तत्व विशेषता

14 सी 1एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 2

समस्थानिक: 28 Si (92.27%); 29Si (4.68%); 30 सी (3.05%)

ऑक्सीजन (द्रव्यमान के अनुसार 27.6%) के बाद पृथ्वी की पपड़ी में दूसरा सबसे प्रचुर तत्व सिलिकॉन है। यह प्रकृति में मुक्त अवस्था में नहीं होता है, यह मुख्य रूप से SiO2 या सिलिकेट के रूप में पाया जाता है।

सी यौगिक जहरीले होते हैं; SiO2 और अन्य सिलिकॉन यौगिकों (उदाहरण के लिए, एस्बेस्टस) के सबसे छोटे कणों की साँस लेना एक खतरनाक बीमारी का कारण बनता है - सिलिकोसिस

जमीनी अवस्था में, सिलिकॉन परमाणु की संयोजकता = II, और उत्तेजित अवस्था में = IV होती है।

Si की सर्वाधिक स्थायी ऑक्सीकरण अवस्था +4 है। धातुओं (सिलिसाइड्स) के साथ यौगिकों में, एस.ओ. -चार।

सिलिकॉन प्राप्त करने के तरीके

सबसे आम प्राकृतिक सिलिकॉन यौगिक सिलिका (सिलिकॉन डाइऑक्साइड) SiO2 है। यह सिलिकॉन के उत्पादन के लिए मुख्य कच्चा माल है।

1) 1800 "C: SiO 2 + 2C \u003d Si + 2CO पर चाप भट्टियों में कार्बन के साथ SiO 2 की रिकवरी

2) एक तकनीकी उत्पाद से उच्च शुद्धता सी योजना के अनुसार प्राप्त की जाती है:

क) Si → SiCl 2 → Si

b) Si → Mg 2 Si → SiH 4 → Si

सिलिकॉन के भौतिक गुण। सिलिकॉन के एलोट्रोपिक संशोधन

1) क्रिस्टलीय सिलिकॉन - धात्विक चमक के साथ सिल्वर-ग्रे रंग का एक पदार्थ, एक हीरे-प्रकार की क्रिस्टल जाली; एमपी। 1415 "सी, बीपी 3249" सी, घनत्व 2.33 ग्राम/सेमी3; अर्धचालक है।

2) अनाकार सिलिकॉन - भूरा पाउडर।

सिलिकॉन के रासायनिक गुण

अधिकांश प्रतिक्रियाओं में, Si एक कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है:

कम तापमान पर, सिलिकॉन रासायनिक रूप से निष्क्रिय होता है, गर्म होने पर इसकी प्रतिक्रियाशीलता तेजी से बढ़ जाती है।

1. यह 400°C से ऊपर T पर ऑक्सीजन के साथ क्रिया करता है:

सी + ओ 2 \u003d SiO 2 सिलिकॉन ऑक्साइड

2. पहले से ही फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है कमरे का तापमान:

Si + 2F 2 = SiF 4 सिलिकॉन टेट्राफ्लोराइड

3. अन्य हैलोजन के साथ अभिक्रिया एक तापमान पर आगे बढ़ती है = 300 - 500 ° C

सी + 2हाल 2 = सिहल 4

4. 600 डिग्री सेल्सियस पर सल्फर वाष्प के साथ एक डाइसल्फ़ाइड बनाता है:

5. नाइट्रोजन के साथ अभिक्रिया 1000°C से ऊपर होती है:

3Si + 2N 2 = Si 3 N 4 सिलिकॉन नाइट्राइड

6. एक तापमान पर = 1150°С यह कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करता है:

SiO 2 + 3C \u003d SiC + 2CO

कार्बोरंडम कठोरता में हीरे के करीब है।

7. सिलिकॉन सीधे हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है।

8. सिलिकॉन एसिड के लिए प्रतिरोधी है। केवल नाइट्रिक और हाइड्रोफ्लोरिक (हाइड्रोफ्लोरिक) एसिड के मिश्रण के साथ बातचीत करता है:

3Si + 12HF + 4HNO 3 = 3SiF 4 + 4NO + 8H 2 O

9. क्षार विलयन के साथ क्रिया करके सिलिकेट बनाता है और हाइड्रोजन छोड़ता है:

सी + 2NaOH + H 2 O \u003d Na 2 SiO 3 + 2H 2

10. दृढ गुणसिलिकॉन का उपयोग धातुओं को उनके आक्साइड से अलग करने के लिए किया जाता है:

2MgO \u003d Si \u003d 2Mg + SiO 2

धातुओं के साथ प्रतिक्रिया में, Si एक ऑक्सीकरण एजेंट है:

सिलिकॉन एस-धातुओं और अधिकांश डी-धातुओं के साथ सिलिकाइड बनाता है।

इस धातु के silicides की संरचना भिन्न हो सकती है। (उदाहरण के लिए, FeSi और FeSi 2; Ni 2 Si और NiSi 2.) सबसे प्रसिद्ध सिलिकाइड्स में से एक मैग्नीशियम सिलिकाइड है, जिसे सरल पदार्थों के सीधे संपर्क से प्राप्त किया जा सकता है:

2Mg + Si = Mg 2 Si

सिलाने (मोनोसिलेन) SiH 4

सिलेन (सिलिकॉन हाइड्रोजेन) सी एन एच 2 एन + 2, (अल्केन्स के साथ तुलना करें), जहां एन \u003d 1-8। सिलेन - अल्केन्स के एनालॉग्स, -सी-सी-चेन की अस्थिरता में उनसे भिन्न होते हैं।

Monosilane SiH 4 एक अप्रिय गंध के साथ एक रंगहीन गैस है; इथेनॉल, गैसोलीन में घुलनशील।

पाने के तरीके:

1. हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ मैग्नीशियम सिलिकाइड का अपघटन: Mg 2 Si + 4HCI = 2MgCI 2 + SiH 4

2. लिथियम एल्युमिनियम हाइड्राइड के साथ Si हैलाइड का अपचयन: SiCl 4 + LiAlH 4 = SiH 4 + LiCl + AlCl 3

रासायनिक गुण।

सिलेन एक प्रबल अपचायक है।

1.SiH4 बहुत कम तापमान पर भी ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत होता है:

SiH 4 + 2O 2 \u003d SiO 2 + 2H 2 O

2. SiH 4 आसानी से हाइड्रोलाइज्ड हो जाता है, खासकर क्षारीय वातावरण में:

SiH 4 + 2H 2 O \u003d SiO 2 + 4H 2

SiH 4 + 2NaOH + H 2 O \u003d Na 2 SiO 3 + 4H 2

सिलिकॉन (चतुर्थ) ऑक्साइड (सिलिका) SiO2

सिलिका रूप में मौजूद है विभिन्न रूप: क्रिस्टलीय, अनाकार और कांच जैसा। सबसे आम क्रिस्टलीय रूप क्वार्ट्ज है। जब क्वार्ट्ज चट्टानें नष्ट हो जाती हैं, तो क्वार्ट्ज रेत बनती है। क्वार्ट्ज सिंगल क्रिस्टल पारदर्शी, रंगहीन (रॉक क्रिस्टल) या विभिन्न रंगों (एमेथिस्ट, एगेट, जैस्पर, आदि) में अशुद्धियों से रंगे होते हैं।

अनाकार SiO 2 खनिज ओपल के रूप में होता है: सिलिका जेल कृत्रिम रूप से प्राप्त किया जाता है, जिसमें SiO 2 के कोलाइडल कण होते हैं और एक बहुत अच्छा सोखना होता है। ग्लासी SiO 2 को क्वार्ट्ज ग्लास के रूप में जाना जाता है।

भौतिक गुण

पानी में, SiO 2 बहुत कम घुलता है, कार्बनिक सॉल्वैंट्स में भी यह व्यावहारिक रूप से नहीं घुलता है। सिलिका एक ढांकता हुआ है।

