تويت
السيلسيوم (السيليكون)
السيلسيوم (السيليكون) siliciumلامعدن non métal، رمزه Si، عدده الذري 14. تنبأ بوجوده لافوازييه عام 1787، واستحضره برزليوس نقياً عام 1823. وهو من أوسع العناصر انتشاراً، لا يوجد حراً في الطبيعة، وإنما يدخل في بنية عدد من المركَّبات مثل السيليس والسيليكات التي تشكل القسم الأعظم من القشرة الأرضية. فالرمل والصلصال (الطين) والمادة التي تسمى تراباً جميعها مزيج مركبات السيليكون مع الأكسجين، وهو يؤدي دوراً مهماً في عالم المركَّبات غير العضوية يوازي الدور الذي يقوم به الكربون في العالم العضوي. يأتي اسمه من اللاتينية silex ويعني الصوَّان.
البنية الإلكترونية لذرة السيلسيوم هي:n1S22S22P63S23P2. تسمح الإلكتـرونات الخارجية الأربعة بتشكيل أربع روابط مشتركة covalente كما في المـركّبات SiBr4،SiCl4 SiF4 ،. أما في حالة السيليكات والسيليس SiO2، فالصفة الشاردية هي الغالبة. نصف قطر ذرة السيلسيوم 1.17 أنغسـتروم ونصف قطر الشاردة Si4+ ن0.39 أنغستروم. له شكلان أحدهما غير بلوري والآخر بلوري بنيته مثل بنية الماس؛ إذ ترتبط كل ذرة سيلسيوم بأربع ذرات أخرى تقع على رؤوس رباعي وجوه.
تحضيره
يحضّر صناعياً بإرجاع السيليس SiO2بالكربون أو بكربيد الكلسيوم CaC2 في فرن كهربائي. ويكون نقياً 99.8%. ولزيادة نقاوته لاستخدامه في الإلكترونيات، يجري تحويله إلى مشتقات هالوجينية SiX4 أو SiHcl3، وتنقى بالتقطير المجزَّأ، ثم تُرجَع بالزنك أو الكدميوم أو الهدروجين عند درجة حرارة مرتفعة، أو تتفكك مباشرة بفعل الحرارة عندما يكون العنصر X هو اليود. ولزيادة نقاوته، يعالج بطريقة سلسلة انصهارات المنطقة التي تعرف باسم تقانة المنطقة المنصهرة zone fondue، ويكون الناتج على هيئة بلورات ضخمة ذات نقاوة عالية جداً.
خواصه الفيزيائية والكيمياوية
السيلسيوم صلب في الشروط النظامية من درجة الحرارة والضغط، وزنه الذري 28.06 وكثافته 2.49غ/سم3، ونقطة انصهاره 1420 ْس، ونقطة غليانه 2300 ْس، له الكثير من خواص اللامعادن. لا يحترق الصلب عند تسخينه في الهواء إلا بشكل سطحي وأكسيده SiO2 حمضي، ويتفاعل مع الكلور والبروم والكبريت والكربون والبور. وهو غير قابل للانحلال في الحموض ما عدا في مزيج من حمض الآزوت وحمض فلور الماء. يتآكل بسهولة في المحاليل المائية المركَّزة لهدروكسيدات المعادن القلوية وفي كربونات البوتاسيوم المنصهرة وفق التفاعل:
استعمالاته
يستعمل السيلسيوم عالي النقاوة في صناعة أنصاف النواقل semiconducteurs، مثل: الترانزيستورات والديودات. فلولا السيلسيوم النقي لما أمكن صنع جيل من الحواسيب عالية الجودة، والآلات الحاسبة والهواتف وأجهزة الراديو وغيرها، هذه التقانات التي تعتمد عليها المجتمعات الصناعية الحديثة. وهو يستخدم في صنع السبائك (الخلائط) إذ يدخل في تركيب أنواع الفولاذ جميعها بنسب مئوية تراوح بين 0.2% و0.5% فيحسِّن مقاومتها للأكسدة.
