Silicon – Những điều bạn nên biết

Nguồn gốc tên gọi: Từ silicon có xuất xứ từ tiếng Latin silex, silicis (đá lửa-flint).

Khám phá: Jöns Jacob Berzelius thường được tôn vinh là người khám phá ra silicon. Vào năm 1824, ông là người đầu tiên tạo ra một dạng nguyên chất silicon vô định hình bằng cách đun nóng potassium với silicon tetraflouride sau đó giội rửa nhiều lần sản phẩm thu được để loại bỏ fluosilicate. Tuy nhiên, silicon tinh khiết vô định hình đã được khám phá ra vào năm 1811 bởi Gay Lussac và Louis Jacques Thénard. Vào năm 1854, Henri Etienne Sainte-Claire Deville lần đầu tiên tạo ra silicon kết tinh, dạng thù hình thứ hai của nguyên tố này.

Tính chất của silicon

Silicon là một nguyên tố tương đối trơ, và đa số các acid không ảnh hưởng đến nó. Acid hydrofluoric là ngoại lệ. Silicon còn bị tác dụng bởi halogen và chất kiềm loãng.

Silicon kết tinh có ánh kim và màu hơi xám. Silicon cho truyền qua 95% bước sóng hồng ngoại.

Những ai từng hít phải lượng lớn silicon sẽ bị mắc một chứng bệnh gọi là bụi phổi. Thợ mỏ và thợ cắt đá là những người có nguy cơ cao.

Các nguồn silicon

Silicon là nguyên tố dồi dào thứ hai trên thế giới, chỉ xếp sau oxygen. Nó chiếm 25,7% trọng lượng của lớp vỏ Trái đất, và nó được tìm thấy trên mặt trời và các ngôi sao. Nó là một thành phần chính của một họ thiên thạch gọi là aerolite. Nó còn là thành phần của tektite, một dạng thủy tinh thiên nhiên có xuất xứ không rõ.

                                                 Silicon kết tinh

Silicon không được tìm thấy tự do trong thiên nhiên, nó xuất hiện dưới dạng oxide và silicate trong một số khoáng chất. Silicon oxide có mặt dưới dạng cát, thạch anh, đá tinh thể, thạch anh tím, mã não, đá lửa, ngọc jasper và ngọc opal... Một số khoáng chất silicate bao gồm granite, hornblende, asbestos, feldspar, đất sét và mica.

Có thể sản xuất silicon thương mại bằng cách đun nóng silica và carbon trong một lò điện, sử dụng các điện cực carbon. Silicon còn được tạo ra theo nhiều cách khác. Silicon vô định hình có thể được tạo ra dưới dạng một chất bột nâu, dễ nóng chảy hoặc bốc hơi. Các đơn tinh thể silicon có thể được tạo ra và sử dụng cho các dụng cụ bán dẫn. Silicon siêu tinh khiết có thể được tạo ra bằng cách nhiệt phân trichlorosilane cực kì tinh khiết trong khí hydrogen, và bằng quá trình vùng nổi chân không.

Công dụng của silicon

Con người khai thác nhiều công dụng của silicon. Ở dạng cát và đất sét, nó được dùng nung thành gạch; ở dạng silicate nó có thể được dùng để sản xuất men, gốm, vân vân; và là chất chịu nhiệt nó có thể được dùng trong các thiết bị nhiệt độ cao. Nó là một thành phần căn bản của thép. Silicon carbide là một chất mài quan trọng và được dùng trong các laser để tạo ra ánh sáng kết hợp có bước sóng 4560 angstrom.

                                      Ứng dụng keo Silicone

Silica, dưới dạng cát, là thành phần chính của thủy tinh, một trong những vật liệu rẻ tiền nhất thế giới với các đặc điểm cơ, nhiệt, điện, quang tuyệt vời. Silicon tetrachloride có thể dùng để mạ iridium cho thủy tinh.

Silicon siêu tinh khiết có thể dùng kết hợp với boron, gallium, phosphorus, và arsenic để tạo ra silicon bán dẫn dùng trong transistor, pin mặt trời, máy chỉnh lưu, và những dụng cụ khác được sử dụng rộng rãi trong điện tử học và công nghiệp hàng không vũ trụ.

Silicon vô định hình đã hydrate hóa có triển vọng tốt trong xu hướng chế tạo pin kinh tế dùng biến đổi năng lượng mặt trời thành điện năng.

Silicone là sản phẩm của silicon, chế tạo bằng cách thủy phân silicon chloride hữu cơ. Quá trình này có thể dùng để tạp ra một lượng lớn sản phẩm trùng hợp, hay silicone, từ dạng lỏng đến dạng rắn như thủy tinh, với nhiều công dụng.

Con người không phải là sinh vật duy nhất biết sử dụng silicon; nó còn quan trọng đối với đời sống động thực vật. Tảo cát nước ngọt và nước mặn đều khai thác silica từ nước để tạo ra màng tế bào. Silica có mặt trong tro thực vật và trong xương người.