سیلیس با ساختار سیلیسیم دی اکسید با فرمول شیمیایی SiO2 که ترکیب شیمیایی بی رنگ و سفیدی است بعنوان فراوان ترین ترکیب اسیدی در پوسته زمین یافت میشود. سیلیس از دو نوع عنصر موجود در روی زمین به نام های سیلیکون (si) و اکسیژن (O2) ساخته شده است همچنین این ترکیب در پوسته ی زمین فراوان است که حدود 59 درصد ترکیبات را تشکیل داده. فرمول مولکولی سیلیس، sio2 میباشد. از سیلیس ممتاز در برنامه های کاربردی صنعت و حتی در صنعت مواد غذایی و آشامیدنی نیز استفاده میشود. در ادامه از سایت همدان سیلیکا شما را با ساختار سه بعدی سیلیس آشنا میکنیم.
نگاهی بر تعریف سیلیس
سیلیس (SiO₂) یکی از فراوانترین ترکیبات معدنی در پوسته زمین است. این ترکیب از دو عنصر اصلی، سیلیکون (Si) و اکسیژن (O)، تشکیل شده و حدود 59 درصد از ترکیبات موجود در پوسته زمین را شامل میشود. سیلیس به شکلهای مختلفی مانند کوارتز، ماسه، و سنگهای رسوبی وجود دارد و کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارد.
معرفی ساختار سه بعدی سیلیس
ساختار سیلیس به صورت چهاروجهی است که هر اتم سیلیکون به چهار اتم اکسیژن متصل میشود. این ساختار به نام تتراهدرال شناخته میشود و یک واحد پایه برای تشکیل ترکیبات پیچیدهتر به شمار میرود. به عنوان مثال، در سیلیکاتها، این چهاروجهیها به یکدیگر متصل میشوند و ساختارهای متنوعی را ایجاد میکنند.
برای بررسی ساختار لوویس سیلیس یا ساختار الکترون نقطه یک ساختار برای نمایش مولکولها یا یون در علم شیمی است. این نوع ساختار توسط گیلبرت نیوتون لوویس ارائه شده است که عناصر را با نماد شیمیایی، الکترون های ظرفیتی ناپیوندی را با نماد نقطه و پیوندهای بین آن را با خط نمایش میدهند. به طور کلی سیلیس در گروه 14 و در دوره 3 جدول تناوبی است که دارای 4 الکترون است. پس در جواب سوال ساختار سیلیس چند ضلعی است، باید گفت که 4 ضلعی میباشد و ساختار سه بعدی سیلیس با نام تتراهدرال شناخته میشود.
برای آشنایی بیشتر با ساختار سیلیسیم، به نقل از ویکی پدیا:
سیلیسیم (به فرانسوی: Silicium) یا سیلیکن (به انگلیسی: Silicon)(long) با نشان شیمیایی Si یک عنصر شیمیایی از خانوادهٔ شبه فلزات است که در گروه چهاردهم و دورهٔ سوم جدول تناوبی عنصرها جای دارد. این عنصر یک جامد بلورین ترد و سخت است که رنگی آبی-خاکستری درخشان دارد. عدد اتمی این عنصر ۱۴ است و چهار الکترون در لایهٔ ظرفیت دارد. جرم اتمی سیلیسیم ۲۸٫۰۸۶ است و دارای سه ایزوتوپ پایدار میباشد.
در ویدیوی زیر ساختار سیلیکا را به طور دقیق میتوانید مشاهده کنید:
ساختار لوویس سیلیس چیست؟
ساختار لوویس در واقع ساختار الکترون نقطه یک یک ساختار برای نمایش دادن مولکول و یون در علم شیمی میباشد. دلیل نام گذاری این ساختار این است که گیلبرت نیوتون لوویس آن را به وجود آورده است. در ساختار لوویس عناصر با نماد شیمیایی، الکترون ظرفیتی ناپیوندی با نقطه و پیوند در بین آنها با خط نشان داده میشود. به طور کلی از ساختارهای لوویس برای نمایش نوع تشکیل کاتیونها و آنیونها، نمایش انتقال الکترونها و تشکیل یک ترکیب یونی استفاده میکنند. با توجه به این توضیحات، ساختار لوویس سیلیس نیز به این ترتیب است و برای رسم این ساختار از الگوریتم زیر استفاده میشود:
- آرایش الکترونی والانس اتم مرکزی و محاسسبه تعداد اوربیتال نیمه پر
- تعیین کردن میزان توانایی برانگیختگی یا عدم برانگیختگی اتم مرکزی
- تعیین نیاز برانگیختگی یا عدم برانگیختگی اتم مرکزی
- مشخص کردن یون منفی و یون مثبت
- رفتارشناسی عناصر
- رعایت کردن نکاتی برای رسم ساختار لوویس سیلیس
- رسم اکسی اسیدها.