يمن الأتاسي
السيلسيوم (السيليكون) siliciumلامعدن non métal، رمزه Si، عدده الذري 14. تنبأ بوجوده لافوازييه عام 1787، واستحضره برزليوس نقياً عام 1823. وهو من أوسع العناصر انتشاراً، لا يوجد حراً في الطبيعة، وإنما يدخل في بنية عدد من المركَّبات مثل السيليس والسيليكات التي تشكل القسم الأعظم من القشرة الأرضية. فالرمل والصلصال (الطين) والمادة التي تسمى تراباً جميعها مزيج مركبات السيليكون مع الأكسجين، وهو يؤدي دوراً مهماً في عالم المركَّبات غير العضوية يوازي الدور الذي يقوم به الكربون في العالم العضوي. يأتي اسمه من اللاتينية silex ويعني الصوَّان.
البنية الإلكترونية لذرة السيلسيوم هي:n1S22S22P63S23P2. تسمح الإلكتـرونات الخارجية الأربعة بتشكيل أربع روابط مشتركة covalente كما في المـركّبات SiBr4،SiCl4 SiF4 ،. أما في حالة السيليكات والسيليس SiO2، فالصفة الشاردية هي الغالبة. نصف قطر ذرة السيلسيوم 1.17 أنغسـتروم ونصف قطر الشاردة Si4+ ن0.39 أنغستروم. له شكلان أحدهما غير بلوري والآخر بلوري بنيته مثل بنية الماس؛ إذ ترتبط كل ذرة سيلسيوم بأربع ذرات أخرى تقع على رؤوس رباعي وجوه.
تحضيره
يحضّر صناعياً بإرجاع السيليس SiO2بالكربون أو بكربيد الكلسيوم CaC2 في فرن كهربائي. ويكون نقياً 99.8%. ولزيادة نقاوته لاستخدامه في الإلكترونيات، يجري تحويله إلى مشتقات هالوجينية SiX4 أو SiHcl3، وتنقى بالتقطير المجزَّأ، ثم تُرجَع بالزنك أو الكدميوم أو الهدروجين عند درجة حرارة مرتفعة، أو تتفكك مباشرة بفعل الحرارة عندما يكون العنصر X هو اليود. ولزيادة نقاوته، يعالج بطريقة سلسلة انصهارات المنطقة التي تعرف باسم تقانة المنطقة المنصهرة zone fondue، ويكون الناتج على هيئة بلورات ضخمة ذات نقاوة عالية جداً.
خواصه الفيزيائية والكيمياوية
السيلسيوم صلب في الشروط النظامية من درجة الحرارة والضغط، وزنه الذري 28.06 وكثافته 2.49غ/سم3، ونقطة انصهاره 1420 ْس، ونقطة غليانه 2300 ْس، له الكثير من خواص اللامعادن. لا يحترق الصلب عند تسخينه في الهواء إلا بشكل سطحي وأكسيده SiO2 حمضي، ويتفاعل مع الكلور والبروم والكبريت والكربون والبور. وهو غير قابل للانحلال في الحموض ما عدا في مزيج من حمض الآزوت وحمض فلور الماء. يتآكل بسهولة في المحاليل المائية المركَّزة لهدروكسيدات المعادن القلوية وفي كربونات البوتاسيوم المنصهرة وفق التفاعل:
 |
يستعمل السيلسيوم عالي النقاوة في صناعة أنصاف النواقل semiconducteurs، مثل: الترانزيستورات والديودات. فلولا السيلسيوم النقي لما أمكن صنع جيل من الحواسيب عالية الجودة، والآلات الحاسبة والهواتف وأجهزة الراديو وغيرها، هذه التقانات التي تعتمد عليها المجتمعات الصناعية الحديثة. وهو يستخدم في صنع السبائك (الخلائط) إذ يدخل في تركيب أنواع الفولاذ جميعها بنسب مئوية تراوح بين 0.2% و0.5% فيحسِّن مقاومتها للأكسدة.
يمن الأتاسي