Silic là gì? Tất tần tật những điều cần biết về Silic

Mọi thứ bạn cần biết về Silicon

1.Silic là gì?

Silicon, ký hiệu Si, là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn. Đây là nguyên tố phổ biến, chỉ đứng sau oxy trong vỏ trái đất (oxy chiếm 25,8% vỏ trái đất). Dấu hiệu nhận biết của Silicon là nó là một nguyên tố rất cứng, có màu xám đen, ánh xanh kim loại và là một kim loại có hóa trị +4.

Trong bảng tuần hoàn, Silicon (Si) có số nguyên tử 14, khối lượng nguyên tử 23, số hiệu nguyên tử Z=14, thuộc ô số 14, nhóm IVA, chu kỳ 3.

Không chỉ vậy, Silicon còn tồn tại trong cơ thể động vật và thực vật, đóng vai trò tích cực trong hệ vi sinh vật. Đồng thời, Si còn tồn tại ở dạng hợp chất, chủ yếu là cát (SiO2), các khoáng vật silicat và aluminosilicate như: Kaolin (Al2O3.2SiO2.2H2O), Secpentin (3MgO.2SiO2.2H2O), v.v….

2. Tính chất vật lý và hóa học

Đầu tiên, hãy cùng Đông Á tìm hiểu về tính chất lý hóa nổi bật của nguyên tố Silicon.

2.1.Tính chất vật lý

Theo tính chất vật lý, silicon tồn tại ở hai dạng chính là silicon vô định hình và silicon tinh thể.

– Silicon vô định hình: tồn tại dưới dạng bột màu nâu, tan trong kim loại nóng chảy và không tan trong nước.

Tài liệu quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau

Silicon vô định hình có tính chất vật lý rất đa dạng, từ tính chất bán dẫn, khả năng chống ăn mòn, khả năng chống chịu môi trường xung quanh cho đến khả năng chống ăn mòn. Vì vậy, Si đã trở thành vật liệu quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau và có tiềm năng rất lớn trong tương lai.

– Silicon tinh thể: thường có màu xám, kim loại, bán dẫn do có cấu trúc giống kim cương.

Silicon tinh thể nóng chảy ở nhiệt độ 1420 độ C. Khi ở nhiệt độ thường, silicon sẽ có độ dẫn điện thấp. Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng thì độ dẫn điện cũng tăng.

Silicon tinh thể thường có màu xám, kim loại và bán dẫn

Ngoài đặc tính bán dẫn, silicon tinh thể còn có khả năng chống ăn mòn, chống ăn mòn, chống lại môi trường xung quanh, chống trầy xước và chống ăn mòn. Vì vậy, silicon tinh thể được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như sản xuất thiết bị điện, sản xuất thiết bị y tế, công nghệ điện tử.

2.2.Tính chất hóa học

Silic là nguyên tố vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử. Với số oxi hóa -4,0,+2,+4. Đặc biệt, hoạt tính hóa học của silicon vô định hình lớn hơn silicon tinh thể.

Tính chất khử

Tính khử của Si được thể hiện qua các phản ứng điển hình sau:

Silicon có khả năng phản ứng với oxy và florua để tạo thành các hợp chất oxit và florua, như phản ứng sau:

Si + 2F2 → SiF4 (phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường)

Si + 2O2 → SiO2 (400 – 6000C)

+ Silicon dễ tan trong dung dịch kiềm

Khi silicon phản ứng với dung dịch kiềm sẽ tạo ra silicat kiềm, ta có phản ứng sau:

2NaOH + Si + H2O → Na2SiO3 + 2H2

+ Si phản ứng với axit

Ngoài ra Silicon còn có thể phản ứng với axit tạo thành hợp chất silicat có tính axit, ta có phản ứng sau:

4HNO3 + 18HF + 3Si → 3H2SiF6 + 4NO + 8H2O

Silicon phản ứng với H2 trong hồ quang điện để tạo thành hỗn hợp các silan:

Si + H2 → SiH4 + Si2H6 + Si3H6 + …

Điều này chứng tỏ tính khử của silic có nhiều ứng dụng trong các phản ứng hóa học. Và đây cũng là một trong những tính chất hóa học quan trọng của nguyên tố này.

Tính chất oxy hóa

Ở nhiệt độ cao, silic có thể phản ứng với nhiều kim loại tạo thành sản phẩm silicat kim loại:

2Mg + Si → Mg2Si

Mặc dù Silicon có thể khử một số chất oxy hóa mạnh như HNO3 hay H2SO4 (nồng độ nóng) như C nhưng nó không thể oxy hóa H2 như C.

