - Silic siêu tinh khiết trộn thêm asen, bo, gali hay phốtpho sđể làm silic dẫn điện tốt transistor, pin mặt trời hay thiết bị bán dẫn khác sử dụng công nghiệp điện tử ứng dụng kỹ thuật cao (hi-tech) khác * Trong photonic - Silic sử dụng laser để sản xuất ánh sáng đơn sắc có bước sóng 456 nm * Vật liệu y tế - Silicon hợp chất dẻo chứa liên kết silic-ôxy silic-cacbon; chúng sử dụng ứng dụng nâng ngực nhân tạo lăng kính tiếp giáp (kính úp tròng) * LCD pin mặt trời - Silic ngậm nước vô định hình có hứa hẹn ứng dụng điện tử chẳng hạn chế tạo hình tinh thể lỏng (LCD) với giá thành thấp rộng Nó sử dụng để chế tạo pin mặt trời * Xây dựng - Silica thành phần quan trọng gạch tính hoạt hóa thấp Sự phổ biến Silic thành phần loại aerolit loại thiên thạch tektit dạng tự nhiên thủy tinh Theo khối lượng, silic chiếm 29,5% vỏ Trái Đất, nguyên tố phổ biến thứ hai sau ôxy Silic nguyên tố không tìm thấy tự nhiên Nó thường xuất ôxít silicat Cát, amêtít, mã não (agate), thạch anh, đá tinh thể, đá lửa, jatpe, opan dạng tự nhiên silic dạng ôxít Granit, amiăng, fenspat, đất sét, hoócblen, mica dạng khoáng chất silicat Sản xuất Silic sản xuất công nghiệp cách nung nóng silica siêu lò luyện hồ quang với điện cực cacbon Ở nhiệt độ 1900 °C, cacbon khử silica thành silic theo phản ứng SiO2 + C → Si + CO2 Silic lỏng thu hồi đáy lò, sau tháo làm nguội Silic sản xuất theo công nghệ gọi silic loại luyện kim đạt 99% tinh khiết Năm 2000, silic loại có giá khoảng $ 0,56 pao ($1,23/kg) [1] Làm tinh khiết Việc sử dụng silic thiết bị bán dẫn đòi hỏi phải có độ tinh khiết cao so với sản xuất phương pháp Có số phương pháp làm tinh khiết silic sử dụng để sản xuất silic có độ tinh khiết cao Phương pháp vật lý Các kỹ thuật làm tinh khiết silic dựa sở thực tế silic nóng chảy sau đông đặc lại phần cuối đông đặc chứa nhiều tạp chất Các phương pháp sớm để làm tinh khiết silic, lần miêu tả năm 1919 sử dụng số hữu hạn tảng để sản xuất thành phần rađa Đại chiến giới lần thứ hai, bao gồm việc đập vỡ silic phẩm chất công nghiệp hòa tan phần bột silic axít Khi bị đập vỡ, silic bị làm vỡ để khu vực có nhiều tạp chất yếu nằm phía hạt silic tạo ra, chúng bị axít hòa tan, để lại sản phẩm tinh khiết Trong khu vực nung chảy, phương pháp làm tinh khiết silic sử dụng rộng rãi công nghiệp, thỏi silic phẩm cấp công nghiệp nung nóng đầu Sau đó, nguồn nhiệt chuyển động chậm dọc theo chiều dài thỏi, giữ cho đoạn ngắn thỏi nóng chảy silic làm nguội tái đông đặc phía sau Vì phần lớn tạp chất có xu hướng nằm phần nóng chảy phần tái đông đặc, nên trình kết thúc, phần lớn tạp chất thỏi chuyển đầu nóng chảy sau Đầu sau bị cắt bỏ, quy trình lặp lại muốn có silic với phẩm cấp cao Phương pháp hóa học Ngày nay, silic làm cách chuyển thành hợp chất silic để dễ dàng làm tinh khiết làm tinh khiết trực tiếp silic, sau chuyển hợp chất trở lại thành silic nguyên chất Triclorosilan hợp chất silic sử dụng rộng rãi chất trung gian, tetraclorua silic silan sử dụng Khi khí thổi qua silic nhiệt độ cao, chúng phân hủy để tạo silic có độ tinh khiết cao Trong công nghệ Siemens, thỏi silic có độ tinh khiết cao đưa vào triclorosilan nhiệt độ 1150 °C Khí triclorosilan phân hủy lắng đọng silic bổ sung thỏi, làm to theo phản ứng sau: 2HSiCl3 → Si + 2HCl + SiCl4 Silic sản xuất từ phương pháp công nghệ tương tự gọi silic đa tinh thể Silic đa tinh thể thông thường có tạp chất mức phần tỷ thấp Cùng thời gian đó, DuPont sản xuất silic siêu cách cho tetrachorua silic phản ứng với kẽm nguyên chất nhiệt độ 950 °C, theo phản ứng: SiCl4 + 2Zn → Si + 2ZnCl2 Tuy nhiên, kỹ thuật vấp phải vấn đề thực tế (chẳng hạn sản phẩm phụ clorua kẽm đông đặc lại dính vào sản phẩm) cuối bị bỏ để sử dụng công nghệ Siemens Tinh thể hóa Công nghệ Czochralski thông thường sử dụng để sản xuất tinh thể silic đơn có độ tinh khiết cao để sử dụng thiết bị bán dẫn silic trạng thái rắn Đồng vị Silic có chín đồng vị, với số Z từ 25 đến 33 Si28 (đồng vị phổ biến nhất, 92,23%), Si29 (4,67%) Si30 (3,1%) ổn định; Si32 đồng vị phóng xạ sản xuất phân rã agon Chu kỳ bán rã nó, xác định khoảng 276 năm, phân rã xạ beta thành P32 (có chu kỳ bán rã 14,28 năm) sau thành S32 Cảnh báo Các bệnh nghiêm trọng phổi biết đến bệnh nhiễm silic (silicosis) thường gặp người thợ mỏ, cắt đá người phải làm việc môi trường nhiều bụi silic [Hãy đăng ký thành viên để thảo luận chia sẻ tài liệu ] Nguyên tố silic, ký hiệu hoá học Si, khối lượng nguyên tử 28.09, số thứ tự bảng Phân Hạng Tuần Hoàn 14, thuộc Phân Nhóm Chính nhóm Silic chiếm 27% khl vỏ đất mà nghiên cứu Là nguyên tố chủ yếu khoáng vật đất đá (giống cacbon thành phần tất chất hữu cơ, nguyên tố quan trọng giới thực vật động vật) Trong thiên nhiên silic tồn dạng hợp chất: - SiO2, chẳng hạn cát, thạch anh, điatômit (là dạng SiO2 vô định hình) - Muối axit silicic (silicat) Phổ biến thiên nhiên aluminôsilicat, nghĩa silicat mà thành phần có nhôm Chẳng hạn tràng thạch, mica, cao lanh Các đất đá phức tạp phổ biến granit, gnai cấu tạo từ tinh thể thạch anh, fenspat mica Các axit silicic silicat SiO2 ôxit axit, ứng với axit silicic tan nước, công thức chung nSiO2.mH2O Người ta tách trạng thái tự axit ôctôsilicic axit mêtasilicic - Axit octôsilicic H4SiO4 Vd silicat từ axit khoáng ôlivin (Mg,Fe)2SiO4 hay 2FeO.SiO2 (ôctôsilicat manhê sắt); - Axit metasilicic H2SiO3 Vd silicat từ axit khoáng vôlastônit CaSiO3 hay CaO.SiO2 (mêtasilicat canxi) - Axit pôlisilicic: chứng tồn chúng Tuy nhiên muối chúng (silicat) phong phú  ... axit silicic silicat SiO2 ôxit axit, ứng với axit silicic tan nước, công thức chung nSiO2.mH2O Người ta tách trạng thái tự axit ôctôsilicic axit mêtasilicic - Axit octôsilicic H4SiO4 Vd silicat. .. (ôct silicat manhê sắt); - Axit metasilicic H2SiO3 Vd silicat từ axit khoáng vôlastônit CaSiO3 hay CaO.SiO2 (mêtasilicat canxi) - Axit pôlisilicic: chứng tồn chúng Tuy nhiên muối chúng (silicat) ... mica dạng khoáng chất silicat Sản xuất Silic sản xuất công nghiệp cách nung nóng silica siêu lò luyện hồ quang với điện cực cacbon Ở nhiệt độ 1900 °C, cacbon khử silica thành silic theo phản ứng