سلیکن اور اس کی خصوصیات

سلکان کیمیائی علامت سی اور ایٹم نمبر والا ایک کیمیائی عنصر ہے۔ یہ نیلے رنگ کے بھوری دھاتی چمک کے ساتھ ایک سخت ، ٹوٹنے والا کرسٹل ٹھوس ہے اور یہ ایک ٹیٹراوالینٹ میٹالائڈ اور سیمیکمڈکٹر ہے۔ یہ وقتا. فوقتا. گروپ 14 کا ممبر ہے: کاربن اوپر ہے: کاربن اوپر ہے۔ یہ؛ جرمنیئم ، ٹن ، سیسہ ، اور پراسیوڈیمیم اس کے نیچے ہیں۔آکسیجن کے لئے اس کی اعلی کیمیائی وابستگی کی وجہ سے ، یہ 1823 تک نہیں تھا کہ جانس جیکوب برزیلیئس پہلے اسے تیار کرنے اور اسے خالص شکل میں خصوصیت دینے میں کامیاب تھا۔ اس میں آکسائڈز سلیکیٹس نامی آئنوں کا کنبہ تشکیل دیتے ہیں۔ اس کا پگھلنے والا نقطہ اور ابلتا ہوا نقطہ بالترتیب 1414 ° C اور 3265 ° C ہے ، جو تمام میٹلائڈز اور نون میٹلز میں دوسرے نمبر پر ہے ، جو بوران کے بعد دوسرے نمبر پر ہے۔سلیکن بڑے پیمانے پر کائنات میں آٹھویں سب سے عام عنصر ہے ، لیکن شاذ و نادر ہی زمین کی پرت میں ایک خالص عنصر کے طور پر پایا جاتا ہے۔ یہ کائناتی دھول ، کشودرگرہ اور سیاروں میں مختلف شکلوں میں سلیکا (سلیکن ڈائی آکسائیڈ) یا سلیکیٹ کی مختلف شکلوں میں وسیع پیمانے پر تقسیم کیا جاتا ہے۔ آکسیجن کے بعد ، زمین کی پرت کا 90 than سے زیادہ پرت سلیکیٹ معدنیات پر مشتمل ہے ، جس سے سلیکن کو آکسیجن کے بعد زمین کی پرت (تقریبا 28 ٪ بڑے پیمانے پر) میں دوسرا سب سے زیادہ پرچر عنصر بنایا جاتا ہے۔

زیادہ تر سلیکن تجارتی طور پر تنہائی کے بغیر استعمال کیا جاتا ہے ، اکثر قدرتی معدنیات کی کم سے کم پروسیسنگ کے ساتھ۔ اس طرح کے استعمال میں مٹی ، سلکا ریت اور پتھر کا استعمال کرتے ہوئے صنعتی تعمیر شامل ہوتی ہے۔ سلیکوں کے لئے پورٹلینڈ سیمنٹ میں سیلیکیٹ استعمال ہوتے ہیں ، اور بنانے کے لئے سلکا ریت اور بجری کے ساتھ مل جاتے ہیں۔ فٹ پاتھوں ، بنیادوں اور سڑکوں کے لئے کنکریٹ۔ وہ سفید سیرامکس جیسے چینی مٹی کے برتن کے ساتھ ساتھ روایتی سلیکیٹ پر مبنی سوڈا چونے کے گلاس اور بہت سے دوسرے خاص شیشے میں بھی استعمال ہوتے ہیں۔ سلیکن کاربائڈ جیسے سیلیکون مرکبات کو کھرچنے والے اور اجزاء کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ -اسٹرینتھ سیرامکس.سیلیکن وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والے مصنوعی پولیمر سلیکون کی اساس ہے۔

20 ویں صدی کے آخر تک 21 ویں صدی کے آغاز تک سلیکن ایج (جسے ڈیجیٹل ایج یا انفارمیشن ایج بھی کہا جاتا ہے) کے نام سے جانا جاتا ہے کیونکہ جدید دنیا کی معیشت پر عنصر سلیکن کے بہت زیادہ اثر کی وجہ سے۔ بہت ہی چھوٹا سا حصہ سیمی کنڈکٹر الیکٹرانکس میں استعمال ہونے والا اعلی طہارت عنصری سلیکن (<10 ٪ [حوالہ درکار]) ٹرانجسٹروں اور انٹیگریٹڈ سرکٹ چپس کے لئے اہم ہے جو زیادہ تر جدید ٹکنالوجیوں جیسے اسمارٹ فونز اور دیگر کمپیوٹرز میں استعمال ہوتا ہے۔ نیٹ ورکنگ اور مواصلات کے سازوسامان میں ، اور سیمیکمڈکٹر انڈسٹری 2027 تک 726.73 بلین ڈالر تک پہنچنے کی امید ہے۔سلیکن حیاتیات میں ایک لازمی عنصر ہے۔ زیادہ تر جانوروں کو صرف نشانات کی ضرورت ہوتی ہے ، لیکن کچھ سمندری اسپنج اور جرثومے ، جیسے ڈایٹومس اور ریڈیولرینز ، سلیکا سے بنے کنکال ڈھانچے کو چھپاتے ہیں۔ سلکا بہت سے پودوں کے ؤتکوں میں جمع ہوتا ہے۔

خصوصیات

جسمانی اور جوہری:

