العلومالعناصر الكيميائية

عنصر السيليكون

اقرأ في هذا المقال
  • ماهو السيليكون؟
  • استخدامات السيليكون.
  • خصائص السيليكون.
  • نظائر السيليكون.

ماهو السيليكون؟

من العناصر الكيميائيّة المُهمة، له رمزٌ كيميائيٌ خاصٌ به”Si”، عدده الذريّ يساوي”14″، تم تصنيفه ضمن أشباه الفلزات، إضافةً إلى كونه من العناصر رباعيّة التكافؤ، يقع في الجدول الدوريّ ضمن المجموعة الرابعة عشر والدورة الثالثة.

يُعتبر السيليكون أقل نشاطاً من الكربون، ولكنَّه أكثر نشاطاً من الجرمانيوم، هذا وقد يحتل السيليكون المرتبة الثامنة من ناحية وفرته في الكون، ولكنّه من الصعب أن يتم العثور عليه نقيّاً في الطبيعة؛ وذلك نظراً لاختلاطه مع الرمال والغبار، أمّا عن نسبة تواجده في القشرة الأرضية فقد تصل لحوالي”90%”، الأمر الذي يجعله ثاني أكثر العناصر وفرةً.

يُعتبر السيليكون من العناصر الأساسيّة والضروريّة لجميع الأحياء خاصَّةً الإنسان والنبات، أمّا الحيوانات فقد تحتاج لكميّات قليلة منه فمثلاً تحتاج الاسفنجيّات وبعض من الكائنات الدقيقة إلى نسبة محدَّدة من السيليكون حتى تقوم بصنع بنيتها وتركيبها.

تُشير معادن السيليكات إلى مجموعة من المعادن المُتعددة التي تحتوي على السيليكون والأكسجين إلى جانب عدد من المعادن المُتفاعلة، حيث يمتاز كل من الأكسجين والسيليكون بقدرتهم العالية على الإنجذاب باتجاه بعضهما البعض، حتى يتم تكوين مجموعة من المركبات التي لها القدرة المُنخفضة على التطاير.

هذا وقد يتواجد السيليكون في عدد من المعادن المُكوّنة بشكل مُحدد من ثاني أكسيد الكربون والتي تظهر في أشكال بلوريّة مُختلفة ومن هذه الأشكال المرو والعقيق والجمشت إلى جانب وجود كل من الصوان واليشم والأوبال.

يمكن القول بأنّ السيلكا عبارة عن شبكة ذات هياكل صلبة تتألف بشكلٍ رئيسيّ من الأكسجين والسيليكون، حيث تظهر هذه الشبكة على شكل بلورات ذات الأبعاد الثلاثيّة كالألماس.

يعمل عنصر السليكون على تكوين مجموعة من المركبات الثانوية، حيث أنّه قادر على تكوين مكونات ثانوية تسمَّى السيليسيدات حيث يرتبط هذا المركب مع العديد من الفلزات التي تمتلك مجموعة من الخصائص التي تُميُّزها عن المركبات التي تتفاعل معها، كما أنّ هناك مركبات أخرى يعمل السليليكون على تكوينها كمركب كبريد السيليكون ومركب هيدريدات السيليكون.

تقوم النباتات بشكل خاص في استخدام عنصر السيليكون وذلك لقدرته على تقوية جدران الخلايا الخاصّة بها، إضافةً إلى أنّ وجود هذا العنصر في النبات يزيد من قدرتها على مقاومة الظروف الخارجيّة والمرض.

وبشكلٍ عام فإنّ سطح السيليكون يقوم بعكس كميّات كبيرة من الضوء الساقط عليه، ولكن ومع تطور العلم والوسائل تم اكتشاف نوع جديد من السيليكون يظهر باللون الأسود حيث يعمل هذا النوع على امتصاص الضوء السّاقط عليه بطرق مُختلفة دون أن يعكسها؛ الأمر الذي يجعله في النهاية مُهماً للخلايا الشمسيّة بحيث يُصبح قادراً على امتصاص الأشعة تحت الحمراء.

استخدامات السيليكون:

  • يتم استخدامه بشكل كبير في معالجة العديد من المركبات الموجودة في الطبيعة.
  • يدخل في عمليّات البناء الصناعي لكل من الصلصال والرمال والصخور.
  • يتم استخدامه في أعمال الخِزف والجص والفخار والقرميد.
  • يُستخدم السيليكون في عمليّات الاسمنت البورتلاندي والملاط.
  • يتم خلطه مع الحصى لاستخدامه في صناعة الخرسانة.
  • يتم استخدامه في البورسلان وفي زجاج الجير الصودي.
  • يدخل السيليكون الحر في تنقيّة الصلب والألمنيوم إضافةً إلى استخدامه في الصناعات الكيميائيّة الدقيقة.
  • يتم استخدام أجزاء من السيليكون النقي في صناعة الإلكترونيات وبالأخص شبه الموصلات، حيث يُعتبر الأساس في صناعة الحواسيب والهواتف النقالة.
  • يُستخدم مطاط السيليكون لمنع تسرُّب الماء في الحمامات وحول النوافذ والأنابيب.
  • يدخل السيليكون في صناعة السيارات وبعض من مكوناتها.
  • يتم استخدامه لمنع وإزالة أكسدة الفولاذ.
  • يتم استخدام السليكون بشكلً كبير في صناعة العديد من أدوات المطبخ خاصَِّةً استخدامه في صناعة قفازات الفرن.
  • من الممكن أن يتم استخدام زيت السيليكون في صناعة بعض من مُستحضرات التجميل.
  • يتم استخدام بعض من مركبات السيليكون في صناعة شاشات الدخان.

خصائص السيليكون:

  • يمتاز السيليكون بصلابته العالية.
  • له درجة غليان وانصهار خاصّة به.
  • يمتاز بكثافته العالية عند وجوده في الحالة السائلة.
  • في حال تجمُّده فإنّه يتمدّد على عكس العناصر الأخرى التي تنكمش عند تجمدها.
  • يمتاز بقدرته العالية نسبيّاً على نقل الحرارة، ممّا يجعله من العناصر الموصلة بشكل جيد للحرارة.
  • يمتاز بلونه البرونزيّ وبريقه المعدنيّ.
  • يُعدّ السيليكون هشّاً للغاية ممّا يجعله أكثر عرضةً للتقطيع.
  • له نظام بلوريّ مكعب الشكل وماسي.
  • يحتوي في مداره الأخير على أربع إلكترونات تكافؤ.
  • من العناصر شبه الموصلة.
  • قادر على تكوين مجموعة من الروابط الكيميائيّة.

نظائر السيليكون:

يتكوّن السيليكون بشكل رئيسيّ من ثلاثة نظائر مُستقرة وهي سيليكون”28،29،30″، حيث يُعتبر النظير”28″ من أكثر النظائر وفرةً وانتشاراً في الطبيعة، أمّا عن النظير”29″ فقد يتم استخدامه في عمليّات الرنين النوويّ المغناطيسيّ إلى جانب استخدامه في عمليّات الرنين الإلكترونيّ المغناطيسيّ.

إلى جانب النظائر المُستقرَّة فإنّ السيليكون يحتوي على مجموعة كبيرة من النظائر المُشعَّة والتي قد يصل عددها إلى مايقارب”12″ نظيراً مُشعاً، حيث أنّ أكثر هذه النظائر استقراراً هو النظير”32″ والذي يمتاز بعمر النصف العالي، في حين يكون عمر النصف للنظير”31″ مايقارب”150″ دقيقة.

المصدر
The Element SiliconFacts About SiliconSiliconSilicon (Si) Semiconductors

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى