سیلیسیم

عنصر شیمیایی با عدد اتمی ۱۴
(تغییرمسیر از سیلیسیوم)
با سیلیس یا سیلیکون (پلیمر) اشتباه نشود.

سیلیسیم[۶][۷][۸] (به فرانسوی: Silicium) یا سیلیکن[۹] (به انگلیسی: Silicon)(long) با نشان شیمیایی Si یک عنصر شیمیایی از خانوادهٔ شبه فلزات است که در گروه چهاردهم و دورهٔ سوم جدول تناوبی عنصرها جای دارد. این عنصر یک جامد بلورین ترد و سخت است که رنگی آبی-خاکستری درخشان دارد. عدد اتمی این عنصر ۱۴ است و چهار الکترون در لایهٔ ظرفیت دارد. جرم اتمی سیلیسیم ۲۸٫۰۸۶ است و دارای سه ایزوتوپ پایدار می‌باشد. واکنش پذیری این عنصر کمتر از کربن نافلز هم گروه و بالاسری خود است ولی واکنش پذیری آن از ژرمانیم شبه فلز پایین دستی اش بیشتر است.

سیلسیم، ۱۴Si
SiliconCroda.jpg
سیلسیم
تلفظ
ظاهربلوری، براق همراه با سایه های آبی رنگ
جرم اتمی استاندارد (Ar، استاندارد)(۲۸٫۰۸۴، ۲۸٫۰۸۶) conventional: ۲۸٫۰۸۵
سیلسیم در جدول تناوبی
Element 1: هیدروژن (H), Other non-metal
Element 2: هلیوم (He), Noble gas
Element 3: لیتیم (Li), Alkali metal
Element 4: برلیم (Be), Alkaline earth metal
Element 5: بور (B), Metalloid
Element 6: کربن (C), Other non-metal
Element 7: نیتروژن (N), Halogen
Element 8: اکسیژن (O), Halogen
Element 9: فلوئور (F), Halogen
Element 10: نئون (Ne), Noble gas
Element 11: سدیم (Na), Alkali metal
Element 12: منیزیم (Mg), Alkaline earth metal
Element 13: آلومینیم (Al), Other metal
Element 14: سیلسیم (Si), Metalloid
Element 15: فسفر (P), Other non-metal
Element 16: گوگرد (S), Other non-metal
Element 17: کلر (Cl), Halogen
Element 18: آرگون (Ar), Noble gas
Element 19: پتاسیم (K), Alkali metal
Element 20: کلسیم (Ca), Alkaline earth metal
Element 21: اسکاندیم (Sc), Transition metal
Element 22: تیتانیم (Ti), Transition metal
Element 23: وانادیم (V), Transition metal
Element 24: کروم (Cr), Transition metal
Element 25: منگنز (Mn), Transition metal
Element 26: آهن (Fe), Transition metal
Element 27: کبالت (Co), Transition metal
Element 28: نیکل (Ni), Transition metal
Element 29: مس (Cu), Transition metal
Element 30: روی (Zn), Other metal
Element 31: گالیم (Ga), Other metal
Element 32: ژرمانیم (Ge), Metalloid
Element 33: آرسنیک (As), Metalloid
Element 34: سلنیم (Se), Other non-metal
Element 35: برم (Br), Halogen
Element 36: کریپتون (Kr), Noble gas
Element 37: روبیدیم (Rb), Alkali metal
Element 38: استرانسیم (Sr), Alkaline earth metal
Element 39: ایتریم (Y), Transition metal
Element 40: زیرکونیم (Zr), Transition metal
Element 41: نیوبیم (Nb), Transition metal
Element 42: مولیبدن (Mo), Transition metal
Element 43: تکنسیم (Tc), Transition metal
Element 44: روتنیم (Ru), Transition metal
Element 45: رودیم (Rh), Transition metal
Element 46: پالادیم (Pd), Transition metal
Element 47: نقره (Ag), Transition metal
Element 48: کادمیم (Cd), Other metal
Element 49: ایندیم (In), Other metal
Element 50: قلع (Sn), Other metal
Element 51: آنتیموان (Sb), Metalloid
Element 52: تلوریم (Te), Metalloid
Element 53: ید (I), Halogen
Element 54: زنون (Xe), Noble gas
Element 55: سزیم (Cs), Alkali metal
Element 56: باریم (Ba), Alkaline earth metal
Element 57: لانتان (La), Lanthanoid
Element 58: سریم (Ce), Lanthanoid
Element 59: پرازئودیمیم (Pr), Lanthanoid
Element 60: نئودیمیم (Nd), Lanthanoid
Element 61: پرومتیم (Pm), Lanthanoid
Element 62: ساماریم (Sm), Lanthanoid
Element 63: اروپیم (Eu), Lanthanoid
Element 64: گادولینیم (Gd), Lanthanoid
Element 65: تربیم (Tb), Lanthanoid
Element 66: دیسپروزیم (Dy), Lanthanoid