4. Điều chế silicon như thế nào?

Trong điều chế silicon, người ta chia thành hai loại: điều chế trong phòng thí nghiệm và điều chế công nghiệp.

Trong phòng thí nghiệm

Silicon được điều chế bằng cách sử dụng các chất khử mạnh như nhôm, magie, silicon dioxide và carbon ở nhiệt độ cao:

SiO2 + 2Mg → 2MgO + Si (Mg có thể thay thế bằng Al)

SiO2 + C (Coke) → 2CO + Si (18000C)

Trong công nghiệp

– Sử dụng điện cực hồ quang và điện cực cacbon, chúng ta có thể nung silic silic siêu sạch trong lò nung. Khi nhiệt độ trên 1900°C, silicon lỏng được thu hồi ở đáy lò, sau đó được xả ra và làm nguội.

4. Tính chất của Silicon là gì?

Ở dạng tinh thể, mặc dù silicon là nguyên tố tương đối trơ nhưng nó vẫn phản ứng với kiềm và halogen loãng.

Silicon nguyên tố truyền khoảng hơn 95% bước sóng hồng ngoại. Thông thường, tinh thể silicon nguyên chất sẽ ở dạng SiO2, rất khó tìm thấy trong tự nhiên.

Ngoài ra, tinh thể silicon nguyên chất còn có thể được tìm thấy trong dung nham núi lửa, nơi có hệ số cản nhiệt âm, hoặc trong tạp chất vàng. Mặc dù silicon và carbon là những nguyên tố hóa học tương tự nhau nhưng silicon có tính chất hóa học kém hơn carbon.

Nó xảy ra trong fenspat, đá granit thạch anh, đất sét và cát. Chủ yếu tồn tại ở dạng Silicat và Silicon Dioxide (hoặc Silica).

6. Ứng dụng đa dạng của Silicon trong đời sống

Với nhiều ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, Silicon đóng vai trò thiết yếu và vô cùng quan trọng.

6.1.Trong ngành xây dựng

Silicon được sử dụng trong sản xuất gạch, bê tông, xi măng, cung cấp các sản phẩm đảm bảo tính bền vững và chất lượng.

Dùng trong sản xuất gạch, bê tông, xi măng

6.2.Trong công nghiệp

Đồng thau: Một hợp kim của đồng và silicon được sử dụng để sản xuất phần lớn đồng thau trên thị trường hiện nay.

Thủy tinh: Đây là nguyên liệu chính để sản xuất thủy tinh. Từ đó có thể tạo ra nhiều sản phẩm, đồ vật có tính chất khác nhau. Ví dụ, silicon được sử dụng để sản xuất chai lọ, kính cửa sổ, chất cách điện bằng gốm và nhiều sản phẩm khác.

Năng lượng: Si được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm liên quan đến năng lượng mặt trời và các tấm pin mặt trời.

Dùng để sản xuất các sản phẩm liên quan đến năng lượng mặt trời

Hóa chất: Silicon cũng được sử dụng trong sản xuất hóa chất như chất tẩy rửa và thuốc trừ sâu.

Ngành công nghệ điện tử: Silicon còn được sử dụng để sản xuất các sản phẩm điện tử như vi mạch, chip và cảm biến.

6.3.Ngành y tế

Silicon có thể được sử dụng để tạo ra các sản phẩm y tế như bộ lọc nước hoặc băng dính y tế.

Silicon còn được sử dụng để sản xuất các sản phẩm dược phẩm như thuốc kháng sinh và thuốc chống ung thư.

6.4.Mỹ phẩm

Silicon còn được sử dụng trong sản xuất mỹ phẩm như kem chống nắng, đồ trang điểm và các sản phẩm khác. Silicon giúp tạo ra những sản phẩm mỹ phẩm dịu nhẹ, không gây kích ứng da.

Silicon được ứng dụng phổ biến trong sản xuất mỹ phẩm

Qua bài viết này, Đông Á đã cung cấp cho bạn đọc những thông tin xung quanh nguyên tố Silicon, như Silicon là gì, tính chất lý hóa của nó, cách điều chế và ứng dụng nguyên tố này trong đời sống hàng ngày. Có thể nói Silicon là nguyên tố vô cùng quan trọng và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Tuy nhiên, việc sử dụng nguyên tố này vẫn cần phải được thực hiện hợp lý để tránh những tác động xấu đến sức khỏe và môi trường.