การผลิตซิลิคอนไดออกไซด์อสัณฐาน ซิลิคอน: การนำไปใช้ คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพ

องค์ประกอบที่พบมากที่สุดอย่างหนึ่งในธรรมชาติคือซิลิเซียมหรือซิลิกอน การกระจายอย่างกว้างขวางดังกล่าวพูดถึงความสำคัญและความสำคัญของสารนี้ สิ่งนี้เข้าใจได้อย่างรวดเร็วและนำไปใช้โดยผู้ที่เรียนรู้วิธีใช้ซิลิกอนอย่างเหมาะสมเพื่อจุดประสงค์ของตนเอง แอปพลิเคชันจะขึ้นอยู่กับ คุณสมบัติพิเศษซึ่งเราจะพูดถึงต่อไป

ซิลิกอน - องค์ประกอบทางเคมี

หากเรากำหนดลักษณะองค์ประกอบนี้ตามตำแหน่งในระบบธาตุ เราสามารถระบุจุดสำคัญดังต่อไปนี้:

1. หมายเลขซีเรียลคือ 14
2. ระยะที่สามมีขนาดเล็ก
3. กลุ่ม - IV.
4. กลุ่มย่อยเป็นกลุ่มหลัก
5. โครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอกแสดงโดยสูตร 3s 2 3p 2 .
6. ธาตุซิลิกอนแสดงด้วยสัญลักษณ์ทางเคมี Si ซึ่งออกเสียงว่า "ซิลิเซียม"
7. สถานะออกซิเดชันที่แสดงคือ: -4; +2; +4.
8. ความจุของอะตอมคือ IV
9. มวลอะตอมของซิลิกอนคือ 28.086
10. ในธรรมชาติมีไอโซโทปเสถียรสามไอโซโทปของธาตุนี้มีมวล 28, 29 และ 30

ดังนั้น จากมุมมองทางเคมี อะตอมของซิลิกอนจึงเป็นองค์ประกอบที่มีการศึกษาอย่างเพียงพอ มีการอธิบายคุณสมบัติต่างๆ มากมายไว้

ประวัติการค้นพบ

เนื่องจากสารประกอบต่าง ๆ ของธาตุที่พิจารณานั้นเป็นที่นิยมอย่างมากและมีเนื้อหาจำนวนมากในธรรมชาติ ตั้งแต่สมัยโบราณผู้คนใช้และรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติของพวกมันเพียงหลายชนิด ซิลิกอนบริสุทธิ์เป็นเวลานานยังคงอยู่เหนือความรู้ของมนุษย์ในด้านเคมี

สารประกอบที่นิยมใช้ในชีวิตประจำวันและในอุตสาหกรรมโดยชนชาติในวัฒนธรรมโบราณ (อียิปต์, โรมัน, จีน, รัสเซีย, เปอร์เซียและอื่น ๆ ) เป็นอัญมณีล้ำค่าและประดับด้วยซิลิกอนออกไซด์ ซึ่งรวมถึง:

• โอปอล;
• พลอยเทียม;
• บุษราคัม;
• ไครโซเพรส;
• โอนิกซ์;
• โมราและอื่น ๆ

ตั้งแต่สมัยโบราณ เป็นเรื่องปกติที่จะใช้ควอตซ์ในธุรกิจก่อสร้าง อย่างไรก็ตาม ธาตุซิลิกอนเองยังไม่ถูกค้นพบจนถึงศตวรรษที่ 19 แม้ว่านักวิทยาศาสตร์หลายคนพยายามอย่างเปล่าประโยชน์ที่จะแยกมันออกจากสารประกอบต่างๆ โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา อุณหภูมิสูง และแม้กระทั่ง ไฟฟ้า. เหล่านี้มีจิตใจที่สดใสเช่น:

• คาร์ล ชีเล่;
• เกย์-ลูสแซก;
• เธนาร์;
• ฮัมฟรีย์ เดวี่;
• อองตวน ลาวัวซิเยร์.

Jens Jacobs Berzelius ประสบความสำเร็จในการรับซิลิคอนบริสุทธิ์ในปี พ.ศ. 2366 เมื่อต้องการทำเช่นนี้ เขาได้ทำการทดลองเกี่ยวกับการหลอมรวมของไอระเหยของซิลิคอนฟลูออไรด์และโพแทสเซียมที่เป็นโลหะ เป็นผลให้เขาได้รับการดัดแปลงที่ไม่มีรูปร่างขององค์ประกอบที่เป็นปัญหา นักวิทยาศาสตร์คนเดียวกันแนะนำ ชื่อละตินเปิดอะตอม

ต่อมาในปี ค.ศ. 1855 นักวิทยาศาสตร์อีกคนหนึ่ง - Saint Clair-Deville - ได้จัดการสังเคราะห์พันธุ์ allotropic อื่น - ผลึกซิลิกอน ตั้งแต่นั้นมา ความรู้เกี่ยวกับองค์ประกอบนี้และคุณสมบัติของมันก็เริ่มเติบโตอย่างรวดเร็ว ผู้คนตระหนักดีว่ามีคุณสมบัติพิเศษที่สามารถนำมาใช้อย่างชาญฉลาดเพื่อตอบสนองความต้องการของตนเองได้ ดังนั้นวันนี้หนึ่งในองค์ประกอบที่เป็นที่ต้องการมากที่สุดในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเทคโนโลยีคือซิลิกอน การใช้งานจะขยายขอบเขตทุกปีเท่านั้น

นักวิทยาศาสตร์ชื่อ Hess ให้ชื่อรัสเซียสำหรับอะตอมในปี พ.ศ. 2374 นั่นคือสิ่งที่ติดมาจนถึงทุกวันนี้

ซิลิคอนมีมากเป็นอันดับสองในธรรมชาติรองจากออกซิเจน เปอร์เซ็นต์ของมันเมื่อเปรียบเทียบกับอะตอมอื่น ๆ ในองค์ประกอบของเปลือกโลกคือ 29.5% นอกจากนี้ คาร์บอนและซิลิกอนยังเป็นองค์ประกอบพิเศษสองชนิดที่สามารถสร้างห่วงโซ่ได้โดยเชื่อมต่อกัน นั่นคือเหตุผลที่แร่ธาตุธรรมชาติมากกว่า 400 ชนิดเป็นที่รู้จักกันในองค์ประกอบหลังซึ่งมีอยู่ในเปลือกโลก ไฮโดรสเฟียร์และชีวมวล

ซิลิกอนพบที่ไหนกันแน่?