रासायनिक गुण

1. SiO2 एक एसिड ऑक्साइड है, इसलिए अनाकार सिलिका धीरे-धीरे क्षार के जलीय घोल में घुल जाती है:

SiO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 SiO 3 + H 2 O

2. मूल आक्साइड के साथ गर्म होने पर SiO2 भी परस्पर क्रिया करता है:

SiO 2 + K 2 O \u003d K 2 SiO 3;

SiO 2 + CaO \u003d CaSiO 3

3. एक गैर-वाष्पशील ऑक्साइड होने के कारण, SiO2 कार्बन डाइऑक्साइड को Na 2 CO 3 (संलयन के दौरान) से विस्थापित करता है:

SiO 2 + Na 2 CO 3 \u003d Na 2 SiO 3 + CO 2

4. सिलिका हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे हाइड्रोफ्लोरोसिलिक एसिड H 2 SiF 6 बनता है:

SiO 2 + 6HF \u003d H 2 SiF 6 + 2H 2 O

5. 250 - 400 डिग्री सेल्सियस पर, SiO 2 गैसीय एचएफ और एफ 2 के साथ बातचीत करता है, जिससे टेट्राफ्लोरोसिलेन (सिलिकॉन टेट्राफ्लोराइड) बनता है:

SiO 2 + 4HF (गैस।) \u003d SiF 4 + 2H 2 O

SiO 2 + 2F 2 \u003d SiF 4 + O 2

सिलिकिक अम्ल

मालूम:

ऑर्थोसिलिक एसिड एच 4 सीओओ 4;

मेटासिलिक (सिलिकिक) एसिड H 2 SiO 3 ;

Di- और पॉलीसिलिक एसिड।

सभी सिलिकिक एसिड पानी में कम घुलनशील होते हैं और आसानी से कोलाइडल घोल बनाते हैं।

प्राप्त करने के तरीके

1. क्षार धातु सिलिकेट के घोल से अम्लों द्वारा वर्षा:

ना 2 SiO 3 + 2HCl \u003d H 2 SiO 3 + 2NaCl

2. क्लोरोसिलेन्स का हाइड्रोलिसिस: SiCl 4 + 4H 2 O \u003d H 4 SiO 4 + 4HCl

रासायनिक गुण

सिलिकिक एसिड बहुत कमजोर एसिड (कार्बोनिक एसिड से कमजोर) होते हैं।

गर्म होने पर, वे अंतिम उत्पाद के रूप में सिलिका बनाने के लिए निर्जलीकरण करते हैं।

एच 4 सीओओ 4 → एच 2 सीओओ 3 → सीओओ 2

सिलिकेट - सिलिकिक एसिड के लवण

चूंकि सिलिकिक एसिड बेहद कमजोर होते हैं, जलीय घोल में उनके लवण अत्यधिक हाइड्रोलाइज्ड होते हैं:

ना 2 SiO 3 + H 2 O \u003d NaHSiO 3 + NaOH

SiO 3 2- + H 2 O \u003d HSiO 3 - + OH - (क्षारीय माध्यम)

इसी कारण से गुजरते समय कार्बन डाइआक्साइडसिलिकेट विलयन द्वारा उनमें से सिलिक अम्ल विस्थापित होता है:

K 2 SiO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d H 2 SiO 3 + K 2 CO 3

SiO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d H 2 SiO 3 + CO 3

इस प्रतिक्रिया को सिलिकेट आयनों के लिए गुणात्मक प्रतिक्रिया माना जा सकता है।

सिलिकेट्स में केवल Na 2 SiO 3 और K 2 SiO 3 अत्यधिक घुलनशील होते हैं, जिन्हें घुलनशील ग्लास कहा जाता है, और उनके जलीय घोल को तरल ग्लास कहा जाता है।

काँच

साधारण खिड़की के शीशे में Na 2 O CaO 6SiO 2 की संरचना होती है, अर्थात यह सोडियम और कैल्शियम सिलिकेट का मिश्रण है। यह सोडा Na 2 CO 3 , CaCO 3 चूना पत्थर और SiO 2 रेत को मिलाकर प्राप्त किया जाता है;

ना 2 CO 3 + CaCO 3 + 6SiO 2 \u003d Na 2 O CaO 6SiO 2 + 2CO 2

सीमेंट

एक पाउडर बांधने की सामग्री, जो पानी के साथ बातचीत करते समय, एक प्लास्टिक द्रव्यमान बनाती है, जो अंततः एक ठोस पत्थर जैसे शरीर में बदल जाती है; मुख्य निर्माण सामग्री।

सबसे आम पोर्टलैंड सीमेंट की रासायनिक संरचना (वजन से% में) - 20 - 23% SiO 2; 62 - 76% सीएओ; 4 - 7% अल 2 ओ 3; 2-5% फे 2 ओ 3; 1-5% एमजीओ।

परिचय

अध्याय 2. कार्बन के रासायनिक यौगिक

2.1 कार्बन के ऑक्सीजन व्युत्पन्न

2.1.1 +2 ऑक्सीकरण अवस्था

2.1.2 +4 ऑक्सीकरण अवस्था

2.3 धातु कार्बाइड

2.3.1 कार्बाइड पानी में घुलनशील और एसिड को पतला करता है

2.3.2 कार्बाइड पानी में और तनु अम्लों में अघुलनशील

अध्याय 3. सिलिकॉन यौगिक

3.1 ऑक्सीजन सिलिकॉन यौगिक

ग्रन्थसूची

परिचय

रसायन विज्ञान प्राकृतिक विज्ञान की शाखाओं में से एक है, जिसका विषय रासायनिक तत्व (परमाणु), वे जो सरल और जटिल पदार्थ (अणु) बनाते हैं, उनके परिवर्तन और वे नियम हैं जिनका ये परिवर्तन पालन करते हैं।

परिभाषा के अनुसार, डी.आई. मेंडेलीव (1871), "अपनी वर्तमान स्थिति में रसायन शास्त्र ... को तत्वों का सिद्धांत कहा जा सकता है।"

"रसायन विज्ञान" शब्द की उत्पत्ति पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है। कई शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि यह मिस्र के प्राचीन नाम - हेमिया (ग्रीक केमिया, प्लूटार्क में पाया जाता है) से आया है, जो "हेम" या "हैम" से निकला है - काला और इसका अर्थ है "काली पृथ्वी का विज्ञान" (मिस्र), " मिस्र का विज्ञान"।

आधुनिक रसायन विज्ञान अन्य के साथ निकटता से जुड़ा हुआ है प्राकृतिक विज्ञानऔर राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था की सभी शाखाओं के साथ।

गुणात्मक विशेषता रासायनिक रूपपदार्थ की गति, और गति के अन्य रूपों में इसका संक्रमण, रासायनिक विज्ञान की बहुमुखी प्रतिभा और ज्ञान के क्षेत्रों के साथ इसके संबंध को निर्धारित करता है जो गति के निचले और उच्च दोनों रूपों का अध्ययन करते हैं। पदार्थ की गति के रासायनिक रूप का ज्ञान प्रकृति के विकास, ब्रह्मांड में पदार्थ के विकास के सामान्य सिद्धांत को समृद्ध करता है, और दुनिया के एक अभिन्न भौतिकवादी चित्र के निर्माण में योगदान देता है। अन्य विज्ञानों के साथ रसायन विज्ञान का संपर्क उनके पारस्परिक प्रवेश के विशिष्ट क्षेत्रों को जन्म देता है। इस प्रकार, रसायन विज्ञान और भौतिकी के बीच संक्रमण के क्षेत्रों को भौतिक रसायन विज्ञान और रासायनिक भौतिकी द्वारा दर्शाया जाता है। रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान और भूविज्ञान के बीच, विशेष सीमा क्षेत्रों का उदय हुआ - भू-रसायन, जैव रसायन, जैव-भू-रसायन, आणविक जीव विज्ञान। रसायन विज्ञान के सबसे महत्वपूर्ण नियम गणितीय भाषा में तैयार किए गए हैं, और सैद्धांतिक रसायन विज्ञान गणित के बिना विकसित नहीं हो सकता है। रसायन शास्त्र ने दर्शन के विकास पर प्रभाव डाला है और प्रभाव डाल रहा है, और स्वयं अनुभव किया है और इसके प्रभाव का अनुभव कर रहा है।