Element 67: هولمیم (Ho), Lanthanoid
Element 68: اربیم (Er), Lanthanoid
Element 69: تولیم (Tm), Lanthanoid
Element 70: ایتربیم (Yb), Lanthanoid
Element 71: لوتتیم (Lu), Lanthanoid
Element 72: هافنیم (Hf), Transition metal
Element 73: تانتال (Ta), Transition metal
Element 74: تنگستن (W), Transition metal
Element 75: رنیم (Re), Transition metal
Element 76: اوسمیم (Os), Transition metal
Element 77: ایریدیم (Ir), Transition metal
Element 78: پلاتین (Pt), Transition metal
Element 79: طلا (Au), Transition metal
Element 80: جیوه (Hg), Other metal
Element 81: تالیم (Tl), Other metal
Element 82: سرب (Pb), Other metal
Element 83: بیسموت (Bi), Other metal
Element 84: پولونیم (Po), Other metal
Element 85: آستاتین (At), Metalloid
Element 86: رادون (Rn), Noble gas
Element 87: فرانسیم (Fr), Alkali metal
Element 88: رادیم (Ra), Alkaline earth metal
Element 89: آکتینیم (Ac), Actinoid
Element 90: توریم (Th), Actinoid
Element 91: پروتاکتینیم (Pa), Actinoid
Element 92: اورانیم (U), Actinoid
Element 93: نپتونیم (Np), Actinoid
Element 94: پلوتونیم (Pu), Actinoid
Element 95: امریسیم (Am), Actinoid
Element 96: کوریم (Cm), Actinoid
Element 97: برکلیم (Bk), Actinoid
Element 98: کالیفرنیم (Cf), Actinoid
Element 99: اینشتینیم (Es), Actinoid
Element 100: فرمیم (Fm), Actinoid
Element 101: مندلیفیم (Md), Actinoid
Element 102: نوبلیم (No), Actinoid
Element 103: لارنسیم (Lr), Actinoid
Element 104: رادرفوردیم (Rf), Transition metal
Element 105: دوبنیم (Db), Transition metal
Element 106: سیبورگیم (Sg), Transition metal
Element 107: بوهریم (Bh), Transition metal
Element 108: هاسیم (Hs), Transition metal
Element 109: مایتنریم (Mt)
Element 110: دارمشتادیم (Ds)
Element 111: رونتگنیم (Rg)
Element 112: کوپرنیسیم (Cn), Other metal
Element 113: نیهونیم (Nh)
Element 114: فلروویم (Fl)
Element 115: مسکوویم (Mc)
Element 116: لیورموریم (Lv)
Element 117: تنسین (Ts)
Element 118: اوگانسون (Og)
 C
↑
Si
↓
Ge
آلومینیم ← سیلسیم → فسفر
عدد اتمی (Z)۱۴
گروه۱۴
دورهدوره ۳
بلوکبلوک-p
دسته Metalloid
آرایش الکترونی[Ne] 3s2 3p2
۲, ۸, ۴
ویژگی‌های فیزیکی
فاز در STPجامد
نقطه ذوب۱۶۸۷ K ​(۱۴۱۴ °C, ​۲۵۷۷ °F)
نقطه جوش۳۵۳۸ K ​(۳۲۶۵ °C, ​۵۹۰۹ °F)
چگالی (near r.t.)۲٫۳۲۹۰ g/cm3
در حالت مایع (at m.p.)۲٫۵۷ g/cm3
حرارت همجوشی۵۰٫۲۱ kJ/mol
آنتالپی تبخیر ۳۵۹ kJ/mol
ظرفیت حرارتی مولی۱۹٫۷۸۹ J/(mol·K)
فشار بخار
فشار (Pa) ۱ ۱۰ ۱۰۰ ۱ K ۱۰ K ۱۰۰ K
در دمای (K) ۱۹۰۸ ۲۱۰۲ ۲۳۳۹ ۲۶۳۶ ۳۰۲۱ ۳۵۳۷
ویژگی‌های اتمی
عدد اکسایش−4, −3, −2, −1, 0,[۱] +1,[۲] +2, +3, +4 (an amphoteric اکسید)
الکترونگاتیویمقیاس پائولینگ: ۱٫۹۰
انرژی یونش
  • 1st: ۷۸۶٫۵ kJ/mol
  • 2nd: ۱۵۷۷٫۱ kJ/mol
  • 3rd: ۳۲۳۱٫۶ kJ/mol
  • خطای عبارت: نویسه نقطه‌گذاری شناخته نشده «۴»
شعاع اتمیempirical: ۱۱۱ pm
شعاع کووالانسی pm ۱۱۱
شعاع واندروالسی۲۱۰ pm
Color lines in a spectral range
خط طیف نوری سیلسیم
دیگر ویژگی ها
ساختار بلوری ​ساختار الماس
سرعت صوت thin rod۸۴۳۳ m/s (at 20 °C)
انبساط حرارتی۲٫۶ µm/(m·K) (at 25 °C)
رسانندگی گرمایی۱۴۹ W/(m·K)
رسانش الکتریکی2.3‎×۱۰۳ [۳] Ω·m (at 20 °C)
رسانش مغناطیسیدیامغناطیس[۴]
مدول یانگ۱۸۵[۳] GPa
مدول برشی۵۲[۳] GPa
مدول حجمی۱۰۰ GPa
نسبت پواسون۰٫۲۸[۳]
سختی موس۷
شماره ثبت سی‌ای‌اس۷۴۴۰-۲۱-۳
ایزوتوپ‌های سیلسیم
ایزوتوپ فراوانی نیمه‌عمر (t۱/۲) حالت فروپاشی محصول
۲۸Si ۹۲٫۲۳% ۲۸Si ایزوتوپ پایدار است که ۱۴ نوترون دارد
۲۹Si ۴٫۶۷% ۲۹Si ایزوتوپ پایدار است که ۱۵ نوترون دارد
۳۰Si ۳٫۱% ۳۰Si ایزوتوپ پایدار است که ۱۶ نوترون دارد
۳۲Si ایزوتوپ پرتوزای ناچیز 170 y β− ۱۳٫۰۲۰ ۳۲P
| منابع