1. ในชั้นดินลึก
2. ในโขดหิน ตะกอนและมวล
3. ที่ด้านล่างของแหล่งน้ำโดยเฉพาะทะเลและมหาสมุทร
4. ในพืชและสัตว์ทะเลที่อาศัยอยู่ในอาณาจักรสัตว์
5. ในมนุษย์และสัตว์บก

เป็นไปได้ที่จะกำหนดแร่ธาตุและหินที่พบได้บ่อยที่สุดหลายชนิด ซึ่งมีซิลิกอนอยู่ในปริมาณมาก เคมีของพวกมันทำให้ปริมาณมวลขององค์ประกอบบริสุทธิ์ในพวกมันถึง 75% อย่างไรก็ตามตัวเลขเฉพาะนั้นขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุ ดังนั้นหินและแร่ธาตุที่มีซิลิกอน:

• เฟลด์สปาร์;
• ไมกา;
• สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ;
• โอปอล;
• โมรา;
• ซิลิเกต;
• หินทราย;
• อะลูมิโนซิลิเกต;
• ดินเหนียวและอื่น ๆ

เมื่อสะสมอยู่ในเปลือกหอยและโครงกระดูกภายนอกของสัตว์ทะเล ซิลิคอนก็ก่อตัวเป็นตะกอนซิลิกาที่ทรงพลังที่ด้านล่างของแหล่งน้ำ นี่เป็นหนึ่งในแหล่งธรรมชาติขององค์ประกอบนี้

นอกจากนี้ยังพบว่าซิลิเซียมสามารถดำรงอยู่ได้ในรูปแบบดั้งเดิมที่บริสุทธิ์ - ในรูปของผลึก แต่เงินฝากดังกล่าวหายากมาก

คุณสมบัติทางกายภาพของซิลิกอน

หากเรากำหนดลักษณะองค์ประกอบที่พิจารณาในแง่ของชุดคุณสมบัติทางเคมีกายภาพ อันดับแรก จำเป็นต้องกำหนดให้แน่ชัด พารามิเตอร์ทางกายภาพ. นี่คือบางส่วนหลัก:

1. มันมีอยู่ในรูปแบบของการปรับเปลี่ยนแบบ allotropic สองครั้ง - อสัณฐานและผลึกซึ่งแตกต่างกันไปในคุณสมบัติทั้งหมด
2. โครงตาข่ายคริสตัลคล้ายกับเพชรมาก เนื่องจากคาร์บอนและซิลิกอนเกือบจะเหมือนกันในส่วนนี้ อย่างไรก็ตาม ระยะห่างระหว่างอะตอมต่างกัน (ซิลิกอนมีมากกว่า) ดังนั้นเพชรจึงแข็งและแข็งแรงกว่ามาก ชนิดขัดแตะ - ลูกบาศก์ใบหน้าอยู่ตรงกลาง
3. สารนี้เปราะมากที่อุณหภูมิสูงจะกลายเป็นพลาสติก
4. จุดหลอมเหลวคือ1415˚С
5. จุดเดือด - 3250˚С
6. ความหนาแน่นของสารคือ 2.33 g / cm 3
7. สีของสารประกอบคือสีเทาเงิน มีลักษณะเป็นเงาโลหะ
8. มีคุณสมบัติเซมิคอนดักเตอร์ที่ดี ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อเติมสารบางชนิด
9. ไม่ละลายในน้ำ ตัวทำละลายอินทรีย์ และกรด
10. ละลายได้เฉพาะในด่าง

คุณสมบัติทางกายภาพที่กำหนดของซิลิกอนช่วยให้ผู้คนสามารถควบคุมและใช้เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ต่างๆ ตัวอย่างเช่น การใช้ซิลิกอนบริสุทธิ์ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสารกึ่งตัวนำ

คุณสมบัติทางเคมี

คุณสมบัติทางเคมีของซิลิกอนขึ้นอยู่กับสภาวะของปฏิกิริยาอย่างมาก ถ้าเราพูดถึงที่พารามิเตอร์มาตรฐาน เราต้องกำหนดกิจกรรมที่ต่ำมาก ทั้งผลึกซิลิกอนและอสัณฐานมีความเฉื่อยมาก ไม่ทำปฏิกิริยากับตัวออกซิไดซ์อย่างแรง (ยกเว้นฟลูออรีน) หรือกับตัวรีดิวซ์อย่างแรง

นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าฟิล์มออกไซด์ของ SiO 2 เกิดขึ้นทันทีบนพื้นผิวของสารซึ่งป้องกันไม่ให้เกิดปฏิกิริยาต่อไป สามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้อิทธิพลของน้ำ อากาศ ไอระเหย

อย่างไรก็ตาม หากเงื่อนไขมาตรฐานเปลี่ยนไปและซิลิคอนถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่า 400˚C กิจกรรมทางเคมีของซิลิคอนจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ในกรณีนี้จะทำปฏิกิริยากับ:

• ออกซิเจน
• ฮาโลเจนทุกชนิด
• ไฮโดรเจน

เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นอีก การก่อตัวของผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยากับโบรอน ไนโตรเจน และคาร์บอนจึงเป็นไปได้ สิ่งที่สำคัญเป็นพิเศษคือ carborundum - SiC เนื่องจากเป็นวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อนได้ดี

อีกด้วย คุณสมบัติทางเคมีซิลิกอนสามารถมองเห็นได้ชัดเจนในปฏิกิริยากับโลหะ ในความสัมพันธ์กับพวกเขามันเป็นตัวออกซิไดซ์ดังนั้นผลิตภัณฑ์จึงเรียกว่าซิลิไซด์ สารประกอบที่คล้ายกันเป็นที่รู้จักสำหรับ:

• อัลคาไลน์;
• ดินอัลคาไลน์;
• โลหะทรานซิชัน

สารประกอบที่ได้จากการหลอมเหล็กและซิลิกอนมีคุณสมบัติผิดปกติ เรียกว่าเซรามิกส์เฟอร์โรซิลิกอนและประสบความสำเร็จในการใช้งานในอุตสาหกรรม

ซิลิคอนไม่มีปฏิกิริยากับสารที่ซับซ้อน ดังนั้นจึงสามารถละลายได้ใน:

• aqua regia (ส่วนผสมของกรดไนตริกและกรดไฮโดรคลอริก);
• ด่างกัดกร่อน

ในกรณีนี้ อุณหภูมิของสารละลายควรมีอย่างน้อย 60 องศาเซลเซียส ทั้งหมดนี้ยืนยันพื้นฐานทางกายภาพของสารอีกครั้ง - ผลึกคริสตัลที่มีความเสถียรเหมือนเพชร ซึ่งให้ความแข็งแรงและความเฉื่อย

