סיליקה

עבור היסודות הכימיים עם מספר אטומי 14, נמצא IV קבוצת טבלה מחזורית בתקופה 3 ו- III בסדרה, יכול להיוצר משתי תחמוצות צורן, מורכב משני אלמנטים Si ו- O:

• פחמן חד-צורן, שבה Si הוא divalent, זה okisda הנוסחה הכימית רשאי להיות מיוצג כפי SiO;
• סיליקה - היא תחמוצת סיליקון הגבוהה ביותר שבה Si הוא tetravalent, הנוסחא הכימית שלה כתובה כמו SiO2.

הסיליקון (IV) תחמוצת במראה הוא גבישים שקופים. הצפיפות של SiO2 שווה 2648 g / cm³. החומר נמס במגוון הטמפרטורה מ 1600 כדי 1725 מעלות צלזיוס, שחין 2230 ° C.

תחמוצת צורן SiO2 היה ידוע בקשיחותו וכוח מאז ימי קדם, הנפוץ ביותר בטבע כמו חול או קוורץ, כמו גם קירות התא של הצורניות. יש חומר הפולימורפים רבים, לרוב נמצאים בשתי צורות:

• קריסטל - קוורץ מינרל טבעי זנים שלה (שוהם, אבן קריסטל, ג'ספר, אגת, צור); קוורץ הוא הבסיס של חול קוורץ, מדובר בחומר בניין חיוני וחומר גלם לתעשייה סיליקט;
• אמורפי מתרחש כמבנה אופל טבעי מינרל אשר יכול להיות מתואר על ידי הנוסחא SiO2 • nH2O; צורות אדמתיים של SiO2 אמורפי הם טריפולי (קמח סלע, אדמת diatomaceous) או אדמת diatomaceous; סיליקה סינתטי נטול אמורפי - הוא סיליקה, אשר עשוי metasilicate נתרן.

תחמוצת הסיליקון SiO2 הוא תחמוצת חומצי. גורם זה קובע את התכונות הכימיות שלו.

פלואור מגיב עם דו תחמוצת סיליקון: SiO2 + 4F → SiF4 + O2 ליצירת גז tetrafluoride סיליקון צבע וחמצן, ואילו גזים אחרים (הלוגנים CL2, Br2, I2) מגיבים פחות פעילים.

תחמוצת הסיליקון IV הוא הגיב עם חומצה הידרופלואורית להשיג חומצה fluorosilicic: SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O . מאפיין זה משמש בתעשיית המוליכים למחצה.

הסיליקון (IV) תחמוצת המומסים מותך או חם מרוכז אלקלי להקים סיליקט נתרן: 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O.

דו תחמוצת הסיליקון מגיב עם תחמוצות מתכת בסיסית (לדוגמה, תחמוצות של נתרן, אשלגן, עופרת (II), או תערובת של תחמוצת אבץ המשמש לייצור זכוכית). לדוגמה, התגובה של תחמוצת נתרן SiO2, תוצאה אשר יכול להיווצר: נתרן orthosilicate 2Na2O + SiO2 → Na4SiO4, סיליקט נתרן Na2O + SiO2 → Na2SiO3, וזכוכית Na2O + 6SiO2 + XO → Na2O: XO: 6SiO2. דוגמאות כאלה מזכוכית שיש ערך מסחרי, הן כוס סודה-סיד, זכוכית בורוסיליקט, זכוכית העופרת.

דו תחמוצת צורן בטמפרטורות גבוהות, הוא הגיב עם סיליקון, וכתוצאה מכך פחמן חד גזים: Si + SiO2 → 2SiO ↑.

לרוב, סיליקה SiO2 משמש לייצור סיליקון היסודות. התהליך של אינטראקציה עם תמורת פחמן יסודות בטמפרטורה גבוהה בתנור החשמלי: 2C + SiO2 → Si + 2CO. זה די אנרגיה אינטנסיבית. עם זאת, המוצר שלה משמש באמנות מוליכים למחצה עבור ייצור תאים סולאריים (אנרגיית אור מומרת לחשמל). כמו כן טהור Si משמש בתעשיית הפלדה (בייצור חום עמיד וחומצה עמידה סיליקון פלדה). סיליקון היסודות ובכך השיג הצורך לקבל תחמוצת סיליקון נקיה, וזה חשוב עבור מספר התעשיות. SiO2 הטבעי משמש בצורה של חול בתעשיות אלה שאינם דורשים טוהר הגבוה שלה.

שאיפת אבקה דקה גבישי SiO2 אבק, אפילו בכמויות קטנות מאוד (עד 0.1 מ"ג / מ"ק), עם סיליקוזיס ברונכיטיס או סרטן יכול להתפתח לאורך זמן. אבק הופך מסוכן אם זה נכנס לריאות, כל הזמן אותם מעצבן, ובכך להקטין את תפקידם. אצל בני אדם, תחמוצת סיליקון בצורת חלקיקים גבישיים אינה מתמוססת בתוך פרקי זמן רלוונטיים קליני. אפקט זה יכול ליצור את הסיכון של מחלות תעסוקתיות עבור אנשים שעובדים עם ציוד התזת חול או מוצרים המכילים אבקת סיליקה גבישית. ילדים, חולי אסטמה בכל הגילאים הסובלים מאלרגיות, כמו גם קשישים עלולים להיות חולים יותר מהר.