سیلیسیم از دید فراوانی بر پایهٔ جرم، هشتمین عنصر فراوان در جهان است. البته به سختی می‌توان آن را به صورت خالص و آزاد در طبیعت یافت. سیلیسیم را بیشتر می‌توان در گرد و غبار، ماسه، سیارکها و سیارهها و در قالب سیلیسیم دی‌اکسید یا سیلیکاتها پیدا کرد. بیش از ۹۰٪ پوستهٔ زمین از کانی‌های سیلیکات ساخته شده‌است به همین دلیل سیلیسیم پس از اکسیژن فراوان‌ترین ماده در پوستهٔ زمین است (نزدیک به ۲۸٪ بر پایهٔ جرم).[۱۰]

اکثر سیلیسیمی که به صورت تجاری کاربرد دارد بدون هیچ گونه جداسازی مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد و خیلی کم بر روی ترکیب طبیعی آن فراوری صورت می‌گیرد. در بخش صنعت ساختمان و تولید سرامیک هم هنگام کاربرد رس، ماسه و سنگ‌های سیلیسی همین رویکرد وجود دارد. سیلیکات‌ها در سیمان پورتلند برای ساخت ملات و اندود گچ و سیمان به کار می‌روند و با مخلوط کردن با شن و ماسه‌های سیلیسی، برای ساخت بتُن از آن استفاده می‌شود. کاربرد دیگر سیلیکون در ساخت بعضی سرامیکهای سفیدرنگ از قبیل پرسلان، شیشه‌های سنتی آهک سوددار با پایهٔ کوارتز و… است. سیلیسیم کاربید از ترکیب‌های امروزی‌تر سیلیکون یا همان سیلیسیم است که به عنوان ساینده و در ساخت سرامیک‌های مقاومت-بالا کاربرد دارد. عنصر سیلیکون یا سیلیسیم (با فرم نوشتاری Silicon) پایه ساخت پلیمرهای مصنوعی پرکاربردی به نام سیلیکون (با فرم نوشتاری Silicone)یا پلی‌سیلوکسان‌ها می‌باشد.[۱۱][۱۲]

بیشتر سیلیسیم آزاد در صنعت‌های پالایش فولاد، ریخته‌گری آلومینیم و بسیاری صنعت‌های حساس شیمی (مانند سیلیس دودی) کاربرد دارد. کمتر از ۱۰ درصد سیلیسیم در ساخت نیمه رساناها به کار می‌رود. این سیلیسیم که بسیار پالوده شده (درجهٔ خلوص بالا دارد) شاید مهم‌ترین نقش را در اقتصاد دنیا داشته باشد چون صنعت الکترونیک، ساخت تراشههای مدار و در نتیجه ساخت بیشتر رایانه‌ها وابسته به آن است.

سیلیسیم در زیست‌شناسی هم عنصری بسیار مهم است هرچند که به نظر می‌رسد مقدار بسیار کمی از آن در بدن جانوران مورد نیاز باشد.[۱۳] بسیاری از گونه‌های اسفنج‌های دریایی برای ساختار بدنشان نیازمند سیلیسیم اند. همچنین سیلیسیم و سیلیسیک اسید در سوخت و ساز بدن گیاهان به ویژه بسیاری از علف‌ها نقشی حیاتی دارند.

نامویرایش

نام سیلیسیم از واژهٔ لاتین سیلیکا (silica) گرفته شده که به معنای سنگ آتشزنه است.[۱۴] در زبان انگلیسی از سال ۱۸۱۷ میلادی از واژهٔ «سیلیکون» (silicon) برای نام این عنصر استفاده شده‌است.[۱۵] در زبان فارسی نیز در برخی منابع (از جمله مقاله‌ها و وبگاههای مرتبط با علوم فیزیک، الکترونیک و رایانه) گاهی از لفظ سیلیکون یا سیلیکن یا سیلیکان برای اشاره به این عنصر استفاده شده‌است.[نیازمند منبع] با این حال در ترجمهٔ فارسی کتاب‌های مرجع علمی نظیر کتاب شیمی عمومی اثر چارلز ای مورتیمر یا کتاب مکانیک کوانتومی اثر کلود کوهن-تانوجی نام این عنصر فقط به صورت سیلیسیم آمده‌است.[نیازمند منبع]

تاریخچهویرایش

در ۱۷۸۷ آنتوان لاووازیه به این نکته مشکوک شد که احتمالاً سیلیکا اکسیدی از یک عنصر پایه ای باشد. اما آفنیته شیمیایی سیلیکون به اکسیژن به قدری زیاد است که او راهی برای کاهش اکسیژن از این ماده و جدا کردن آن به صورت خالص پیدا نکرد. پس از تلاش‌های سِر همفری دیوی برای ایزوله کردن این ماده در ۱۸۰۸، او نام «سیلیسیم» را برای این ماده پیشنهاد کرد که برگرفته از silex یا silicis به معنای «سنگ چخماق» بود و به آن پسوند «ایم» داد چرا که فکر می‌کرد این عنصر یک «فلز» است.[۱۶] در بسیاری از زبان‌های غیرانگلیسی از نام پیشنهادی همفری دیوی استفاده می‌شود.