ऐतिहासिक रूप से, रसायन विज्ञान की दो मुख्य शाखाएँ विकसित हुई हैं: अकार्बनिक रसायन विज्ञान, जो मुख्य रूप से रासायनिक तत्वों और उनके द्वारा बनाए गए सरल और जटिल पदार्थों का अध्ययन करता है (कार्बन यौगिकों को छोड़कर), और कार्बनिक रसायन, जिसका विषय अन्य तत्वों के साथ कार्बन के यौगिक हैं ( कार्बनिक पदार्थ)।

अठारहवीं शताब्दी के अंत तक, "अकार्बनिक रसायन" और "जैविक रसायन" शब्द केवल यह इंगित करते थे कि प्रकृति (खनिज, पौधे या पशु) के "राज्य" से कुछ यौगिक प्राप्त किए गए थे। 19वीं सदी से शुरू। ये शब्द किसी दिए गए पदार्थ में कार्बन की उपस्थिति या अनुपस्थिति को इंगित करने के लिए आए हैं। तब उन्होंने एक नया, व्यापक अर्थ प्राप्त किया। अकार्बनिक रसायन मुख्य रूप से भू-रसायन विज्ञान और फिर खनिज विज्ञान और भूविज्ञान के संपर्क में आता है, अर्थात। अकार्बनिक प्रकृति के विज्ञान के साथ। कार्बनिक रसायन विज्ञान रसायन विज्ञान की एक शाखा है जो सबसे जटिल बायोपॉलिमर पदार्थों तक विभिन्न प्रकार के कार्बन यौगिकों का अध्ययन करती है। ऑर्गेनिक और बायोऑर्गेनिक केमिस्ट्री के माध्यम से, केमिस्ट्री बायोकेमिस्ट्री पर और आगे बायोलॉजी पर, यानी। जीवित प्रकृति के विज्ञान की समग्रता के साथ। अकार्बनिक और के बीच इंटरफेस पर कार्बनिक रसायन शास्त्र Organoelement यौगिकों का क्षेत्र है।

रसायन विज्ञान में, के बारे में विचार संरचनात्मक स्तरपदार्थ का संगठन। एक पदार्थ की जटिलता, सबसे कम, परमाणु से शुरू होकर, आणविक, मैक्रोमोलेक्यूलर या उच्च-आणविक यौगिकों (बहुलक) के चरणों से गुजरती है, फिर इंटरमॉलिक्युलर (जटिल, क्लैथ्रेट, कैटेनेन), और अंत में, विविध मैक्रोस्ट्रक्चर (क्रिस्टल, मिसेल) ) अनिश्चितकालीन गैर-स्टोइकोमेट्रिक संरचनाओं तक। धीरे-धीरे, संबंधित विषयों का उदय हुआ और खुद को अलग कर लिया: जटिल यौगिकों, पॉलिमर, क्रिस्टल रसायन विज्ञान, छितरी हुई प्रणालियों और सतह की घटनाओं, मिश्र धातुओं आदि का अध्ययन।

भौतिक विधियों द्वारा रासायनिक वस्तुओं और परिघटनाओं का अध्ययन, रासायनिक परिवर्तनों के पैटर्न की स्थापना, के आधार पर सामान्य सिद्धांतभौतिकी, आधार है भौतिक रसायन. रसायन विज्ञान के इस क्षेत्र में कई शामिल हैं स्वतंत्र विषयकीवर्ड: रासायनिक थर्मोडायनामिक्स, रासायनिक कैनेटीक्स, इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री, कोलाइड रसायन शास्त्र, क्वांटम रसायन शास्त्र और अणुओं, आयनों, रेडिकल, विकिरण रसायन शास्त्र, फोटोकैमिस्ट्री, कटैलिसीस अध्ययन की संरचना और गुणों का अध्ययन, रासायनिक संतुलन, समाधान, आदि। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान ने एक स्वतंत्र चरित्र प्राप्त कर लिया , जिनकी विधियों का व्यापक रूप से रसायन विज्ञान और रासायनिक उद्योग के सभी क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। रसायन विज्ञान के व्यावहारिक अनुप्रयोग के क्षेत्रों में, इस तरह के विज्ञान और वैज्ञानिक विषयों जैसे रासायनिक प्रौद्योगिकी, इसकी कई शाखाओं के साथ, धातु विज्ञान, कृषि रसायन विज्ञान, चिकित्सा रसायन विज्ञान, फोरेंसिक रसायन विज्ञान, आदि का उदय हुआ।

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, रसायन विज्ञान रासायनिक तत्वों और उनके द्वारा बनने वाले पदार्थों के साथ-साथ इन परिवर्तनों को नियंत्रित करने वाले कानूनों पर विचार करता है। इन पहलुओं में से एक (अर्थात्, रासायनिक यौगिकसिलिकॉन और कार्बन पर आधारित) और इस पेपर में मेरे द्वारा विचार किया जाएगा।

अध्याय 1. सिलिकॉन और कार्बन - रासायनिक तत्व

1.1 कार्बन और सिलिकॉन का परिचय

कार्बन (सी) और सिलिकॉन (सी) आईवीए समूह के सदस्य हैं।

कार्बन बहुत सामान्य तत्व नहीं है। इसके बावजूद इसका महत्व बहुत बड़ा है। कार्बन पृथ्वी पर जीवन का आधार है। यह कार्बोनेट्स (Ca, Zn, Mg, Fe, आदि) का हिस्सा है जो प्रकृति में बहुत सामान्य हैं, वातावरण में CO 2 के रूप में मौजूद है, रूप में होता है प्राकृतिक कोयले(अनाकार ग्रेफाइट), तेल और प्राकृतिक गैस, साथ ही साधारण पदार्थ (हीरा, ग्रेफाइट)।

पृथ्वी की पपड़ी (ऑक्सीजन के बाद) में सिलिकॉन दूसरा सबसे प्रचुर तत्व है। यदि कार्बन जीवन का आधार है, तो सिलिकॉन आधार है पृथ्वी की पपड़ी. यह सिलिकेट्स (चित्र 4) और एल्युमिनोसिलिकेट्स, रेत की एक विशाल विविधता में पाया जाता है।

अनाकार सिलिकॉन एक भूरा पाउडर है। उत्तरार्द्ध क्रिस्टलीय अवस्था में ग्रे हार्ड, बल्कि भंगुर क्रिस्टल के रूप में प्राप्त करना आसान है। क्रिस्टलीय सिलिकॉन एक अर्धचालक है।

तालिका 1. कार्बन और सिलिकॉन पर सामान्य रासायनिक डेटा।

साधारण तापमान पर स्थिर कार्बन का संशोधन - ग्रेफाइट - एक अपारदर्शी, ग्रे चिकना द्रव्यमान है। हीरा - पृथ्वी पर सबसे कठोर पदार्थ - रंगहीन और पारदर्शी होता है। ग्रेफाइट और हीरे की क्रिस्टल संरचनाओं को चित्र 1 में दिखाया गया है।

चित्र 1. हीरे की संरचना (ए); ग्रेफाइट संरचना (बी)

कार्बन और सिलिकॉन के अपने विशिष्ट व्युत्पन्न हैं।

तालिका 2. कार्बन और सिलिकॉन का सबसे विशिष्ट व्युत्पन्न

1.2 सरल पदार्थों की तैयारी, रासायनिक गुण और उपयोग

कार्बन के साथ ऑक्साइड की कमी से सिलिकॉन प्राप्त होता है; कमी के बाद विशेष रूप से शुद्ध अवस्था में प्राप्त करने के लिए, पदार्थ को टेट्राक्लोराइड में स्थानांतरित किया जाता है और फिर से कम किया जाता है (हाइड्रोजन के साथ)। फिर इसे सिल्लियों में पिघलाया जाता है और जोन मेल्टिंग द्वारा सफाई के अधीन किया जाता है। धातु के एक पिंड को एक सिरे से गर्म किया जाता है ताकि उसमें पिघली हुई धातु का एक क्षेत्र बन जाए। जब ज़ोन पिंड के दूसरे छोर पर चला जाता है, तो ठोस की तुलना में पिघली हुई धातु में घुलने वाली अशुद्धता को हटा दिया जाता है, और इस प्रकार धातु शुद्ध हो जाती है।