วิธีการที่จะได้รับ

การได้มาซึ่งซิลิคอนในรูปแบบบริสุทธิ์นั้นเป็นกระบวนการที่ค่อนข้างมีค่าใช้จ่ายสูงในเชิงเศรษฐกิจ นอกจากนี้ ด้วยคุณสมบัติของมัน วิธีการใดๆ ก็ได้ให้ผลิตภัณฑ์บริสุทธิ์เพียง 90-99% ในขณะที่สิ่งเจือปนในรูปของโลหะและคาร์บอนยังคงเหมือนเดิม ดังนั้นเพียงแค่ได้รับสารไม่เพียงพอ ควรทำความสะอาดองค์ประกอบต่างประเทศในเชิงคุณภาพ

โดยทั่วไป การผลิตซิลิกอนจะดำเนินการในสองวิธีหลัก:

1. จากทรายขาวซึ่งเป็นซิลิกอนออกไซด์บริสุทธิ์ SiO 2 . เมื่อเผาด้วยโลหะที่มีฤทธิ์ (ส่วนใหญ่มักมีแมกนีเซียม) องค์ประกอบอิสระจะเกิดขึ้นในรูปแบบของการดัดแปลงแบบอสัณฐาน ความบริสุทธิ์ของวิธีนี้สูง ได้ผลิตภัณฑ์ด้วยผลผลิต 99.9 เปอร์เซ็นต์
2. วิธีการที่แพร่หลายมากขึ้นในระดับอุตสาหกรรมคือการเผาทรายหลอมเหลวด้วยโค้กในเตาเผาความร้อนแบบพิเศษ วิธีนี้ได้รับการพัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย N. N. Beketov

การประมวลผลเพิ่มเติมประกอบด้วยการนำผลิตภัณฑ์ไปสู่วิธีการทำให้บริสุทธิ์ ด้วยเหตุนี้จึงใช้กรดหรือฮาโลเจน (คลอรีน, ฟลูออรีน)

ซิลิคอนอสัณฐาน

ลักษณะของซิลิกอนจะไม่สมบูรณ์หากไม่พิจารณาการดัดแปลงแบบ allotropic แต่ละครั้งแยกกัน อันแรกเป็นอสัณฐาน ในสถานะนี้ สารที่เรากำลังพิจารณาคือผงสีน้ำตาลน้ำตาลที่กระจายตัวอย่างละเอียด มีการดูดความชื้นในระดับสูง แสดงกิจกรรมทางเคมีสูงเพียงพอเมื่อถูกความร้อน ภายใต้สภาวะมาตรฐาน สามารถโต้ตอบกับสารออกซิไดซ์ที่แรงที่สุด - ฟลูออรีนเท่านั้น

การเรียกซิลิกอนอสัณฐานเพียงแค่ผลึกชนิดหนึ่งไม่ถูกต้องทั้งหมด โครงตาข่ายแสดงให้เห็นว่าสารนี้เป็นเพียงรูปแบบหนึ่งของซิลิกอนที่กระจายตัวอย่างประณีตซึ่งอยู่ในรูปของผลึก ดังนั้น การดัดแปลงเหล่านี้จึงเป็นสารประกอบเดียวกัน

อย่างไรก็ตามคุณสมบัติของพวกมันต่างกันดังนั้นจึงเป็นเรื่องปกติที่จะพูดถึง allotropy ด้วยตัวของมันเอง ซิลิคอนอสัณฐานมีความสามารถในการดูดกลืนแสงสูง นอกจากนี้ ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ตัวบ่งชี้นี้สูงกว่ารูปแบบผลึกหลายเท่า ดังนั้นจึงใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคนิค ในรูปแบบที่พิจารณา (ผง) สารประกอบนี้ใช้กับพื้นผิวใดก็ได้ไม่ว่าจะเป็นพลาสติกหรือแก้ว จึงเป็นอะมอร์ฟัสซิลิกอนที่สะดวกต่อการใช้งานมาก แอปพลิเคชันขึ้นอยู่กับขนาดต่างๆ

แม้ว่าการสึกหรอของแบตเตอรี่ประเภทนี้จะค่อนข้างเร็ว ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเสียดสีของฟิล์มบาง ๆ ของสาร อย่างไรก็ตาม การใช้งานและความต้องการก็เพิ่มขึ้นเท่านั้น แท้จริงแล้ว แม้ในอายุการใช้งานที่สั้น เซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ซิลิคอนอสัณฐานก็สามารถให้พลังงานแก่ทั้งองค์กรได้ นอกจากนี้การผลิตสารดังกล่าวยังปราศจากของเสียซึ่งทำให้ประหยัดมาก

การดัดแปลงนี้ได้มาจากการลดสารประกอบด้วยโลหะออกฤทธิ์ เช่น โซเดียมหรือแมกนีเซียม

ผลึกซิลิกอน

การดัดแปลงเป็นประกายสีเงิน-เทาขององค์ประกอบที่เป็นปัญหา เป็นรูปแบบนี้เป็นที่ต้องการมากที่สุดและเป็นที่ต้องการมากที่สุด เนื่องจากชุดของคุณสมบัติเชิงคุณภาพที่สารนี้มี

ลักษณะของซิลิกอนที่มีตาข่ายคริสตัลรวมถึงการจำแนกประเภทเนื่องจากมีหลายประเภท:

1. คุณภาพอิเล็กทรอนิกส์ - คุณภาพที่บริสุทธิ์และสูงสุด เป็นประเภทนี้ที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อสร้างอุปกรณ์ที่ละเอียดอ่อนโดยเฉพาะ
2. คุณภาพพลังงานแสงอาทิตย์ ชื่อตัวเองกำหนดพื้นที่ใช้งาน นอกจากนี้ยังเป็นซิลิกอนที่มีความบริสุทธิ์สูง ซึ่งจำเป็นต่อการใช้งานเพื่อสร้างเซลล์แสงอาทิตย์คุณภาพสูงและใช้งานได้ยาวนาน ตัวแปลงไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของโครงสร้างผลึกนั้นมีคุณภาพและความทนทานต่อการสึกหรอสูงกว่าที่สร้างขึ้นโดยใช้การดัดแปลงแบบอสัณฐานโดยการสะสมบนพื้นผิวประเภทต่างๆ
3. ซิลิกอนทางเทคนิค ความหลากหลายนี้รวมถึงตัวอย่างของสารที่มีองค์ประกอบบริสุทธิ์ประมาณ 98% ทุกสิ่งทุกอย่างไปสู่สิ่งสกปรกประเภทต่างๆ:

