السيليكون (السيلسيوم) silicium أوالكثاب هوعنصر كيميائي لا فلزي في الجدول الدوري يرمز له بالرمز Si ، ورقمه الذري 14، ووزنه الذري 28.08.. ثاني أكثر العناصر وفرة في القشرة الأرضية بعد الأكسجين. ويكثر السليكون في الصخور النارية وفي الكوارتز والرمل وغيرهم. عزله الكيميائي السويدي برزيليوس عام 1823. ويستخدم في خلق الأجهزة الإلكترونية والزجاج والآجر.

تنبأ بوجوده لافوازييه عام 1787، واستحضره برزليوس نقياً عام 1823. وهومن أوسع العناصر انتشاراً، وهويؤدي دوراً مهماً في عالم المركَّبات غير العضوية يوازي الدور الذي يقوم به الكربون في العالم العضوي. يأتي اسمه من اللاتينية silex ويعني الصوَّان.

وهوثاني العناصر وفرة، حيث لا يفوقه وفرة سوى الأكسجين. ويوجد السليكون متحدًا مع عناصر أخرى، خصوصًا، الأكسجين وثاني أكسيد السليكون. ويعتبر المركب المعروف بالسليكا، المكوِّن الرئيسي للرمل. وإضافة إلى ذلك فهومكوِّن رئيسي لمختلف المعادن التي تتكون منها الصخور، مثل الفلسبار (سليكات الألومنيوم) والبيروكسين والمرو(الكوارتز). وتتكون حمم البراكين أساسًا من ثاني أكسيد السليكون المنصهر، والذي يتصلب مكونًا السبج (زجاج طبيعي) عندماقد يكون نقيًا نسبيًا.

والعدد الذري للسليكون 14، ووزنه الذري 28,0855. وينصهر السليكون النقي عند درجة حرارة 1,410°م ويغلي عند درجة 2,355°م. وعند درجة حرارة 20°م تصل كثافة السليكون إلى 2,33 جم/سم§.

والسليكون ومركباته لها الكثير من الاستعمالات المهمة، حيث يستخدم السليكون النقي في صناعة الدوائر المتكاملة والترانزستور والخلايا الشمسية والأجهزة الإلكترونية المماثلة لأنه شبه موصل جيد. . وثاني أكسيد السليكون هوالمكوِّن الرئيسي للزجاج. ويستخدم كربيد السليكون، أحد المواد الصلدة المعروفة، لشحذ المعادن الأخرى وصقلها. وللمركبات الاصطناعية المعروفة بالسليكونات، التي يتحد فيها الكربون والسليكون مع الأكسجين، عدة استخدامات صناعية، حيث يمكن تحويلها إلى المطاط الصناعي. وتستعمل السليكونات كذلك عوازل وزيوتًا وطاردات للماء.

وكان الكيميائي السويدي جونز جاكوب برزيليوس أول من فصل السليكون في 1823م. وقد حصل عليه بوساطة اتحاد سليكات البوتاسيوم الفلورية مع البوتاسيوم.

السليكْوُون

الموضوع الرئيسي: سليكوون Silicone

السليكْوُون هوأي من عدة مركبات سليكونية عضوية تكون على شكل زيوت أوشحوم أو لدائن، وتستخدم في خلق المواد اللاصقة وزيوت التزليق والمطاط الصناعي.

البنية الإلكترونية

البنية الإلكترونية لذرة السيلسيوم هي: n1S22S22P63S23P2. تسمح الإلكتـرونات الخارجية الأربعة بتشكيل أربع روابط مشهجرة covalente كما في المـركّبات SiBr4 ،SiCl4 SiF4 ،. أما في حالة السيليكات والسيليس SiO2، فالصفة الشاردية هي الغالبة. نصف قطر ذرة السيلسيوم 1.17 أنغسـتروم ونصف قطر الشاردة Si4+ ن0.39 أنغستروم. له شكلان أحدهما غير بلوري والآخر بلوري بنيته مثل بنية الماس؛ إذ ترتبط جميع ذرة سيلسيوم بأربع ذرات أخرى تقع على رؤوس رباعي وجوه.

خواصه

ويتواجد على شكل زيوت أوشحوم أولدائن، وتستخدم في خلق المواد اللاصقة وزيوت التزليق والمطاط الصناعي.

السليكوون مادة كيماوية هلامية الشكل كثر استخدامها في عمليات الحشووالتكبير أوالتضخيم تحقن تحت الجلد. أظهرت الدراسات بأن مثل هذه العمليات ليست سليمة تماما حيث قد تظهر لها آثار جانبية قد تسبب إلى التشوه أوحتى الموت.

يستخدم السليكون كمادة لاصقة باستخدام الحرارة أوبدون استخدام الحرارة بالاعتماد على الهجريبة الكيماوية والغرض المستخدمة له.

أدخل استخدام حشوة السليكوون في منع الارتجاج أولامتصاص الصدمات كأن توضع في أحذية الرياضين تساعدهم عند القفز وتأثيره على الارتجاج الذي قد ينتقل للرأس ويسبب ارتجاجا بالمخ في بعض الأحيان.