कार्बन अक्रिय है, लेकिन बहुत अधिक तापमान पर (अनाकार अवस्था में) यह अधिकांश धातुओं के साथ परस्पर क्रिया करके बनता है ठोस समाधानया कार्बाइड (CaC 2, Fe 3 C, आदि), साथ ही साथ कई मेटलॉइड, उदाहरण के लिए:

2C + Ca \u003d CaC 2, C + 3Fe \u003d Fe 3 C,

सिलिकॉन अधिक प्रतिक्रियाशील है। यह पहले से ही सामान्य तापमान पर फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है: Si + 2F 2 \u003d SiF 4

ऑक्सीजन के लिए भी सिलिकॉन का बहुत उच्च संबंध है:

क्लोरीन और सल्फर के साथ अभिक्रिया लगभग 500 K पर होती है उच्च तापमानसिलिकॉन नाइट्रोजन और कार्बन के साथ परस्पर क्रिया करता है:

सिलिकॉन हाइड्रोजन के साथ सीधे संपर्क नहीं करता है। क्षार में सिलिकॉन घुल जाता है:

सी + 2नाओएच + एच 2 0 \u003d ना 2 सी0 3 + 2 एच 2।

हाइड्रोफ्लोरिक के अलावा अन्य एसिड इसे प्रभावित नहीं करते हैं। एचएफ के साथ एक प्रतिक्रिया होती है

सी+6एचएफ=एच 2 +2एच 2।

कार्बन सामग्री विभिन्न कोयले, तेल, प्राकृतिक (मुख्य रूप से CH4), साथ ही कृत्रिम रूप से प्राप्त गैसें - हमारे ग्रह का सबसे महत्वपूर्ण ईंधन आधार

मुक्त रूप में सिलिकॉन को 1811 में जे. गे-लुसाक और एल. टेनार्ड द्वारा धात्विक पोटेशियम के ऊपर सिलिकॉन फ्लोराइड के वाष्पों को पारित करके पृथक किया गया था, लेकिन उनके द्वारा इसे एक तत्व के रूप में वर्णित नहीं किया गया था। 1823 में स्वीडिश रसायनज्ञ जे. बर्जेलियस ने उच्च तापमान पर पोटेशियम धातु के साथ पोटेशियम नमक K 2 SiF 6 का इलाज करके प्राप्त सिलिकॉन का विवरण दिया। नए तत्व को "सिलिकॉन" (लैटिन सिलेक्स - चकमक पत्थर से) नाम दिया गया था। रूसी नाम "सिलिकॉन" 1834 में रूसी रसायनज्ञ जर्मन इवानोविच हेस द्वारा पेश किया गया था। अन्य ग्रीक से अनुवादित। कृम्नोज़- "चट्टान, पहाड़"।

प्रकृति में होना, प्राप्त करना:

प्रकृति में सिलिकॉन डाइऑक्साइड और सिलिकेट के रूप में पाया जाता है। अलग रचना. प्राकृतिक सिलिकॉन डाइऑक्साइड मुख्य रूप से क्वार्ट्ज के रूप में होता है, हालांकि अन्य खनिज मौजूद हैं - क्रिस्टोबलाइट, ट्राइडीमाइट, किटाइट, क्यूसाइट। अनाकार सिलिका समुद्र और महासागरों के तल पर डायटम जमा में पाया जाता है - ये जमा SiO 2 से बने थे, जो डायटम और कुछ सिलिअट्स का हिस्सा था।
मैग्नीशियम के साथ महीन सफेद रेत को शांत करके मुक्त सिलिकॉन प्राप्त किया जा सकता है, जो रासायनिक संरचनालगभग शुद्ध सिलिकॉन ऑक्साइड, SiO2 +2Mg=2MgO+Si है। औद्योगिक ग्रेड सिलिकॉन चाप भट्टियों में लगभग 1800 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर कोक के साथ SiO2 पिघल को कम करके प्राप्त किया जाता है। इस तरह से प्राप्त सिलिकॉन की शुद्धता 99.9% तक पहुंच सकती है (मुख्य अशुद्धियां कार्बन, धातु हैं)।

भौतिक गुण:

अनाकार सिलिकॉन में भूरे रंग के पाउडर का रूप होता है, जिसका घनत्व 2.0 ग्राम/सेमी 3 होता है। क्रिस्टलीय सिलिकॉन - एक गहरा भूरा, चमकदार क्रिस्टलीय पदार्थ, भंगुर और बहुत कठोर, हीरे की जाली में क्रिस्टलीकृत होता है। यह एक विशिष्ट अर्धचालक है (रबर-प्रकार के इन्सुलेटर से बेहतर बिजली का संचालन करता है, और कंडक्टर से भी बदतर - तांबा)। सिलिकॉन भंगुर होता है, केवल जब 800 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गरम किया जाता है तो यह प्लास्टिक बन जाता है। दिलचस्प है, सिलिकॉन पारदर्शी है अवरक्त विकिरण, 1.1 माइक्रोमीटर की तरंग दैर्ध्य से शुरू होता है।

रासायनिक गुण:

रासायनिक रूप से, सिलिकॉन निष्क्रिय है। कमरे के तापमान पर, यह वाष्पशील सिलिकॉन टेट्राफ्लोराइड SiF 4 बनाने के लिए केवल गैसीय फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है। जब 400-500 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म किया जाता है, तो सिलिकॉन डाइऑक्साइड बनाने के लिए ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है, और क्लोरीन, ब्रोमीन और आयोडीन के साथ आसानी से वाष्पशील टेट्राहैलाइड्स SiHal 4 बनाता है। लगभग 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, सिलिकॉन नाइट्रोजन के साथ नाइट्राइड सी 3 एन 4 बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है, बोरॉन - थर्मल और रासायनिक रूप से स्थिर बोराइड्स SiB 3, SiB 6 और SiB 12 के साथ। सिलिकॉन सीधे हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है।
सिलिकॉन नक़्क़ाशी के लिए, हाइड्रोफ्लोरिक और नाइट्रिक एसिड का मिश्रण सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
क्षार के प्रति दृष्टिकोण ...
सिलिकॉन +4 या -4 के ऑक्सीकरण अवस्था वाले यौगिकों की विशेषता है।

सबसे महत्वपूर्ण कनेक्शन:

सिलिकॉन डाइऑक्साइड, SiO2- (सिलिकिक एनहाइड्राइड)...
...
सिलिकिक अम्ल- कमजोर, अघुलनशील, जेल (जिलेटिनस पदार्थ) के रूप में एक सिलिकेट घोल में एसिड मिलाने से बनता है। H 4 SiO 4 (ऑर्थोसिलिकॉन) और H 2 SiO 3 (मेटासिलिकॉन, या सिलिकॉन) केवल घोल में मौजूद होते हैं और गर्म और सूखने पर अपरिवर्तनीय रूप से SiO 2 में बदल जाते हैं। परिणामी ठोस झरझरा उत्पाद - सिलिका जेल, की एक विकसित सतह होती है और इसका उपयोग गैस अधिशोषक, जलशुष्कक, उत्प्रेरक और उत्प्रेरक वाहक के रूप में किया जाता है।
सिलिकेट- नमक सिलिकिक अम्लअधिकांश भाग के लिए (सोडियम और पोटेशियम सिलिकेट को छोड़कर) पानी में अघुलनशील हैं। गुण....
हाइड्रोजन यौगिक- हाइड्रोकार्बन के अनुरूप, सिलानेस, यौगिक जिनमें सिलिकॉन परमाणु एक ही बंधन से जुड़े होते हैं, सिलनेसयदि सिलिकॉन परमाणु दोहरे बंधन में हैं। हाइड्रोकार्बन की तरह, ये यौगिक जंजीर और छल्ले बनाते हैं। सभी साइलेन स्वयं प्रज्वलित होते हैं, हवा के साथ विस्फोटक मिश्रण बनाते हैं, और पानी के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करते हैं।

आवेदन पत्र:

एल्युमिनियम, कॉपर और मैग्नीशियम को मजबूती देने के लिए और फेरोसिलिसाइड्स के उत्पादन के लिए, जो स्टील्स और सेमीकंडक्टर तकनीक के उत्पादन में महत्वपूर्ण हैं, सिलिकॉन मिश्र धातुओं के उत्पादन में सबसे बड़ा उपयोग करता है। सिलिकॉन क्रिस्टल का उपयोग किया जाता है सौर पेनल्सऔर अर्धचालक उपकरण - ट्रांजिस्टर और डायोड। सिलिकॉन तेल, स्नेहक, प्लास्टिक और सिंथेटिक रबड़ के रूप में प्राप्त ऑर्गोसिलिकॉन यौगिकों, या सिलोक्सेन के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में भी कार्य करता है। अकार्बनिक सिलिकॉन यौगिकों का उपयोग सिरेमिक और कांच प्रौद्योगिकी में एक इन्सुलेट सामग्री और पीज़ोक्रिस्टल के रूप में किया जाता है।

कुछ जीवों के लिए, सिलिकॉन एक महत्वपूर्ण बायोजेनिक तत्व है। यह पौधों में सहायक संरचनाओं और जानवरों में कंकाल संरचनाओं का हिस्सा है। बड़ी मात्रा में, सिलिकॉन समुद्री जीवों द्वारा केंद्रित होता है - डायटम, रेडिओलेरियन, स्पंज। बड़ी मात्रा में सिलिकॉन हॉर्सटेल और अनाज में केंद्रित होते हैं, मुख्य रूप से आम चावल सहित बांस और चावल उप-परिवारों में। मानव मांसपेशी ऊतक में (1-2) 10 -2% सिलिकॉन, हड्डी के ऊतक - 17 10 -4%, रक्त - 3.9 मिलीग्राम / एल होते हैं। भोजन के साथ, प्रति दिन 1 ग्राम तक सिलिकॉन मानव शरीर में प्रवेश करता है।

एंटोनोव एस.एम., टोमिलिन के.जी.
केएफ टूमेन स्टेट यूनिवर्सिटी, 571 समूह।

विकास जो पानी में घुली ऑक्सीजन को अवशोषित करते हैं, इसलिए, मछली और अन्य मर जाते हैं। इसके अलावा, अवायवीय (यानी O2 तक पहुंच के बिना) जीवों के अवशेषों के अपघटन से ऐसे पदार्थ बनते हैं जो जल निकायों को दलदल में बदल देते हैं।

नाइट्रेट्स की अधिकता विशेष रूप से खतरनाक है, क्योंकि। पौधों के साथ जो उन्हें अवशोषित कर लेते हैं, नाइट्रेट जीवित जीवों में प्रवेश करते हैं, जहां वे नाइट्राइट में बदल जाते हैं। उत्तरार्द्ध हीमोग्लोबिन को ऑक्सीजन ले जाने में असमर्थ बनाते हैं (इसलिए, यहां तक ​​​​कि मृत्यु भी संभव है), और कैंसर को भी भड़काती है।

कृषि उर्वरकों के रूप में उपयोग किए जाने के अलावा, फॉस्फेट का उपयोग तैयारी में भी किया जाता है डिटर्जेंटऔर पशु आहार में योजक के रूप में। बाद के मामले में, कैल्शियम फॉस्फेट के संश्लेषण के लिए, एसिड एच 3 पीओ 4 का उपयोग किया जाता है, जो शुद्ध फास्फोरस (पी 2 ओ 5 के जलयोजन के बाद) को जलाने से प्राप्त होता है, क्योंकि प्राकृतिक खनिजों में फ्लोरिडियन जैसे पशुधन के लिए हानिकारक अशुद्धियां होती हैं।

अध्याय 6. कार्बन और सिलिकॉन

6.1. सामान्य विशेषताएँ। प्रकृति में ढूँढना। रसीद

समूह IV पी-तत्वों में कार्बन, सिलिकॉन, जर्मेनियम, टिन और सीसा शामिल हैं। इसके अलावा, सी पृथ्वी पर एक काफी सामान्य तत्व है (0.14%), और सिलिकॉन (16.7%) ऑक्सीजन के बाद दूसरा स्थान लेता है। सिलिकॉन एनालॉग अतुलनीय रूप से कम हैं (उदाहरण -

लेकिन 10-4%)।

इस समूह के तत्वों के परमाणुओं में असम्बद्ध अवस्था में वैलेंस परत s2 p2 का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास होता है, और उत्तेजित होने पर s1 p3 होता है। परिणामस्वरूप, वे +2, +4, और -4 ऑक्सीकरण अवस्थाओं में यौगिक बनाते हैं। लेकिन सेंट पर केवल कार्बन पर्याप्त रूप से स्थिर है। -4 इसमें प्रकृति में होना - हाइड्रोकार्बन के रूप में (क्योंकि केवल इसमें अपेक्षाकृत है) उच्च मूल्यईओ 2.5 के बराबर है, और बाकी - 1.9 और नीचे)।

इसके अलावा, सी पृथ्वी पर साधारण पदार्थों के रूप में भी पाया जाता है (विशेषकर, कोयले की संरचना में25)। कार्बन एनालॉग्स के प्राकृतिक यौगिक - जटिल पदार्थ, उदाहरण के लिए: SnO2 (खनिज कैसिटराइट) और PbS (तथाकथित सीसा चमक)।

हम इस बात पर जोर देते हैं कि, हालांकि सी को (1797 में) कार्बन (कार्बन-असर) नाम दिया गया था, इसके मुख्य प्राकृतिक भंडार कोयले, एक्रोनेट्स (चूना पत्थर, संगमरमर, चाक, आदि) नहीं हैं।

पृथ्वी पर सिलिकॉन का प्रतिनिधित्व ऑक्सीजन यौगिकों द्वारा किया जाता है, जो पृथ्वी की पपड़ी का 58.3% हिस्सा बनाते हैं। ये सिलिका SiO2 (रेत, क्वार्ट्ज26, पुखराज, नीलम), सिलिकेट्स (एस्बेस्टस MgSiO3, अभ्रक, फेल्डस्पार, आदि) हैं। साथ ही ग्रेनाइट, syenites27, यानी। रेत, अभ्रक और फेल्डस्पार का प्रकृति-संपीड़ित मिश्रण। ट्रेस तत्व के रूप में सिलिकॉन भी पाया जाता है मानव शरीरऔर एक महत्वपूर्ण जैविक भूमिका निभाता है, और व्यक्ति जितना बड़ा होता है, उसमें उतना ही कम सी होता है।

उद्योग में तकनीकी (अर्थात अपेक्षाकृत गंदा) सिलिकॉन प्राकृतिक ऑक्साइड से प्राप्त किया जाता है कार्बोथर्मली, साथ ही इसके एनालॉग्स, लेकिन PbS को पहले फायरिंग द्वारा PbO में परिवर्तित किया जाता है।

6.2. सरल पदार्थों की संरचना और भौतिक गुण

कार्बन की विशेषताएं. सभी साधारण पदार्थ C कार्बन परमाणुओं द्वारा sp3 उत्तेजित अवस्था में बनते हैं, और चूँकि परमाणु त्रिज्या C भी काफी छोटा है, इसलिए C-C आबंध

सबसे टिकाऊ प्रतीत होता है।

इसके अलावा, कार्बन परमाणु एन की तुलना में अतिव्यापी होने की संभावना कम है (बड़े त्रिज्या सी के कारण)। इसलिए, C2 कण, हालांकि वे मौजूद हैं, N2 के विपरीत, अस्थिर हैं। इसके विपरीत, बहुत