• อลูมิเนียม;
• คลอรีน;
• คาร์บอน;
• ฟอสฟอรัสและอื่น ๆ

สารชนิดสุดท้ายที่พิจารณาจะใช้เพื่อให้ได้ซิลิคอนโพลีคริสตัล สำหรับสิ่งนี้จะมีการดำเนินการกระบวนการตกผลึกใหม่ เป็นผลให้ในแง่ของความบริสุทธิ์ได้ผลิตภัณฑ์ที่สามารถนำมาประกอบกับกลุ่มของคุณภาพพลังงานแสงอาทิตย์และอิเล็กทรอนิกส์

โดยธรรมชาติแล้วโพลีซิลิคอนเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลางระหว่างการดัดแปลงแบบอสัณฐานและผลึก ตัวเลือกนี้ใช้งานได้ง่ายกว่า ผ่านกระบวนการและทำความสะอาดด้วยฟลูออรีนและคลอรีนได้ดีกว่า

ผลิตภัณฑ์ที่ได้สามารถจำแนกได้ดังนี้:

• มัลติซิลิกอน;
• ผลึกเดี่ยว;
• คริสตัลโปรไฟล์;
• เศษซิลิกอน
• ซิลิกอนทางเทคนิค
• ของเสียจากการผลิตในรูปเศษและเศษของสสาร

แต่ละคนพบการใช้งานในอุตสาหกรรมและใช้งานโดยบุคคลอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นสิ่งที่เกี่ยวข้องกับซิลิคอนจึงถือว่าปราศจากของเสีย สิ่งนี้ช่วยลดต้นทุนทางเศรษฐกิจได้อย่างมากโดยไม่ส่งผลกระทบต่อคุณภาพ

การใช้ซิลิกอนบริสุทธิ์

การผลิตซิลิกอนในอุตสาหกรรมนั้นค่อนข้างดีและมีขนาดค่อนข้างใหญ่ เนื่องจากธาตุนี้ทั้งบริสุทธิ์และอยู่ในรูปของสารประกอบต่างๆ แพร่หลายและเป็นที่ต้องการในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีต่างๆ

ผลึกซิลิกอนและอสัณฐานใช้ในรูปแบบบริสุทธิ์ที่ไหน

1. ในโลหะวิทยาเป็นสารเติมแต่งที่สามารถเปลี่ยนคุณสมบัติของโลหะและโลหะผสมของพวกมันได้ ดังนั้นจึงใช้ในการถลุงเหล็กและเหล็กกล้า
2. สารประเภทต่าง ๆ ที่ใช้ในการผลิตรุ่นที่สะอาดกว่า - โพลีซิลิคอน
3. สารประกอบซิลิกอนที่มีทั้งอุตสาหกรรมเคมีที่ได้รับความนิยมเป็นพิเศษในปัจจุบัน วัสดุซิลิโคนถูกนำมาใช้ในการแพทย์ ในการผลิตจาน เครื่องมือ และอื่นๆ อีกมากมาย
4. การผลิตแผงโซลาร์เซลล์ต่างๆ วิธีการรับพลังงานนี้เป็นวิธีที่มีแนวโน้มมากที่สุดวิธีหนึ่งในอนาคต เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม คุ้มค่า และทนทาน - ข้อได้เปรียบหลักของการผลิตไฟฟ้าดังกล่าว
5. ซิลิคอนสำหรับไฟแช็คถูกใช้มาเป็นเวลานานมาก แม้แต่ในสมัยโบราณ ผู้คนใช้หินเหล็กไฟเพื่อสร้างประกายไฟเมื่อจุดไฟ หลักการนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการผลิตไฟแช็คประเภทต่างๆ วันนี้มีสายพันธุ์ที่หินเหล็กไฟถูกแทนที่ด้วยโลหะผสมขององค์ประกอบบางอย่างซึ่งให้ผลลัพธ์ที่รวดเร็วยิ่งขึ้น (เกิดประกายไฟ)
6. อิเล็กทรอนิกส์และพลังงานแสงอาทิตย์
7. การผลิตกระจกเงาในอุปกรณ์เลเซอร์แก๊ส

ดังนั้นซิลิกอนบริสุทธิ์จึงมีคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์และพิเศษมากมายที่ช่วยให้สามารถใช้เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่สำคัญและจำเป็นได้

การใช้สารประกอบซิลิกอน

นอกจากสารธรรมดาแล้ว ยังใช้สารประกอบซิลิกอนหลายชนิดและแพร่หลายมาก มีสาขาอุตสาหกรรมทั้งหมดที่เรียกว่าซิลิเกต เธอเป็นผู้ที่ใช้สารต่าง ๆ ซึ่งรวมถึงองค์ประกอบที่น่าอัศจรรย์นี้ สารประกอบเหล่านี้คืออะไรและผลิตจากอะไร?

1. ควอตซ์หรือทรายแม่น้ำ - SiO 2 ใช้สำหรับการผลิตวัสดุก่อสร้างและวัสดุตกแต่ง เช่น ซีเมนต์และแก้ว ที่วัสดุเหล่านี้ถูกนำมาใช้ทุกคนรู้ ไม่มีโครงสร้างใดที่เสร็จสมบูรณ์หากไม่มีส่วนประกอบเหล่านี้ ซึ่งยืนยันถึงความสำคัญของสารประกอบซิลิกอน
2. เซรามิกซิลิเกต ซึ่งรวมถึงวัสดุต่างๆ เช่น เครื่องปั้นดินเผา พอร์ซเลน อิฐ และผลิตภัณฑ์จากวัสดุดังกล่าว ส่วนประกอบเหล่านี้ใช้ในยา ในการผลิตจาน เครื่องประดับตกแต่ง ของใช้ในครัวเรือน ในการก่อสร้าง และพื้นที่ครัวเรือนอื่น ๆ ของกิจกรรมของมนุษย์
3. - ซิลิโคน ซิลิกาเจล น้ำมันซิลิโคน
4. กาวซิลิเกต - ใช้เป็นเครื่องเขียน ในงานดอกไม้ไฟและการก่อสร้าง

ซิลิคอนซึ่งมีราคาแตกต่างกันไปตามตลาดโลก แต่ไม่ผ่านเครื่องหมาย 100 รูเบิลรัสเซียต่อกิโลกรัม (ต่อผลึก) จากบนลงล่าง เป็นสารที่เป็นที่ต้องการและมีค่า โดยธรรมชาติแล้ว สารประกอบของธาตุนี้ยังแพร่หลายและนำไปใช้ได้

บทบาททางชีวภาพของซิลิกอน

จากมุมมองที่มีความสำคัญต่อร่างกาย ซิลิกอนมีความสำคัญ เนื้อหาและการกระจายในเนื้อเยื่อมีดังนี้:

• 0.002% - กล้ามเนื้อ;
• 0.000017% - กระดูก;
• เลือด - 3.9 มก. / ล.