تصور می‌شود که گیلوساک و تنارد در ۱۸۱۱ از روش گرم کردن فلز پتانسیم تازه ایزوله شده با سیلیکون تترافلوراید موفق به ساخت سیلیکون آمورف شدند، اما قادر به خالص سازی و تشخیص این ماده و تعیین آن به عنوان یک عنصر جدید نگریدند.[۱۷] نام امروزین این عنصر یعنی "سیلیکون (به انگلیسی: Silicon)" در سال ۱۸۱۷ توسط شیمی‌دان اسکاتلندی توماس تامسون برگزیده شد. او قسمتی از نام دیوی را حفظ کرد اما در انتهای آن از پسوند "on-" به جای "ium-" استفاده کرد چرا که او باور داشت این ماده یک "نافلز" مانند بورون (به انگلیسی: Boron) و کربُن (به انگلیسی: Carbon) است.[۱۸]

ویژگی‌هاویرایش

فیزیکیویرایش

سیلیسیم در دمای اتاق جامد است و نقطهٔ ذوب و جوش بسیار بالایی دارد. این نقطه‌ها به ترتیب عبارتند از ۱٬۴۰۰ و ۲٬۸۰۰ درجهٔ سانتیگراد.[۱۹] نکتهٔ جالب دربارهٔ سیلیسیم این است که این ماده در حالت مایع چگالی بیشتری نسبت به حالت جامد دارد در نتیجه رفتار این ماده هنگام یخ زدن (جامد شدن) مانند رفتار معمول در دیگر ماده‌ها، با کاهش حجم همراه نیست بلکه حجم آن افزایش می‌یابد مانند آب که پس از یخ زدگی جرم در یکای حجمش کاهش می‌یابد و چگالی اش از آب مایع کمتر می‌شود. سیلیسیم رسانایی گرمایی بالایی دارد و اندازهٔ آن 149 W·m−۱·K−۱ است. برای همین در پوشش جسم‌های داغ کاربردی ندارد.

سیلیسیم پالوده در حالت بلوری به رنگ خاکستری است و جلای فلزی دارد. مانند ژرمانیم سخت و بسیار تُرد است و برای تراشه (ورقه ورقه) شدن مناسب است. سیلیسیم مانند کربن و ژرمانیم هنگام بلوری شدن ساختاربلوری الماس را می‌پذیرد و فاصله‌ها در شبکهٔ بندی آن تقریباً ۰٫۵۴۳۰۷۱۰ nm یا ۵٫۴۳۰۷۱۰ Å است.[۲۰]

ابر الکترونی بیرونی سیلیسیم مانند کربن چهار الکترون در لایهٔ آخر دارد. لایه‌های 1s،2s،2p و 3s سراسر پر شده‌اند درحالی که لایهٔ 3p تنها دو جا از ۶ جای آن پر شده‌است.

سیلیسیم یک نیمه‌رسانا است. ضریب دمایی مقاومت الکتریکی این ماده منفی است چون شمار جابجایی‌کننده‌های (حامل‌های) بارهای آزاد آن با افزایش دما افزایش می‌یابد. مقاومت الکتریکی یک تک‌بلور سیلیسیم در اثر دریافت تنش‌های مکانیکی، تغییر بسیار زیادی می‌کند.[۲۱]

شیمیاییویرایش

 
گرد سیلیسیم

سیلیسیم یک شبه‌فلز است و به آسانی چهار الکترون بیرونی خود را به دیگری می‌دهد یا به اشتراک می‌گذارد و به این وسیله می‌تواند در بسیاری از واکنش‌های شیمیایی راه یابد. سیلیسیم با هالوژنها و قلیاها واکنش می‌دهد اما بیشتر اسیدها (به جز برخی ترکیب‌های بسیار واکنش دهندهٔ اسید نیتریک و هیدروفلوئوریک اسید) اثری بر روی آن ندارند. با این حال داشتن چهار الکترون در لایهٔ ظرفیت، مانند کربن به سیلیسیم هم این امکان را می‌دهد تا در شرایط مناسب با بسیاری از عنصرها وارد واکنش شود.