अधिक तक स्थिर होमोन्यूक्लियर पॉलिमर, जिसमें कार्बन परमाणु

प्रत्येक में चार-बंध होते हैं। यह एक साधारण हीरा पदार्थ है, और कई कार्बनिक यौगिक हैं।

25 एन्थ्रेसाइट में कार्बन सामग्री 96%, भूरे कोयले में - 72% और सूखी लकड़ी में होती है

नीला - 50%।

26 रॉक क्रिस्टल भी क्वार्ट्ज से संबंधित है - इसके कुछ प्राकृतिक क्रिस्टल का आकार 2 मीटर तक पहुंच जाता है।

27 प्रसिद्ध क्रास्नोयार्स्क स्तंभ सीनाइट से बने हैं।

हालांकि, सी परमाणु भी आपस में काफी प्रभावी-ओवरलैपिंग बना सकते हैं, और कार्बन परमाणुओं के बीच बांड (सीसी) की बहुलता के आधार पर, सी के कई एलोट्रोपिक रूपों को प्रतिष्ठित किया जाता है: हीरा (सीसी = 1), ग्रेफाइट (सीसी। = 1.3) ), कार्बाइन (c.s. = 2), आदि। आइए उन पर अधिक विस्तार से विचार करें।

कारबिन। इस साधारण कार्बन पदार्थ में प्लास्टिक सल्फर की तरह एक रेशेदार संरचना होती है, लेकिन इसके तंतु ज़िगज़ैग, रैखिक नहीं होते हैं।

इनका आकार समान होता है - sha के बीच मध्यवर्ती-

रम और डम्बल। (चित्र 7, a और 8 में, GOs में से एक को स्पष्टता के लिए एक मोटी रेखा के साथ खींचा गया है)। एस-ऑर्बिटल्स और के मिश्रण की यह प्रक्रिया

एक p-कक्षक को sp-संकरण कहते हैं।

चावल। 7. कक्षकों का संकरण: a) spb) sp2 c) sp3

चूँकि GOs का आकार असममित होता है, वे अन्य परमाणुओं के कक्षकों के साथ अधिक हद तक ओवरलैप करते हैं (जब उनके साथ -बंध बनाते हैं, जैसा कि चित्र 8 में दिखाया गया है), और इसलिए बनते हैं

ज़ुयुत अधिक टिकाऊXC।

हम इस बात पर बल देते हैं कि sp संकरण के दौरान दो आबंधों के अक्षों के बीच का कोण 180° होता है, क्योंकि संकर कक्षक, उन पर स्थित इलेक्ट्रॉनों के ऋणात्मक आवेश के कारण परस्पर एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं -

सिया, यानी प्रवृत्त अधिकतम दूरीएक दूसरे से। परिणामस्वरूप, तीन परमाणुओं का एक टुकड़ा रैखिक हो जाता है (चित्र 8)। और चूंकि कार्बाइन में जंजीरों में सभी कार्बन परमाणु, प्रत्येक में दो बंध बनाते हैं, उनके कक्षकों का sp-संकरण होता है, ये श्रृंखलाएं भी रैखिक होती हैं। इसके अलावा, कार्बाइन में प्रत्येक सी परमाणु के 2pz और 2py ऑर्बिटल्स -ओवरलैपिंग में भाग लेते हैं, श्रृंखला में डबल (या ट्रिपल) बॉन्ड देते हैं:

सी सी सी (सी सी सी)।

ग्रेफाइट। ग्रेफाइट में, सभी कार्बन परमाणु s-, px- और pz-ऑर्बिटल्स (चित्र 7b) का उपयोग करके तीन पड़ोसी Cs के साथ 3-बंध बनाते हैं। इसका अर्थ है कि हमारे पास sp2 संकरण है, जिसमें बंध अक्षों के बीच के कोण 120° प्रत्येक हैं। इस प्रकार, चार परमाणुओं का एक टुकड़ा है समतल त्रिभुज(अंजीर देखें। 9)। त्रिकोणीय टुकड़े, एक दूसरे के साथ मिलकर, एक सपाट परत देते हैं, जो षट्भुज से बना होता है, जिसमें कोण बिल्कुल 120 ° होते हैं।

तो, ग्रेफाइट जाली परतों से निर्मित होती है। वे एमएमएस की मदद से आपस में जुड़े हुए हैं। और ग्रेफाइट के प्रत्येक C परमाणु का चौथा कक्षक (py-) इसकी परत के सभी परमाणुओं के साथ एक सामान्य अतिव्यापन में भाग लेता है। यह टोटल-ओवरलैपिंग पाइ-इलेक्ट्रॉनों को धातुओं की तरह लगभग समान गतिशीलता प्रदान करता है। नतीजतन, ग्रेफाइट का रंग ग्रे होता है, जैसे कई एम, और करंट का संचालन करता है (लेकिन केवल परतों के साथ, और उनके लंबवत नहीं)।

सामान्य तौर पर, ग्रेफाइट जाली मजबूत होती है, जिसके कारण यह गर्मी प्रतिरोधी (mp। 3800 ° C) होती है, इसलिए दुर्दम्य उत्पाद, जैसे क्रूसिबल, इससे बनाए जाते हैं। लेकिन चूंकि परतों के बीच एमएमसी परत में सीएस की तुलना में बहुत कमजोर है, इसलिए ग्रेफाइट को आसानी से छीलना संभव है। खासतौर पर जब वह कागज को दबाता है तो उस पर उसका ग्रे निशान बना रहता है। इसलिए, ग्रेफाइट (जर्मन में इसका नाम का अर्थ है

चाय "लेखन") का उपयोग पेंसिल के निर्माण के लिए किया जाता है, साथ ही प्रौद्योगिकी में रगड़ भागों के बीच एक ठोस स्नेहक के रूप में उपयोग किया जाता है।

ध्यान दें कि कई सरल कनेक्शनसी (कोक, कालिख, कोयले का मूल पदार्थ, आदि) हैं महीन-क्रिस्टलीयग्रेफाइट की किस्में।

अपेक्षाकृत हाल ही में, नए सरल पदार्थ C प्राप्त हुए हैं:

ट्यूबलर कार्बन(इसके अणु ट्यूब की तरह दिखते हैं), फुलरीन

(उदाहरण के लिए, "गेंदों" C60 या C70 से मिलकर), आदि। और ये सभी त्रिभुजों से ग्रेफाइट की तरह निर्मित होते हैं, लेकिन समतल नहीं, क्योंकि उनमें C परमाणुओं में केवल लगभग sp2 ऑर्बिटल्स का संकरण होता है।

हीरा। कार्बन का सबसे सुंदर रूप हीरा है (एक पारदर्शी पदार्थ जो प्रकाश किरणों को दृढ़ता से अपवर्तित करता है)। इसमें, प्रत्येक कार्बन परमाणु के सभी चार सी ऑर्बिटल्स (एस- और तीन पी-) भाग लेते हैं - चार पड़ोसी सी परमाणुओं द्वारा ओवरलैप करते हैं। इसका मतलब है कि हमारे पास एसपी 3 संकरण (चित्र 7 सी) है, जिस पर बांड के बीच के कोण हैं 109 0, और इस तरह से बंधे पांच कार्बन परमाणु एक टेट्राहेड्रोन बनाते हैं, अर्थात। थोक रूप।

इस तथ्य के परिणामस्वरूप कि हीरे में प्रत्येक सी परमाणु (सतह वाले को छोड़कर) में चार-बंध होते हैं, टेट्राहेड्रा एक दूसरे से केवल रासायनिक बंधनों से जुड़े होते हैं, और इसलिए, फॉर्म स्थिर समन्वयजाली और चूंकि -सी-सी बांड जितना संभव हो उतना मजबूत(अधिक दृढ़ता से, हम केवल H2 अणु में याद करते हैं), फिर, परिणामस्वरूप, हीरा है सबसे कठोर पदार्थपृथ्वी पर जाना जाता है (अरबी में इसका नाम "सबसे कठिन" है)।