ทุกวันควรได้รับซิลิกอนประมาณหนึ่งกรัมไม่เช่นนั้นโรคจะเริ่มพัฒนา ไม่มีอันตรายถึงตายในหมู่พวกเขา อย่างไรก็ตาม ความอดอยากซิลิกอนที่ยืดเยื้อนำไปสู่:

• ผมร่วง;
• การปรากฏตัวของสิวและสิว;
• ความเปราะบางและความเปราะบางของกระดูก
• การซึมผ่านของเส้นเลือดฝอยง่าย
• ความเหนื่อยล้าและปวดหัว
• การปรากฏตัวของรอยฟกช้ำและรอยฟกช้ำมากมาย

สำหรับพืช ซิลิคอนเป็นองค์ประกอบสำคัญที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตและการพัฒนาตามปกติ การทดลองในสัตว์ทดลองแสดงให้เห็นว่าผู้ที่บริโภคซิลิกอนในปริมาณที่เพียงพอในแต่ละวันจะเติบโตได้ดีขึ้น

ซิลิคอน(IV) ออกไซด์

คุณสมบัติทางเคมี

ซิลิคอนไดออกไซด์มันคืออะไร? ตามวิกิพีเดีย ซิลิคอนออกไซด์เตตระวาเลนต์เป็นส่วนหนึ่งของหินเกือบทั้งหมด สารประกอบทางเคมีนี้มีลักษณะเป็นผลึกไม่มีสี มีจุดหลอมเหลวค่อนข้างสูง สูตรซิลิกอนไดออกไซด์: SiO2. สูตรเคมีซิลิกาจะเหมือนกับสูตรซิลิกอนไดออกไซด์ จุดหลอมเหลวอยู่ที่ประมาณ 1600 องศาเซลเซียส

สารนี้อยู่ในกลุ่มของกรดออกไซด์ เป็นไดอิเล็กตริก และมีการดัดแปลงผลึกหลายรูปแบบ ภายใต้การกระทำของอุณหภูมิและความดันสูง สารจะกลายเป็น coesite และ stishovite มีการดัดแปลงและรูปแบบต่างๆ quartzine, โอปอล, authigenic quartz, chalcedony; Amorphous Silicon Dioxide เป็นแก้วควอทซ์

การใช้ซิลิกา

สารเนื่องจากรูปแบบที่หลากหลายจึงถูกนำมาใช้ในด้านต่างๆ แร่นี้ใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์แก้ว สารกัดกร่อน คอนกรีตและเซรามิก เป็นสารตัวเติมระหว่างการผลิตยางเพื่อให้ได้ซิลิกอน ในการผลิตวัสดุทนไฟ ในโครมาโตกราฟี คริสตัลควอตซ์ใช้สำหรับการผลิตไฟแช็ค อุปกรณ์อัลตราโซนิก และในงานวิศวกรรมวิทยุ สาหร่ายบางชนิดมีส่วนทำให้เกิดการสะสมของซิลิกาในชีวมณฑลและทำหน้าที่ทางชีวเคมี สารประกอบนี้ยังใช้เป็นอิมัลซิไฟเออร์ในอุตสาหกรรมอาหาร ( E551) เติมลงในยาสีฟัน ใช้เป็นฉนวนในการผลิตสายไฟเบอร์ออปติกใช้เป็นองค์ประกอบความร้อนในบุหรี่ไฟฟ้า ในเครื่องประดับและอื่น ๆ ซิลิคอนไดออกไซด์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในทางการแพทย์ในฐานะสารเพิ่มปริมาณ สารเติมแต่งอาหาร หรือในรูปของสารดูดซับ

ซิลิคอนไดออกไซด์: อันตรายและประโยชน์

สารนี้ไม่สามารถก่อให้เกิดอันตรายต่อร่างกายได้มากนัก เนื่องจากเมื่อเข้าสู่ทางเดินอาหาร จะไม่ถูกดูดซึมผ่านผนังของกระเพาะอาหารและขับออกมาไม่เปลี่ยนแปลง อาหารเสริม อี 551มีอยู่ในอาหารหลายชนิด เช่น น้ำตาล นมผง นกกระจิบ มันฝรั่งทอด แครกเกอร์ เครื่องดื่มแอลกอฮอล์และขนม เมื่อใช้อย่างถูกต้อง ยาอันตรายของคอลลอยด์ซิลิกอนไดออกไซด์ก็หายไปเช่นกัน

ผลทางเภสัชวิทยา

ตัวดูดซับสร้างใหม่

เภสัชพลศาสตร์และเภสัชจลนศาสตร์

ซิลิกามีความสามารถในการดูดซับค่อนข้างสูง สารจับและขจัดเอ็นไซม์ต่างๆ ออกจากร่างกาย angigen , ผลิตภัณฑ์สลายเนื้อเยื่อ จุลินทรีย์ และอาหาร สารก่อภูมิแพ้ . สารนี้ถูกใช้อย่างแข็งขันในการอพยพยา น้ำ และสารพิษบางชนิด หลังจากเจาะเข้าไปในทางเดินอาหารตัวแทนจะไม่ได้รับการดูดซึมอย่างเป็นระบบไม่สะสมในร่างกาย

เมื่อใช้เฉพาะที่ สารนี้จะป้องกันการเปลี่ยนแปลงของเนื้อเยื่อที่เป็นเนื้อตาย ส่งเสริมการสมานแผล

ข้อบ่งชี้ในการใช้งาน

ในทางการแพทย์ใช้ซิลิคอนไดออกไซด์คอลลอยด์:

• กับการติดเชื้อในลำไส้ อาหาร การติดเชื้อที่เป็นพิษ , โรคภูมิแพ้ ;
• กับภายนอกและภายนอก ความมึนเมา ;
• เป็นส่วนหนึ่งของการรักษาพิษเฉียบพลันที่ซับซ้อน
• ที่ ถอนแอลกอฮอล์ ;
• ในการรักษาโรคหนองอักเสบของเนื้อเยื่ออ่อน, ฝี, แผลเป็นหนอง, เสมหะ , โรคเต้านมอักเสบ .

ข้อห้าม

ห้ามใช้สารนี้อย่างเป็นระบบในช่วงที่อาการกำเริบ ที่ การพังทลายของกระเพาะอาหาร และลำไส้อุดตัน ยานี้ไม่ได้ใช้กับการทำให้เป็นเม็ดและทำความสะอาดแผลปลอดเชื้อ

ผลข้างเคียง

ซิลิกาเมื่อรับประทานเข้าไปสามารถทำให้เกิด. ด้วยการสัมผัสเฉพาะที่ - เพื่อสร้างเปลือกที่ป้องกันการเติมอากาศตามปกติของผิวบาดแผล

คำแนะนำสำหรับการใช้งาน (วิธีการและปริมาณ)

สารนี้นำมารับประทานตามคำแนะนำที่แนบมากับยา

ยาเกินขนาด

ในกรณีที่ให้ยาเกินขนาด ผู้ป่วยอาจประสบ อาหารไม่ย่อย . ไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับกรณีของการใช้ยาเกินขนาด

ปฏิสัมพันธ์

ยาเมื่อรับประทานสามารถลดประสิทธิภาพของยาที่รับประทานควบคู่กันได้ ควรมีช่วงเวลาหนึ่งชั่วโมงระหว่างการใช้ยาอื่น

ซิลิคอนไดออกไซด์หรือที่เรียกว่าวัตถุเจือปนอาหารภายใต้หมายเลข E551 มีรูปแบบของสารผลึกที่ไม่มีสี สารประกอบนี้มีความแข็งแรงและความแข็งสูง ไดออกไซด์ทนต่อกรดและไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ

ในธรรมชาติ สารประกอบนี้สามารถพบได้ในรูปของควอตซ์ ทรายธรรมดาประกอบด้วยเม็ดควอทซ์ขนาดเล็ก ไดออกไซด์ในรูปแบบนี้ใช้ในพื้นที่และเทคโนโลยีที่ไม่มีข้อกำหนดสำหรับความบริสุทธิ์ระดับสูงของวัสดุ ซิลิกอนออกไซด์ในรูปของผลึกแสดงโดยแจสเปอร์, หินคริสตัล, อาเกต, โมเรียน, อเมทิสต์, โมรา, บุษราคัม ที่ก้นมหาสมุทร ซิลิคอนไดออกไซด์อสัณฐานเกิดจากสาหร่ายที่ตายแล้วและซิลิเอต

สารสังเคราะห์ได้มาจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของซิลิกอนที่อุณหภูมิประมาณ 500 องศาเซลเซียสในบรรยากาศออกซิเจน

สารเติมแต่งอาหาร E551 เรียกอีกอย่างว่าแอโรซิล, ซิลิคอนไดออกไซด์อสัณฐาน, ซิลิกา, เขม่าขาว, ไดออกไซด์ที่กระจายอย่างประณีต

ซิลิคอนไดออกไซด์: การประยุกต์ใช้

อาหารซิลิกอนไดออกไซด์เนื่องจากคุณสมบัติของมันถูกใช้เป็นอิมัลซิไฟเออร์และสารที่ป้องกันการจับตัวเป็นก้อนและจับตัวเป็นก้อน อาหารเสริมตัวนี้สามารถพบได้ในกลุ่มผลิตภัณฑ์ต่อไปนี้:

• ผลิตภัณฑ์นมหมัก ส่วนใหญ่มักจะอยู่ในชีส;
• เครื่องปรุงรส, เครื่องเทศ, เครื่องเทศแห้ง;
• ขนม, ขนมหวาน;
• อาหารที่เป็นผง เช่น เกลือ น้ำตาล แป้ง
• ขนมขบเคี้ยว, มันฝรั่งทอด, ถั่วในเคลือบต่างๆ, ขนมขบเคี้ยวเบียร์, แครกเกอร์;
• เครื่องดื่มแอลกอฮอล์.

ซิลิคอนไดออกไซด์พบว่ามีการประยุกต์ใช้ในการผลิตยาสีฟัน สารดูดซับและยาบางชนิด

สารประกอบนี้ใช้ในการผลิตเซรามิก, แก้ว, สารกัดกร่อน, ผลิตภัณฑ์คอนกรีต, เป็นสารตัวเติมในการผลิตยาง, สำหรับการผลิตซิลิกอน, ระหว่างการผลิตวัสดุทนไฟซิลิกา, ในด้านโครมาโตกราฟี ฯลฯ เนื่องจาก คุณสมบัติเพียโซอิเล็กทริกที่ครอบครองโดยผลึกของสาร การใช้ไดออกไซด์ซิลิกอนที่พบในการติดตั้งด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง เช่นเดียวกับวิศวกรรมวิทยุ

ฟิล์มออกไซด์ที่ผลิตขึ้นเองเทียมถูกใช้เป็นฉนวนระหว่างการผลิตไมโครเซอร์กิตและส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ไดออกไซด์ในรูปแบบหลอมรวมบริสุทธิ์ รวมกับส่วนผสมพิเศษต่างๆ ใช้ในการผลิตสายเคเบิลใยแก้วนำแสง

ซิลิคอนไดออกไซด์: อันตราย

ซิลิกอนไดออกไซด์ในอาหารหรือที่เรียกว่าสารเติมแต่งภายใต้หมายเลข E551 รวมอยู่ในกลุ่มของสารประกอบทางเคมีที่ได้รับการอนุมัติให้ใช้ในกระบวนการผลิตอาหาร แต่ตามคำเตือนของผู้เชี่ยวชาญหลายคน ซิลิคอนไดออกไซด์ก็เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์เช่นกัน ซึ่งแสดงออกมาในกรณีที่มีปฏิสัมพันธ์กับสารประกอบ

อย่างไรก็ตาม เป็นที่น่าสังเกตว่าซิลิกอนไดออกไซด์สามารถก่อให้เกิดอันตรายได้ หากละเลยข้อควรระวังเมื่อทำงานกับสารในรูปแบบบริสุทธิ์ ตัวอย่างเช่น ฝุ่นที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาของไดออกไซด์กับสารเคมีอื่น ๆ อาจทำให้เกิดการระคายเคืองอย่างรุนแรงต่อปอดและหลอดลมของบุคคล

ในกรณีของการใช้สารภายใน มันจะผ่านทางเดินอาหารในสภาพที่ไม่เปลี่ยนแปลง แล้วออกจากร่างกายตามธรรมชาติ นอกจากนี้เรายังทราบด้วยว่าในฝรั่งเศสเป็นเวลาสิบห้าปีที่มีการศึกษาเกี่ยวกับสารเติมแต่งนี้ซึ่งแสดงให้เห็นว่าในกรณีของน้ำดื่มที่มี ระดับสูงปริมาณไดออกไซด์ช่วยลดความเสี่ยงในการเกิดโรคอัลไซเมอร์ได้มากถึง 11%

บทความยอดนิยมอ่านบทความเพิ่มเติม

02.12.2013

เราทุกคนเดินมากในระหว่างวัน แม้ว่าเราจะมี ภาพอยู่ประจำชีวิตเรายังเดิน - ท้ายที่สุดเราไม่มี ...

610240 65 อ่านเพิ่มเติม

10.10.2013

ห้าสิบปีสำหรับการมีเพศสัมพันธ์อย่างยุติธรรมเป็นเหตุการณ์สำคัญหลังจากก้าวข้ามทุก ๆ วินาที ...

451130 117 อ่านเพิ่มเติม

02.12.2013

ในยุคของเรา การวิ่งไม่ได้ทำให้เกิดการวิจารณ์ที่คลั่งไคล้อีกต่อไป เหมือนกับเมื่อสามสิบปีที่แล้ว แล้วสังคมจะ...

356878 41 อ่านเพิ่มเติม

ซิลิคอนไดออกไซด์ (ซิลิกา ซิลิคอนไดออกไซด์ ซิลิกา) เป็นสารที่ประกอบด้วยผลึกไม่มีสีที่มีความแข็งแรงสูง ความแข็ง และการหักเหของแสง ซิลิคอนไดออกไซด์ทนต่อกรดและไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ เมื่ออุณหภูมิของปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น สารจะทำปฏิกิริยากับด่าง ละลายในกรดไฮโดรฟลูออริก และเป็นไดอิเล็กตริกที่ดีเยี่ยม

ในธรรมชาติซิลิคอนไดออกไซด์นั้นค่อนข้างแพร่หลาย: ผลึกซิลิกอนออกไซด์นั้นมีแร่ธาตุเช่นแจสเปอร์, อาเกต (สารประกอบผลึกละเอียดของซิลิกอนไดออกไซด์), หินคริสตัล (ผลึกขนาดใหญ่ของสาร), ควอตซ์ (ซิลิคอนไดออกไซด์อิสระ), โมรา อเมทิสต์, โมเรียน, บุษราคัม (ผลึกสีซิลิกอนไดออกไซด์)

ภายใต้สภาวะปกติ (ที่อุณหภูมิและความดันแวดล้อมตามธรรมชาติ) มีการดัดแปลงผลึกของซิลิกอนไดออกไซด์สามแบบ ได้แก่ ไตรไดไมต์ ควอตซ์ และคริสโตบาไลต์ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ซิลิกอนไดออกไซด์จะเปลี่ยนเป็นโคไซต์ก่อน จากนั้นจึงกลายเป็นสตีโชไวท์ (แร่ที่ค้นพบในปี 2505 ในปล่องอุกกาบาต) จากการวิจัยพบว่า stishovite ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของซิลิกอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของเสื้อคลุมของโลก

สูตรทางเคมีของสารคือ SiO2

ได้รับซิลิกอนไดออกไซด์

ซิลิคอนไดออกไซด์ผลิตขึ้นทางอุตสาหกรรมในโรงงานควอตซ์ที่ผลิตควอตซ์เข้มข้น ซึ่งใช้ในอุตสาหกรรมเคมีและอิเล็กทรอนิกส์ ในการผลิตเลนส์ ฟิลเลอร์สำหรับยางและสี เครื่องประดับ ฯลฯ ซิลิกอนไดออกไซด์ธรรมชาติหรือที่เรียกว่าซิลิกามีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้าง (วัสดุคอนกรีต ทราย เสียงและความร้อน)

การรับซิลิกอนไดออกไซด์ในลักษณะสังเคราะห์จะดำเนินการโดยการกระทำของกรดกับโซเดียมซิลิเกตในบางกรณี - ในซิลิเกตที่ละลายน้ำได้อื่น ๆ หรือโดยวิธีการจับตัวของคอลลอยด์ซิลิกาภายใต้อิทธิพลของไอออน นอกจากนี้ ซิลิคอนไดออกไซด์ยังได้มาจากการออกซิไดซ์ซิลิกอนกับออกซิเจนที่อุณหภูมิประมาณ 500 องศาเซลเซียส

การใช้ซิลิกอนไดออกไซด์

พบวัสดุที่มีซิลิกอน ประยุกต์กว้างทั้งในด้านเทคโนโลยีชั้นสูงและ ชีวิตประจำวัน. ซิลิคอนไดออกไซด์ใช้ในการผลิตแก้ว เซรามิก ผลิตภัณฑ์คอนกรีต วัสดุกัดกร่อน เช่นเดียวกับวิศวกรรมวิทยุ อุปกรณ์อัลตราโซนิก ไฟแช็ค ฯลฯ ซิลิกอนไดออกไซด์ใช้ในการผลิตสายไฟเบอร์ออปติกร่วมกับส่วนผสมหลายอย่าง

ซิลิคอนไดออกไซด์อสัณฐานที่ไม่มีรูพรุนยังใช้ในอุตสาหกรรมอาหารเป็นสารเติมแต่ง ซึ่งจดทะเบียนภายใต้หมายเลข E551 ซึ่งป้องกันการจับตัวเป็นก้อนและการแตกตัวของผลิตภัณฑ์หลัก อาหารซิลิกอนไดออกไซด์ใช้ในอุตสาหกรรมยาเป็นยา enterosorbent ในการผลิตยาสีฟัน สารที่พบในมันฝรั่งแผ่น แครกเกอร์ ข้าวโพดแท่ง กาแฟสำเร็จรูป ฯลฯ

อันตรายของซิลิกอนไดออกไซด์

ได้รับการยืนยันอย่างเป็นทางการว่าสารซิลิกอนไดออกไซด์ผ่านทางเดินอาหารไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากนั้นจะถูกขับออกจากร่างกายอย่างสมบูรณ์ จากการวิจัย 15 ปีโดยผู้เชี่ยวชาญชาวฝรั่งเศส การใช้ น้ำดื่มที่มีปริมาณซิลิกอนไดออกไซด์ในอาหารสูงช่วยลดความเสี่ยงในการเกิดโรคอัลไซเมอร์ได้ 10%

ดังนั้นข้อมูลเกี่ยวกับอันตรายของซิลิกอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นสารเฉื่อยทางเคมีจึงเป็นเท็จ: อาหารเสริม E551 ที่รับประทานทางปากมีความปลอดภัยอย่างสมบูรณ์ต่อสุขภาพ

2. ซิลิกา M - ซิลิกาอสัณฐานที่ได้จากการฉายรังสีด้วยนิวตรอนที่รวดเร็วของซิลิกาอสัณฐานหรือผลึก ในกรณีนี้ ความหนาแน่นของซิลิกาอสัณฐานเดิมจะเพิ่มขึ้น ในขณะที่ซิลิกาที่เป็นผลึกจะลดลง ซิลิกา M ไม่เสถียรทางความร้อนและเปลี่ยนเป็นควอตซ์เมื่อเก็บไว้ที่ 930 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 16 ชั่วโมง ความหนาแน่นของมันคือ 2.26 เมื่อเทียบกับ 2.20 สำหรับแก้วควอทซ์หรือซิลิกาไมโครสัณฐาน อันที่จริง ซิลิกา M ที่ได้จากรูปแบบผลึกบางชนิดอาจแตกต่างกันเล็กน้อย

3. ซิลิกาไมโครสัณฐาน ได้แก่ โซล เจล ผง และแก้วที่มีรูพรุน ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยอนุภาคปฐมภูมิที่มีขนาดน้อยกว่าหนึ่งไมครอนหรือมีพื้นที่ผิวจำเพาะมากกว่า ~3 ตร.ม./กรัม (คำอธิบายโดยละเอียดของไมโครอะมอร์ฟัสซิลิกามีอยู่ในบทที่ 4 และ 5)

มีความเห็นว่าในความเป็นจริง ซิลิกาอสัณฐานไม่ใช่อสัณฐาน แต่ประกอบด้วยไมโครรีเจียนที่สั่งหรือคริสตัลที่มีขนาดเล็กมาก ซึ่งเมื่อตรวจสอบอย่างรอบคอบโดยการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ จะเห็นได้ว่าโครงสร้างของคริสโตบาไลต์ อย่างไรก็ตาม ในการศึกษาโดยวิธีการเลี้ยวเบนแบบธรรมดาสำหรับวัสดุดังกล่าว ตรงกันข้ามกับผลึกขนาดมหภาค จะได้รับแถบกว้างเท่านั้นในกรณีที่ไม่มีพีคแบบทวีคูณ ดังนั้นในเอกสารนี้ ซิลิกาดังกล่าวจะเรียกว่า "อสัณฐาน"

ภายใต้สภาพธรรมชาติ ซิลิกาชนิดไมโครสัณฐานจะเกิดขึ้นในกระบวนการควบแน่นจากเฟสไอที่พุ่งออกมาในระหว่างการปะทุของภูเขาไฟ หรือการตกตะกอนจากสารละลายซิลิกาที่อิ่มตัวยิ่งยวดในน้ำธรรมชาติและในสิ่งมีชีวิต ยกเว้นซิลิกา
ตกตะกอนในพืชหรือไดอะตอม ซิลิกาไมโครสัณฐานที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติมักจะมีการปนเปื้อนมากเกินไปที่จะเหมาะสำหรับการศึกษาความสามารถในการละลาย (การก่อตัวและคุณสมบัติของโอปอลธรรมชาติจะกล่าวถึงในบทที่ 4)

ซิลิกาไมโครอสัณฐานสังเคราะห์ภายใต้สภาวะห้องปฏิบัติการสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท:

1. พันธุ์กล้องจุลทรรศน์ที่ได้จากกระบวนการพิเศษในรูปของใบ ริบบิ้น และเส้นใย

2. รูปแบบอสัณฐานสามัญประกอบด้วยอนุภาค SiO2 ทรงกลมเบื้องต้นที่มีขนาดน้อยกว่า 1,000 A พื้นผิวที่เกิดขึ้นจาก SiO2 ที่ไม่มีน้ำหรือจากกลุ่ม SiOH อนุภาคดังกล่าวสามารถแยกหรือเชื่อมต่อกันในตารางสามมิติ ดังแสดงในรูปที่ 1.2: ก) อนุภาคที่ไม่ต่อเนื่องหรือแยกได้ ตามกรณีในโซล b) มวลรวมสามมิติที่เชื่อมต่อเป็นโซ่ด้วยพันธะไซลอกเซนที่จุดสัมผัสเช่นเดียวกับในเจล c) มวลรวมของอนุภาคสามมิติจำนวนมาก ตามที่สังเกตพบในแอโรเจล ซิลิกาที่ทำให้เกิดควัน และผงซิลิกาที่กระจายตัวบางส่วน

3. ซิลิกาอสัณฐานไฮเดรตในโครงสร้างที่อะตอมซิลิกอนทั้งหมดหรือเกือบทั้งหมดถูกยึดโดยกลุ่มไฮดรอกซิลหนึ่งกลุ่มหรือมากกว่า โครงสร้างโพลีเมอร์ประเภทนี้เกิดขึ้นเมื่อกรดโมโนซิลิซิกหรือกรดโอลิโกซิลิกเข้มข้นและทำให้เป็นโพลีเมอร์ในน้ำภายใต้สภาวะที่ทำให้สารละลายเป็นกรดเล็กน้อยและที่อุณหภูมิปกติหรือลดลง ปัจจุบันมีการอ้างว่าภายใต้สภาวะดังกล่าว ซิลิกาโพลิเมอไรเซชันเป็นอนุภาคทรงกลมขนาดเล็กมากซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 20-30 Å เมื่อความเข้มข้นแล้ว อนุภาคดังกล่าวจะจับตัวกันเป็นมวลเจลสามมิติโดยกักเก็บน้ำไว้ในช่องว่างระหว่างอนุภาค . ขนาดของช่องว่างดังกล่าวใกล้เคียงกับโมเลกุล ดังนั้นจึงสามารถกักเก็บน้ำไว้ได้ถึงอุณหภูมิ 60 °C ซึ่งสูงกว่าน้ำที่สามารถดูดซับน้ำได้

ภายใต้สภาวะปกติ โครงสร้างดังกล่าวจะไม่ถูกรักษาไว้เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าในระหว่างการเตรียมโซลและเจล ค่า pH จะไม่ต่ำพอจนกว่าจะถึงสภาวะสุดท้ายของระบบ และอุณหภูมิจะไม่คงอยู่ต่ำกว่า 60 °C

พื้นที่ผิวจำเพาะสูงและอัตราการละลายของซิลิกาอสัณฐานช่วยให้เกิดปฏิกิริยาที่จำเป็นที่อุณหภูมิต่ำกว่าที่จำเป็นสำหรับซิลิกาผลึกที่เป็นผง ปฏิกิริยาเคมีเพิ่มขึ้น ...

สำหรับการใช้งานบางอย่าง ควรทำให้พื้นผิวของซิลิกาหรือแก้วเปียกด้วยน้ำ แต่ในขณะเดียวกันไม่ควรมีพันธะอิออนไม่ชอบน้ำหรือไฮโดรเจนในลักษณะต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างการดูดซับของสารอินทรีย์ ...

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าซากดึกดำบรรพ์ที่เก่าแก่ที่สุดของสิ่งมีชีวิตคือสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน ซึ่งพบในเชิร์ต (microcrystalline silica) ซึ่งค้นพบโดย Barghorn และ Tyler และต่อมาได้ศึกษาโดยนักวิจัยหลายคน ...