مقایسه ساختار عنصر سیلیس و یخ
بر اساس بررسی ساختار سه بعدی سیلیس و ساختار سیلیسیم، خوب است که به بررسی ساختار یخ که با silica مشابه است، بپردازیم. آب زمانی که جامد است دارای یک ساختار شش ضلعی بسیار منظم و شش وجهی است که دارای ساختار شبکه ی کریستالی است. این نوع از پایدارترین آرایش مولکول های آب است. در ضمن مولکول های منفرد میتوانند ارتعاش یابند، اما قادر نیستند که به اندازه ی کافی با سرعت حرکت کنند که ساختار بلوری را ترک کنند. دلیل این امر این است که قطب های الکتریکی مخالف، آنها را در کنار یکدیگر قرار میگیرد. در واقع این نوع شبکه کریستال میتوان به صورت لایه های حلقه شش ضلعی از اتم اکسیژن انباشته از یکدیگر قابل مشاهده است.
مقایسه ساختار سیلیس و یخ:
- سیلیس: ساختار چهاروجهی (تتراهدرال) با پیوندهای قوی سیلیکون و اکسیژن.
- یخ: ساختار ششوجهی منظم با پیوندهای هیدروژنی که در دماهای پایین شکل میگیرد.
| ویژگی | سیلیس | یخ |
|---|---|---|
| ساختار | چهاروجهی (تتراهدرال) | ششوجهی |
| پیوندها | قوی و پایدار | ضعیف (هیدروژنی) |
| دما | نقطه ذوب 1650 °C | نقطه ذوب 0 °C |
مقاله پیشنهادی: ویژگی های سیلیس (چگالی سیلیس)
همچنین بخوانید: ذرات سیلیس (تولید و کاربرد نانوذرات سیلیکا)
اشکال مختلف ساختار سیلیس در طبیعت
سیلیس در طبیعت به شکل های مختلفی از جمله : سیلیس بلورین،بلور مخفی و بلور مخفی آبدار یافت میشود. همچنین از انواع مختلف سیلیس میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- کوارتز
- ماسه و ماسه سنگ
- فلینت
کوارتز یکی از پلی مورف های سیلیس میباشد و به دلیل پایداری در فشار و حرارت معمولی به عنوان بیشترین سییلیس آزاد در طبیعت یافت میشود.ماسه و ماسه سنگها که به صورت طبیعی خرد شده اند از انواع کوارتز رسوبی هستند و در ماس سنگ دانه های ماسه توسط آهک،اکسیدآهن و رس به هم چسبیده اند.
یکی از انواع سیلیسها که از بلورهای بسیار ریز آب، کربنات کلسیم، کوارتز و مواد آلی تشکیل شدهاست. رنگ فلینت قهوهای روشن، خاکستری یا سیاه است که در اثر حرارت و سوختن مواد آلی، رنگ آنها سفید میشود. این شکل از سیلیس آزاد، از حلشدن اسکلت سیلیسی جانوران اسفنجی در آب دریاها و سپس تهنشینی در بستر دریا بهوجود آمدهاند.
چگونگی تجزیه ی سیلیس از شن
برای استخراج سیلیس از شن در ابتدا باید اکسیژن را از شن جدا کرد. برای این کار اکسیژن را با یک عنصر دیگر مانند کربن ترکیب میکنند کار جدا سازی اکسیژن از ساختار سیلیس با استفاده از نیروی برق انجام میشود.بعد از این که اکسیژن از شن جدا شد ماده ای که از شن باقی مانده را با ماده ای به اسم متیل کلراید ترکیب میکنند تا سیلیس بوجود آید. نام کسی که این روش را کشف و ابداع کرد روشو بود که با توجه به آن این روش را روشو نام گذاری کردند. همچنین تمامی عملیات این قسمت با فشار و دمای کنترل شده انجام میشود.
خواص سیلیس
سیلیسیوم دی اکسید نام دیگر سیلیس میباشد و همانطور که گفته شد سیلیس درپوسته ی زمین و همچنین در شن نیز وجود دارد. ساختار سیلیس متفاوت و گوناگون است که به شکل بلور نیز میشوند از این رو به بررسی ساختار بلور سیلیسیم دی اکسید نیز میپردازند. یکی از این سنگ های سیلیس که ساختار بلورین دارند کوارتز میباشد. ویژگی سنگ کوارتز سخت بودن آن میباشد که بیشتر سیلیکاها به همین صورت در طبیعت هستند.