इतनी उच्च कठोरता के कारण, उद्योग में हीरे के उपयोग से उपकरण की शक्ति 2-3 गुना बढ़ जाती है, साथ ही इसकी सेवा जीवन भी बढ़ जाता है। हीरे का उपयोग कांच काटने, कठोर सामग्री पीसने, चट्टानों की ड्रिलिंग आदि के लिए किया जाता है। इसके अलावा, उपयोग किए गए नमूनों में से लगभग आधे कृत्रिम रूप से ग्रेफाइट से प्राप्त किए जाते हैं।

हीरे को संश्लेषित करने के तरीकों में से एक अत्यधिक गर्म ग्रेफाइट पर अल्ट्राहाई दबाव की क्रिया है, जो ग्रेफाइट की परतों को एक साथ लाता है ताकि उनके बीच -बॉन्ड बन जाएं (पी-ऑर्बिटल्स को ओवरलैप करके)।

इस मामले में, sp2 -संकरण sp3 में बदल जाता है -, जिसका अर्थ है कि स्तरित जाली को बदल दिया जाता है समन्वय(परिणामस्वरूप, चालकता और "धुंधला" गुण गायब हो जाते हैं), अर्थात। हीरा बनता है। कठोरता के संदर्भ में, यह असली जैसा है, लेकिन बाहरी रूप से आकर्षक नहीं है (ग्रेफाइट के मिश्रण के कारण)। इसलिए गहनों के लिए केवल प्राकृतिक हीरे ही उपयुक्त होते हैं। उनमें से सबसे बड़े का वजन 600 ग्राम है।

कार्बन और सिलिकॉन हैं रासायनिक तत्वआवधिक प्रणाली के IVA-समूह। वे क्रमशः 2 और 3 अवधियों में हैं। कार्बन और सिलिकॉन कार्बन और सिलिकॉन IVA समूह के रासायनिक तत्व हैं
आवधिक प्रणाली। वे क्रमशः 2 और 3 अवधियों में हैं।
कार्बन और सिलिकॉन अधातु तत्व हैं।

कार्बन के बाहरी ऊर्जा स्तर में 4 इलेक्ट्रॉन होते हैं - 2s22p2, जैसे सिलिकॉन - 3s23p2।

परिणामस्वरूप, अन्य तत्वों के साथ यौगिकों में
कार्बन और सिलिकॉन परमाणु अक्सर डिग्री प्रदर्शित करते हैं
ऑक्सीकरण -4, +2, +4। एक साधारण पदार्थ में, ऑक्सीकरण अवस्था
तत्व 0 है।

डिस्कवरी इतिहास

सी
1791 में, अंग्रेजी रसायनज्ञ टेनेंटी
पहले मुक्त कार्बन प्राप्त किया; वह
कैलक्लाइंड पर फॉस्फोरस वाष्प पारित किया
चाक, जिसके परिणामस्वरूप गठन
कैल्शियम फॉस्फेट और कार्बन। वह हीरा
गर्म होने पर जल जाता है
शेष लंबे समय से जाना जाता है। 1751 में वापस
जर्मन सम्राट फ्रांज प्रथम ने सहमति व्यक्त की
प्रयोगों के लिए एक हीरा और एक माणिक दें
जलना, जिसके बाद ये प्रयोग भी
प्रचलन में आया। यह पता चला कि यह केवल जलता है
हीरा, और माणिक (एल्यूमिना के साथ
क्रोमियम अशुद्धता) बिना रुके
लंबे समय तक गर्म करने में नुकसान
आग लगाने वाले लेंस का फोकस। ळवोइसिएर
के साथ एक नया हीरा जलाने का अनुभव सेट करें
एक बड़ी आग लगाने वाली मशीन का उपयोग करना
और इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि हीरा प्रतिनिधित्व करता है
क्रिस्टलीय कार्बन है। दूसरा
कार्बन का आवंटन - ग्रेफाइट - in
रसायन काल माना जाता था
संशोधित लीड चमक और
प्लंबैगो कहा जाता था; केवल 1740 पोट्ट में
ग्रेफाइट में किसी भी सीसा अशुद्धता की अनुपस्थिति की खोज की।
सी
यह अपने शुद्ध रूप में पहली बार था
1811 में अलग
फ्रांसीसी वैज्ञानिक
जोसेफ लुई गे-लुसाक और
लुई जैक्स टेनार्ड।

नाम की उत्पत्ति

सी
पर प्रारंभिक XIXरूसी में सदी
रासायनिक साहित्य कभी-कभी
"कार्बोहाइड्रेट" शब्द का इस्तेमाल किया
(शेरर, 1807; सेवरगिन, 1815); साथ
1824 सोलोविओव ने नाम पेश किया
"कार्बन"। कार्बन यौगिक
नाम में कार्ब (वह) का एक हिस्सा है
- अक्षांश से। कार्बō (जेन। एन। कार्बोनिस)
"कोयला"।
सी
1825 में, स्वीडिश रसायनज्ञ जोंसो
कार्रवाई में जैकब बर्ज़ेलियस
धातु पोटेशियम
सिलिकॉन फ्लोराइड SiF4 प्राप्त हुआ
शुद्ध मौलिक सिलिकॉन।
नया तत्व दिया गया
नाम "सिलिकॉन" (अक्षांश से। सिलेक्स
- चकमक)। रूसी नाम
1834 में पेश किया गया "सिलिकॉन"
रूसी रसायनज्ञ जर्मन
इवानोविच हेस। अनुवादित c
अन्य यूनानी μνός - "चट्टान, पहाड़"।

सरल पदार्थ कार्बन और सिलिकॉन के भौतिक गुण।

कार्बन
बहुत से एलोट्रोपिक संशोधनों में मौजूद है
विभिन्न भौतिक गुण। संशोधनों की विविधता
विभिन्न प्रकार के रासायनिक बंध बनाने की कार्बन की क्षमता के कारण
प्रकार।
कार्बन के निम्नलिखित अलोट्रोपिक संशोधन ज्ञात हैं: ग्रेफाइट, हीरा, कार्बाइन
और फुलरीन।
एक हीरा
बी) ग्रेफाइट
ग) लोंसडेलाइट
d) फुलरीन - बकीबॉल C60
ई) फुलरीन C540
च) फुलरीन C70
छ) अनाकार कार्बन
ज) कार्बन नैनोट्यूब

हीरा एक रंगहीन (कभी-कभी पीला, भूरा, हरा, काला, नीला, लाल) पारदर्शी पदार्थ होता है, जो अत्यधिक अपवर्तक होता है।

हीरा - रंगहीन (कभी-कभी पीला, भूरा, हरा, काला, नीला, लाल)
एक पारदर्शी पदार्थ जो प्रकाश की किरणों को बहुत मजबूती से अपवर्तित करता है।
यह कठोरता में सभी ज्ञात प्राकृतिक पदार्थों से आगे निकल जाता है। लेकिन यह नाजुक है।
रासायनिक रूप से निष्क्रिय, गर्मी और बिजली का कुचालक।
घनत्व 3.5 ग्राम/सेमी3.
हीरे की संरचना में प्रत्येक कार्बन परमाणु चतुष्फलक के केंद्र में, शीर्षों के साथ स्थित होता है
चार निकटतम परमाणुओं द्वारा सेवा की। यह कार्बन परमाणुओं का मजबूत बंधन है जो बताता है
हीरे की उच्च कठोरता।
ग्रेफाइट सबसे आम रूप है।
यह एक धातु चमक के साथ एक बहुत ही नरम काला पदार्थ है और अच्छी तरह से संचालित होता है।
विद्युत प्रवाह और गर्मी। स्पर्श करने के लिए चिकना, जब रगड़ा जाता है, तो यह अलग हो जाता है
तराजू।
टीमेल्ट = 3750 डिग्री सेल्सियस (10 एमपीए के दबाव में पिघलता है, सामान्य दबाव में उर्ध्वपातित होता है)।
घनत्व 2.22 ग्राम/सेमी3.
ग्रेफाइट की संरचना ग्रिड की समानांतर परतों से बनी होती है जिसमें
शीर्ष पर कार्बन परमाणुओं के साथ षट्भुज। प्रत्येक व्यक्तिगत परत में परमाणु
दृढ़ता से बंधे होते हैं, और परतों के बीच का बंधन कमजोर होता है।