ایزوتوپ‌هاویرایش

نوشتار اصلی: ایزوتوپ‌های سیلیسیم

در طبیعت سه ایزوتوپ پایدار برای سیلیسیم پیدا می‌شود: سیلیسیم-۲۷، سیلیسیم-۲۹ و سیلیسیم-۳۰ که سیلیسیم-۲۸ بیشترین فراوانی را دارد (۹۲ درصد).[۲۲] جدای از این‌ها، تنها سیلیسیم-۲۹ در فرایندهای تشدید مغناطیسی هسته‌ای و تشدید پارامغناطیسی الکترون کاربرد دارد.[۲۳] تاکنون بیست ایزوتوپ پرتوزا شناخته شده‌است که پایدارترین آن‌ها، سیلیسیم-۳۲ با نیمه عمر ۱۷۰ سال است، پس از آن سیلیسیم-۳۱ با نیمه عمر ۱۵۷٫۳ دقیقه پایدارترین است.[۲۲] دیگر ایزوتوپ‌های پرتوزا نیمه عمری کمتر از ۷ ثانیه و البته بیشتر آن‌ها حتی نیمه عمری کوتاه‌تر از یک-دهم ثانیه دارند.[۲۲] سیلیسیم، هیچ ایزومر هسته‌ای شناخته شده‌ای ندارد.[۲۲] عدد جرمی ایزوتوپ‌های سیلیسیم از ۲۲ تا ۴۴ است.[۲۲] بیشترین واپاشی هسته‌ای دیده شده در میان شش ایزوتوپی که عدد جرمی کمتر از سیلیسیم-۲۸ دارند، β+ بوده‌است که نخست باعث پدیدار گشتن ایزوتوپ‌های آلومینیم (۱۳ پروتون)، به عنوان محصول واپاشی، شده‌است.[۲۲] β− بیشترین واپاشی هسته‌ای دیده شده در ۱۶ ایزوتوپ با عدد جرمی بیشتر از سیلیسیم-۲۸ است که باعث پدیدار شدن ایزوتوپ‌های فسفر (۱۵ پروتون) شده‌است.[۲۲]

پیدایشویرایش

 
بلورهای کوارتز که از تبت جمع‌آوری شده‌اند. این کانی که در طبیعت ساخته شده‌است شبکه‌ای جامد با ترکیب SiO۲ است.
همچنین ببینید: کانی‌های سیلیکات

از نظر جرم، سیلیسیم سازندهٔ ۲۷٫۷ درصد از پوستهٔ زمین است و پس از اکسیژن دومین عنصر فراوان در پوسته‌است.[۲۴] سیلیسیم بیشتر در قالب پیچیدهٔ کانی‌های سیلیکات دیده می‌شود و کمتر به صورت سیلیسیم دی‌اکسید (سیلیس، بخش اصلی سازندهٔ ماسه) یافت می‌شود. بلورهای پالودهٔ سیلیسیم در طبیعت بسیار کمیابند. این پدیده از آنجا می‌آید که در دماهای بسیار بالا برای پیدایش جرم‌های درون منظومهٔ خورشیدی، دو عنصر سیلیسیم و اکسیژن بیشترین سازگاری را با یکدیگر دارند و کمتر دچار ناپایداری می‌شوند.

کانی‌های سیلیکات - دربردارندهٔ سیلیسیم، اکسیژن و فلزهای واکنش پذیر - نزدیک به ۹۰ درصد جرم پوستهٔ زمین را از آن خود کرده‌اند.

کاربردهاویرایش

ترکیباتویرایش

 
ویفر سیلیکنی با پرداخت کاری آینه ای

سیلیسیم اکثراً به صورت صنعتی و بدون اینکه خالص سازی شود، استفاده می‌شود و در واقع، اغلب با پردازش نسبتاً کمی از شکل طبیعی آن استفاده می‌شود.

از سیلیسیم اغلب برای کارهای ضدآب‌سازی، ساخت قطعات قالب‌سازی، آب‌بندهای مکانیکی، گریس‌های دما بالا و ترکیبات درزبندی استفاده می‌شود. از سیلیسیم گاهی برای ساخت لنزهای چشمی و مواد منفجره و آتشکاری استفاده می‌شود.[۲۵]

الکترونیکویرایش

عمده سیلیسیم تولید شده به شکل آلیاژی فِروسیلیکنی باقی می‌ماند، و فقط نزدیک به ۲۰٪ تا درجهٔ متالورژیکی خالص سازی می‌شود (مجموعاً ۱٫۳ تا ۱٫۵ میلیون تن در سال). تخمین زده می‌شود که ۱۵٪ از تولید سیلیسیم متالورژیکی، تا رسیدن به درجهٔ نیمه رساناها مجدداً خالص سازی می‌شود.[۲۶] به این درجه خلوص در اصطلاح «خلوص نُه-۹» یا ۹۹٫۹۹۹۹۹۹۹٪ می‌گویند.[۲۷] ماده ای تک-بلورین و تقریباً بدون هیچ نقصی.[۲۸]

در مدارهای مجتمع متداول، ویفری از جنس سیلیکن مونو-کریستالی به عنوان پایه مکانیکی مدارها استفاده می‌شود، که این پایه‌ها به کمک آلایش ساخته شده و با لایه‌های نازکی از اکسید سیلیسیم از هم جدا می‌شوند.

تولیدویرایش

سیلیسیم با خلوص ۹۶–۹۹٪ با کاهش کوارتزیت یا ماسه، با کک بسیار خالص ساخته می‌شود. این فرایند کاهش در کوره قوس الکتریکی، و در حضور SiO2 اضافی برای جلوگیری از تجمع کاربید سیلیسیم (SiC) انجام می‌شود:[۲۹]

SiO2 + 2 C → Si + 2 CO

2 SiC + SiO2 → 3 Si + 2 CO

 
آلیاژ فروسیلیسیم

این واکنش، که معروف به کاهش کربوترمال سیلیسیم دی‌اکسید است، معمولاً در حضور آهن قراضه با مقادیر اندکی فسفر و گوگرد انجام می‌شود و فِروسیلیسیم تولید می‌کند.[۲۹] فروسیلیسیم، که آلیاژی از آهن و سیلیسیم است، حاوی نسبت‌های مختلفی از سیلیسیم عنصری و آهن است، حدود ۸۰٪ از تولید جهانی سیلیسیم عنصری را به خود اختصاص می‌دهد و، چین، تأمین کننده اصلی سیلیسیم عنصری، با ۴٫۶ میلیون تن تولید است (حدود دو سوم از تولید جهانی)، که بیشتر آن به صورت فروسیلیسیم است. پس از آن روسیه (۶۱۰٬۰۰۰ تن)، نروژ (۳۳۰٬۰۰۰ تن)، برزیل (۲۴۰٬۰۰۰ تن) و ایالات متحده آمریکا (۱۷۰٬۰۰۰ تن) قرار دارند.[۳۰]

اندازه بازار جهانی فلز سیلیسیم در سال ۲۰۱۹ معادل ۶٫۰۵ میلیارد دلار تخمین زده شده و انتظار می‌رود با نرخ رشد مرکب سالانه ۴٫۶٪ از سال ۲۰۲۰ تا ۲۰۲۷ گسترش یابد و به ۸٫۶۷ میلیارد دلار برسد.[۳۱]

در همین زمینهویرایش

نگارخانهویرایش

منابعویرایش

  1. ↑ "New Type of Zero-Valent Tin Compound". ChemistryViews. 27 August 2016.
  2. ↑ Ram, R. S.; et al. (1998). "Fourier Transform Emission Spectroscopy of the A2D–X2P Transition of SiH and SiD" (PDF). J. Mol. Spectr. 190 (2): 341–352. doi:10.1006/jmsp.1998.7582. PMID 9668026.
  3. ↑ ۳٫۰ ۳٫۱ ۳٫۲ ۳٫۳ http://www.ioffe.ru/SVA/NSM/Semicond/Si
  4. ↑ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  5. ↑ R. S. Ram et al. "Fourier Transform Emission Spectroscopy of the A2D–X2P Transition of SiH and SiD" J. Mol. Spectr. 190, 341–352 (1998)
  6. ↑ شیمی ۲ کلاس یازده. http://chap.sch.ir/books/6197: سازمان پژوهش و برنامه‌ریزی آموزشی. ١٣٩۷. شابک ۹۷۸-۹۶۴-۰۵-۲۸۱۲-۹.
  7. ↑ «سیلیسیم». فرهنگ عمید. دریافت‌شده در ۲۵ ژوئن ۲۰۱۹.
  8. ↑ «سیلیسیم‌سوزی». واژه‌های مصوّب فرهنگستان ادبیات فارسی. دریافت‌شده در ۲۵ ژوئن ۲۰۱۹.
  9. ↑ «سیلیکن». دانشنامه رشد. دریافت‌شده در ۲۷ ژوئن ۲۰۱۹.
  10. ↑ Nave, R. Abundances of the Elements in the Earth's Crust, Georgia State University
  11. ↑ M.C.HackerA.G.Mikos. «35 - Synthetic Polymers».
  12. ↑ "Silicon". Wikipedia. 2019-05-19.
  13. ↑ Nielsen, Forrest H. (1984). "Ultratrace Elements in Nutrition". Annual Review of Nutrition. ۴: ۲۱–۴۱. doi:10.1146/annurev.nu.04.070184.000321. PMID 6087860. More than one of |last1= and |last= specified (help); More than one of |first1= and |first= specified (help)
  14. ↑ "Silicon". WebElements Periodic Table. Retrieved 30 Jun 2019.
  15. ↑ "Silicon". Merriam-Webster Dictionary. Retrieved 31 Jun 2019. Check date values in: |access-date= (help)
  16. ↑ «Philosophical Transactions of the Royal Society of London». https://books.google.com/books?id=Kg9GAAAAMAAJ&pg=PA333#v=onepage&q&f=false: ۳۵۳. پیوند خارجی در |وبگاه= وجود دارد (کمک)
  17. ↑ Joseph-Louis Gay-Lussac, Louis Jacques Thénard. Recherches physico-chimiques. صص. ۳۱۳–۳۱۴.
  18. ↑ Thomas Thomson, A System of Chemistry in Four Volumes, 5th ed. (London: Baldwin, Cradock, and Joy, 1817), vol. 1. From p. 252: "The base of silica has been usually considered as a metal, and called silicium. But as there is not the smallest evidence for its metallic nature, and as it bears a close resemblance to boron and carbon, it is better to class it along with these bodies, and to give it the name of silicon."
  19. ↑ Gray, Theodore (2009). The ELements: A Visual Exploration of Every Known Atom in the Universe. Black Dog and Leventhal Publishers. p. ۴۳. ISBN 978-1-57912-814-2.
  20. ↑ O'Mara, William C. (1990). Handbook of Semiconductor Silicon Technology. William Andrew Inc. pp. ۳۴۹–۳۵۲. ISBN 0-8155-1237-6. Retrieved ۲۰۰۸-۰۲-۲۴.
  21. ↑ Hull, Robert (1999). "Properties of crystalline silicon": ۴۲۱. ISBN 978-0-85296-933-5.
  22. ↑ ۲۲٫۰ ۲۲٫۱ ۲۲٫۲ ۲۲٫۳ ۲۲٫۴ ۲۲٫۵ ۲۲٫۶ NNDC contributors (2008). Alejandro A. Sonzogni (Database Manager), ed. "Chart of Nuclides". Upton (NY): National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Retrieved ۲۰۰۸-۰۹-۱۳.
  23. ↑ Jerschow, Alexej. "Interactive NMR Frequency Map". New York University. Retrieved ۲۰۱۱-۱۰-۲۰.
  24. ↑ Geological Survey (U.S.) (1975). Geological Survey professional paper.
  25. ↑ Koch, E.C.; Clement, D. (2007). "Special Materials in Pyrotechnics: VI. Silicon – An Old Fuel with New Perspectives". Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 32 (3): 205. doi:10.1002/prep.200700021.
  26. ↑ Corathers, Lisa A. [minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/silicon/myb1-2009-simet.pdf «2009 Minerals Yearbook»] مقدار |نشانی= را بررسی کنید (کمک) (PDF).
  27. ↑ "Semi" SemiSource 2006: A supplement to Semiconductor International. December 2005. Reference Section: How to Make a Chip. Adapted from Design News. Reed Electronics Group.
  28. ↑ SemiSource 2006: A supplement to Semiconductor International. December 2005. Reference Section: How to Make a Chip. Adapted from Design News. Reed Electronics Group.
  29. ↑ ۲۹٫۰ ۲۹٫۱ Greenwood and Earnshaw, p. 330–331
  30. ↑ "Silicon Commodities Report 2011" (PDF). USGS. Retrieved 2011-10-20.
  31. ↑ "Silicon Metal Market Size & Share Report, 2020-2027". www.grandviewresearch.com. Retrieved 2020-12-21.

پیوند به بیرونویرایش

برگرفته از «https://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=سیلیسیم&oldid=31986461»