ساختار سه بعدی سیلیس در کانیها SiO2 میباشد که با توجه به فرمول این کانیها در مییابیم که هراتم سیلیسیم با 2 اتم اکسیژن پوشیده شده است همچنین جنس سنگ های سیلیسی به خواص و ساختار آنها بستگی دارد که در بسیاری از صنایع کاربرد دارند.
سیلیس به دلیل ساختار بلوری خود، دارای خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردی است. این ماده دارای نقطه ذوب بالا (حدود 1650 °C) و مقاومت به حرارت است. همچنین، سیلیس در برابر مواد شیمیایی و اکسیداسیون مقاوم است و به همین دلیل در صنایع مختلف کاربرد دارد.
نگاهی بر تاریخچه سیلیس
تاریخچه کشف سیلیس به دوران باستان برمیگردد. سیلیس به عنوان یکی از مواد اولیه در ساخت شیشه در مصر باستان شناخته شده بود. با گذشت زمان، تحقیقات علمی به بررسی خواص و کاربردهای سیلیس و سیلیکاتها پرداخته و به کشفیات جدیدی در این زمینه منجر شده است.
از سیلیس در چه صنایعی استفاده میشود؟
پس از توضیح ساختار سیلیسیم دی اکسید، لازم به ذکر است که نقطه ذوب سیلیس، ۱۶۵۰ (±۷۵) °C میباشد. باتوجه به ویژگی های ساختار لوویس سیلیس، این ماده در صنایع مختلفی مثل: چینی سازی، تولید فروسیلیس، شیشه سازی، سرامیک سازی، ریخته گری، تولید آجر ماسه آهکی، تولید سیلیکات سدیم، تولید دیگر مواد سیلیسی و همچنین به عنوان نیمه هادی در الکترونیک ، در صنعت تولید پشم شیشه و از ماسه سنگ خرد شده برای مصالح ساختمانی استفاده میشود.
سیلیس بلورین جزء موادی است که در زندگی روزمره ی ما کاربرد های فراوانی دارد و از مواد لازم و ضروری محسوب میشود زیرا در ساخت خانهها، اتومبیلها، جادهها، زیرساخت های حمل و نقل و حتی شیشه و سفال و … نیز از این سیلیسها استفاده شده است.
سیلیس در صنایع مختلف به کار میرود، از جمله:
- صنعت شیشهسازی: به عنوان ماده اولیه برای تولید شیشههای ساختمانی و ظروف شیشهای.
- صنعت الکترونیک: در تولید نیمههادیها و تجهیزات الکترونیکی.
- نانو فناوری: نانوذرات سیلیس برای تولید نانوکامپوزیتها.
- مواد ساختمانی سبز: استفاده در بتنهای سبز و عایقهای حرارتی.
تحقیقات جدید بر ساختار سیلیس
به تازگی، تحقیقات جدید نشان دادهاند که نانوذرات سیلیس میتوانند به عنوان مواد مؤثر در بهبود عملکرد باتریهای لیتیوم-یونی و در فناوریهای نوین مورد استفاده قرار گیرند. این تحقیقات به درک عمیقتری از کاربردهای سیلیس در صنایع پیشرفته کمک میکند.
بررسی ساختار Sio2
سیلیس از گذشته تا به امروز کاربرد های بسیاری برای بشر داشته و امروزه در صنایع گوناگونی مورد استفاده قرار میگیرد. در نتیجه توضیحات ارائه شده در این مقاله از شرکت سیلیس همدان، دریافتیم که ساختار سیلیس چگونه است. همانطور که گفته شد ساختار لوویس سیلیس 4 ضلعی میباشد. پیش تر در مورد ساختار و ویژگی های این ماده معدنی توضیحات کاملی را ارائه کردیم که اگر علاقه دارید، میتوانید این مقاله را مطالعه کنید. ضمناً به منظور خرید سیلیس میتوانید به همدان سیلیکا مراجعه کرده و سفارش خود را ثبت کنید.
همچنین جهت اطلاع از قیمت سیلیس ممتاز، سیلیس درجه یک، سیلیس درجه دو و… با شمارههای داخل سایت تماس حاصل فرمائید.
سوالات متداول:
سیلیس چیست؟
سیلیس یکی از فراوانترین ترکیبات معدنی در پوسته زمین با فرمول شیمیایی SiO₂ است.
چگونه سیلیس استخراج میشود؟
سیلیس از طریق فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی از منابع طبیعی مانند شن و ماسه استخراج میشود.
نظرات