कार्बन कार्बन का सिंथेटिक संशोधन है। काला महीन क्रिस्टलीय पाउडर। घनत्व 1.9-2 ग्राम/सेमी3। अर्धचालक।

फुलरीन गोलाकार अणु होते हैं जो एक दूसरे से जुड़े कार्बन परमाणुओं के पेंटागन और हेक्सागोन द्वारा बनते हैं। वीएन

फुलरीन गोलाकार अणु होते हैं
कार्बन परमाणुओं के पेंटागन और हेक्सागोन्स द्वारा निर्मित,
आपस में जुड़ा हुआ। अणु अंदर से खोखले हैं। पर
आज तक, रचना C60, C70, आदि के फुलरीन प्राप्त किए गए हैं।

10. सिलिकॉन। क्रिस्टलीय सिलिकॉन एक धात्विक चमक के साथ एक गहरे भूरे रंग का पदार्थ है, इसमें एक घन हीरे की संरचना होती है, लेकिन यह महत्वपूर्ण है

सिलिकॉन।
क्रिस्टलीय सिलिकॉन एक गहरे भूरे रंग का पदार्थ है जिसमें धात्विक होता है
दीप्ति, हीरे की एक घन संरचना है, लेकिन के संदर्भ में इससे काफी नीच है
कठोरता, बल्कि भंगुर। गलनांक 1415 डिग्री सेल्सियस, तापमान
क्वथनांक 2680 डिग्री सेल्सियस, घनत्व 2.33 ग्राम/सेमी 3। अर्धचालक है
गुण, बढ़ते तापमान के साथ इसका प्रतिरोध कम हो जाता है।
अनाकार सिलिकॉन एक भूरे रंग का पाउडर है जो अत्यधिक अव्यवस्थित . पर आधारित है
हीरे जैसी संरचना। से अधिक प्रतिक्रियाशील
क्रिस्टलीय सिलिकॉन।

11. रासायनिक गुण

से
अधातुओं के साथ परस्पर क्रिया
सी + 2 एस = सीएस 2। सी + ओ 2 = सीओ 2, सी + 2 एफ 2 = सीएफ 4। सी + 2 एच 2 = सीएच 4।
नाइट्रोजन और फास्फोरस के साथ बातचीत नहीं करता है।
धातुओं के साथ बातचीत
कार्बाइड बनाने वाली धातुओं के साथ बातचीत करने में सक्षम:
सीए + 2 सी = सीएसी 2।
पानी के साथ बातचीत
सी + एच 2 ओ = सीओ + एच 2।
कार्बन कई धातुओं को अपने से अपचयित करने में सक्षम है
ऑक्साइड:
2ZnO + C = 2Zn + CO2।
गर्म होने पर सांद्र सल्फ्यूरिक और नाइट्रिक एसिड
कार्बन को कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) में ऑक्सीकृत करें:
सी + 2H2SO4 = CO2 + 2SO2 + 2H2O;

12.

सी
अधातुओं के साथ परस्पर क्रिया
सी + 2F2 = SiF4। सी + 2Cl2 = SiCl4। सी + ओ 2 = सीओओ 2।
सी + सी = सीआईसी सी + 3 बी = बी 3 सी। 3Si + 2N2 = Si3N4।
हाइड्रोजन के साथ बातचीत नहीं करता है।
हाइड्रोजन हैलाइड के साथ परस्पर क्रिया
सी + 4HF = SiF4 + 2H2,
धातुओं के साथ बातचीत
2Ca + Si = Ca2Si।
एसिड के साथ बातचीत
3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2 + 4NO + 8H2O।
क्षार के साथ बातचीत
सी + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + H2।

13. प्रकृति में पाया जाने वाला कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में कार्बन वायुमंडल में प्रवेश करता है (मात्रा के अनुसार 0.03%)। कोयला, पीट, तेल और प्राकृतिक गैस - उत्पाद

प्रकृति में होना
कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में, कार्बन वायुमंडल में प्रवेश करता है (0.03% by .)
मात्रा)।
कोयला, पीट, तेल और प्राकृतिक गैस- अपघटन उत्पाद
प्राचीन काल की पृथ्वी की वनस्पतियाँ।

14.

प्राकृतिक अकार्बनिक यौगिक
कार्बन - कार्बोनेट। खनिज कैल्साइट
CaCO3 तलछटी का आधार है
चट्टानें - चूना पत्थर। अन्य
कैल्शियम कार्बोनेट संशोधन
संगमरमर और चाक के रूप में जाना जाता है

15. प्रकृति में सिलिकॉन

यह व्यापक रूप से सिलिका SiO2 और विभिन्न के रूप में वितरित किया जाता है
सिलिकेट।
उदाहरण के लिए, ग्रेनाइट में 60% से अधिक सिलिका होता है, जबकि क्रिस्टलीय
क्वार्ट्ज सबसे शुद्ध है प्राकृतिक यौगिकसिलिकॉन के साथ
ऑक्सीजन।
{
बिछुआ के पत्ते शुद्ध ऑक्साइड से बने काँटेदार बालों से ढके होते हैं।
सिलिकॉन (IV), जो 1-2 मिमी लंबे खोखले ट्यूब होते हैं।
नलिकाएं फॉर्मिक एसिड युक्त तरल से भरी होती हैं।

16. कार्बन का अनुप्रयोग

पेंसिल उद्योग में ग्रेफाइट का उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग में भी किया जाता है
विशेष रूप से उच्च या निम्न तापमान पर स्नेहक के रूप में।
हीरा, अपनी असाधारण कठोरता के कारण, एक अपरिहार्य अपघर्षक पदार्थ है।
ड्रिल के ग्राइंडिंग नोजल में डायमंड कोटिंग होती है। अलावा,
कटे हुए हीरे - हीरे का उपयोग के रूप में किया जाता है कीमती पत्थरमें
जेवर। उनकी दुर्लभता, उच्च सजावटी गुणों और . के कारण
ऐतिहासिक परिस्थितियों का संयोग, हीरा निरपवाद रूप से सबसे अधिक
एक महंगा रत्न।
{
विभिन्न यौगिकों का व्यापक रूप से औषध विज्ञान और चिकित्सा में उपयोग किया जाता है।
कार्बन - कार्बोनिक एसिड और कार्बोक्जिलिक एसिड के डेरिवेटिव।
कार्बोलीन (सक्रिय लकड़ी का कोयला), से अवशोषण और उन्मूलन के लिए प्रयोग किया जाता है
विभिन्न विषाक्त पदार्थों का शरीर।

17. सिलिकॉन का अनुप्रयोग

सिलिकॉन अर्धचालक में आवेदन पाता है
धातु विज्ञान में प्रौद्योगिकी और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक के रूप में
स्टील्स और मिश्र धातुओं के उत्पादन में योजक।
सिलिकॉन यौगिक उत्पादन के आधार के रूप में कार्य करते हैं
कांच और सीमेंट। कांच और सीमेंट उत्पादन
सिलिकेट उद्योग में लगे हुए हैं। वह भी
सिलिकेट सिरेमिक का उत्पादन करता है - ईंट, चीनी मिट्टी के बरतन,
उनसे फ़ाइनेस और उत्पाद।
सिलिकेट गोंद व्यापक रूप से जाना जाता है, जिसका उपयोग किया जाता है
एक desiccant के रूप में निर्माण, और आतिशबाज़ी बनाने की विद्या में और रोजमर्रा की जिंदगी में
बॉन्डिंग पेपर के लिए।