للسليكوون استخدامات أخرى كثيرة في الشرائح الألكترونية وأشباه الموصلات.

خواصه الفيزيائية والكيمياوية

السيلسيوم صلب في الشروط النظامية من درجة الحرارة والضغط، وزنه الذري 28.06 وكثافته 2.49غ/سم3، ونقطة انصهاره 1420 ْس، ونقطة غليانه 2300 ْس، له الكثير من خواص اللامعادن. لا يحترق الصلب عند تسخينه في الهواء إلا بشكل سطحي وأكسيده SiO2 حمضي، ويتفاعل مع الكلور والبروم والكبريت والكربون والبور. وهوغير قابل للانحلال في الحموض ما عدا في مزيج من حمض الآزوت وحمض فلور الماء. يتآكل بسهولة في المحاليل المائية المركَّزة لهدروكسيدات المعادن القلوية وفي كربونات البوتاسيوم المنصهرة وفق التفاعل:

اكتشافه

من مكونات السيليكون، السياليسيا (ثنائي أوكسيد السيليكون), التي كانت معروفة في القرون الوسطى، عهدت من قبل الكيميائيين انذاك ، لكونها كثيرة التواجد في المعادن، تم استخلاص السيليكون لأول مرة عام 1823 من قبل العالم السويدي "برزيليوس".

تحضيره

يتم استخلاص السيليكون عن طريق اختزاله بواسطة الكربون في افران حرارية كهربائي، ويكون نقياً 99.8%.

SiO2 + C → Si + CO2

يدخل السيليكون على شكل بتر إلى الفرن بعد تنقيته من بعض الشوائب ,حيث يتم احمائه بواسطة أقطاب كهربائية إلى 3000°مئوية ، ثم يجمع السيليكون السائل في جيوب خاصة ويتم مزجه مع الهواء لأكسدة الشوائب ، ويتم تبريده عن طريق وضعه في قوالب أفقية

تحضيره للصناعات الإالكترونية : تحضير السيليكون النقي : يتم عن طريق تفاعل (SiHCl₃) أورباعي كلوريد السيليكون أورباعي يوديد السيليكون ,عن طريق تفاعله مع حامض الهيدروكلوريك عند درجة حرارة 300 ° مئوية، ثم يسخن إلى درجة 950° مئوية في وجود الهيدروجين فنحصل على بتر من السيليكون النقي.

ولزيادة نقاوته لاستخدامه في الإلكترونيات، يجري تحويله إلى مشتقات هالوجينية SiX4 أوSiHcl3، وتنقى بالتقطير المجزَّأ، ثم تُرجَع بالزنك أوالكدميوم أوالهدروجين عند درجة حرارة مرتفعة، أوتتفكك مباشرة بعمل الحرارة عندماقد يكون العنصر X هواليود. ولزيادة نقاوته، يعالج بطريقة سلسلة انصهارات المنطقة التي تعهد باسم تقانة المنطقة المنصهرة zone fondue، ويكون الناتج على هيئة بلورات ضخمة ذات نقاوة عالية جداً.

استخدامه في مركباته

• في صناعة الزجاج منذ القدم عن طريق إذابة السيليسيا مع كربونات الكالسيوم وكربونات الصوديوم
• رمال السيليسيا يدخل في تكوين السيراميك
• الكوارتزقد يكون بلورات والتي تستخدم كمادة شفافة ,في صناعة المصابيح الكهربائية
• تستخدم السيليسيا الناعمة في صناعة الكونكريت المقاوم
• [[سيليكات الكالسيوم هي إحدى مكونات الاسمنت

يستعمل السيلسيوم عالي النقاوة في صناعة أنصاف النواقل semiconducteurs، مثل: الترانزيستورات والديودات. فلولا السيلسيوم النقي لما أمكن خلق جيل من الحواسيب عالية الجودة، والآلات الحاسبة والهواتف وأجهزة الراديووغيرها، هذه التقانات التي تعتمد عليها المجتمعات الصناعية الحديثة. وهويستخدم في خلق السبائك (الخلائط) إذ يدخل في هجريب أنواع الفولاذ جميعها بنسب مئوية تراوح بين 0.2% و0.5% فيحسِّن مقاومتها للأكسدة.

التبلور

أشكال مختلفة للسليكون

• سليكون حُبيبي

• سليكون متعدد البلورات

• سليكون أحادي البلورة

• سليكون مسحوق ناعم

انظر أيضا

المصادر

• الموسوعة المعهدية الكاملة

وصلات خارجية

مشاع الفهم فيه ميديا متعلقة بموضوع Silicones.

مشاع الفهم فيه ميديا متعلقة بموضوع Caulking.

• Proceedings Of The Select Committee On Ontario Hydro Nuclear Affairs
• NIRS Reactorwatch
• ccnr.org Representative Ed Markey's Statements concerning flammable firestops
• USNRC Information Notice 88-56
• Silicone Polymers (Virtual Chembook, Elmhurst College)
• Science of Silicone Polymers (Silicone Science On-line, Centre Européen des Silicones - CES)
• Types of silicone