سلیکن ایٹم میں چودہ الیکٹران ہوتے ہیں۔ زمینی حالت میں ، ان کا اہتمام الیکٹرانک کنفیگریشن [NE] 3S23P2 میں کیا گیا ہے۔ اور سیسہ ، اس میں والنس مدار کی طرح والنس الیکٹران کی اتنی ہی تعداد ہے: اس طرح ، یہ اپنا آکٹٹ مکمل کرسکتا ہے اور گیس آرگون کنفیگریشن کے ذریعہ مستحکم جڑت کو حاصل کرسکتا ہے ، جس میں ایس پی 3 ہائبرڈ مدار تشکیل ہوتا ہے ، جس سے ٹیٹراہیڈرل چھ تشکیل ہوتا ہے۔4 مشتقات جس میں مرکزی سلیکن ایٹم چار ایٹموں میں سے ہر ایک کے ساتھ ایک الیکٹران جوڑی کا اشتراک کرتا ہے جس میں یہ پابند ہے۔ سلیکن کی پہلی چار آئنائزیشن توانائیاں 786.3 ، 1576.5 ، 3228.3 اور 4354.4 KJ/مول ہیں۔ یہ تعداد عنصر کی سادہ کیٹیشنک کیمسٹری کے امکان کو مسترد کرنے کے لئے کافی زیادہ ہے۔ وقتا فوقتا رجحان کی پیروی کرتے ہوئے ، اس کا سنگل بانڈ کوولینٹ رداس 117.6 بجے ہے ، جو کاربن (77.2 بجے) اور جرمینیم (122.3 بجے) کے درمیان ہے۔

برقی

معیاری درجہ حرارت اور دباؤ پر ، سلیکن ایک چمکدار سیمیکمڈکٹر ہے جس میں نیلے رنگ کے بھوری رنگ کی دھاتی چمک ہے۔ ایک عام سیمیکمڈکٹر کے طور پر ، اس کی مزاحمیت بڑھتی ہوئی درجہ حرارت کے ساتھ کم ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہوتی ہے کیونکہ سلیکن میں اس کی اعلی ترین مقبوضہ توانائی کی سطح (والنس بینڈ) اور سب سے کم غیر منقولہ توانائی کی سطح (کنڈکشن بینڈ) کے درمیان ایک چھوٹی سی توانائی کا فرق (بینڈ گیپ) ہوتا ہے۔ والنس اور کنڈکشن بینڈ کے درمیان اور وہ توانائی ہے جس پر کسی ریاست پر الیکٹرانوں کے قبضے کا امکان ہے۔ لہذا ، خالص سلیکن کمرے کے درجہ حرارت پر مؤثر طریقے سے ایک انسولیٹر ہے۔ تاہم ، فوسفورس ، آرسنک ، یا اینٹیمونی جیسے فوٹو ایکٹیو عناصر کے ساتھ سلیکن کو ڈوپنگ کرنا۔ ایک اضافی الیکٹران فی ڈوپینٹ ، جو اس کے بعد تھرمل یا فوٹوولیٹک طور پر کنڈکشن بینڈ میں پرجوش ہوسکتا ہے ، جس سے این ٹائپ سیمیکمڈکٹر تشکیل پائے گا۔ اسی طرح ، گروپ 13 کے عناصر جیسے بوران ، ایلومینیم ، یا گیلیم کے ساتھ ڈوپنگ سلیکن قبول کرنے والے کی سطح کو متعارف کراتا ہے جو الیکٹرانوں کو پھنساتا ہے جو بھرا ہوا والنس بینڈ سے پرجوش ہوسکتا ہے ، جس سے پی ٹائپ سیمیکمڈکٹر تشکیل دیا جاتا ہے۔ ٹائپ سلیکن ایک عام فرمی کی سطح کے ساتھ P-N جنکشن تیار کرتا ہے۔ الیکٹران N سے P تک بہتے ہیں ، جبکہ سوراخ P سے N تک بہتے ہیں ، جس سے وولٹیج ڈراپ پیدا ہوتا ہے۔ لہذا یہ P-N جنکشن ایک ڈایڈڈ کی طرح کام کرتا ہے اور باری باری کے موجودہ راستے کو بہتر بناتا ہے ، جس سے موجودہ کے لئے دوسرے کے بجائے ایک راستہ بہنا آسان ہوجاتا ہے۔ ٹرانجسٹر ایک N-P-N جنکشن ہے جس میں دو N-type کے درمیان کمزور P-قسم سلیکن کی ایک پتلی پرت ہے۔ خطے۔ ایک چھوٹے سے فارورڈ وولٹیج کے ذریعہ امیٹر کو متعین کرنا اور ایک بڑے ریورس وولٹیج کے ذریعہ کلکٹر ٹرانجسٹر کو ٹرائیڈ یمپلیفائر کے طور پر کام کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

کرسٹل ڈھانچہ

معیاری حالات میں ، سلیکن وشال کوولینٹ ڈھانچے میں خاص طور پر ڈائمنڈ کیوبک جالی (خلائی گروپ 227) میں کرسٹالائز کرتا ہے۔ لہذا ، اس میں 1414 ° C کا ایک اعلی پگھلنے کا مقام ہے کیونکہ مضبوط ہم آہنگی کے بانڈز کو توڑنے اور ٹھوس پگھلنے کے لئے بہت ساری توانائی کی ضرورت ہے۔ پگھلنے والے سلیکن کے بعد ، طویل فاصلے تک ٹیٹراہیڈرل بانڈز کا نیٹ ورک ٹوٹ گیا ہے اور نیٹ ورک میں موجود ویوڈس پانی کی برف کی طرح بھرا ہوا ہے جب پگھلنے کے دوران ہائیڈروجن بانڈ ٹوٹ جاتے ہیں۔ اس میں معیاری دباؤ میں کوئی تھرموڈینیٹک طور پر مستحکم الاٹروپ نہیں ہوتا ہے ، لیکن کئی دیگر کرسٹل ڈھانچے اعلی دباؤ میں جانا جاتا ہے۔ عام رجحان یہ ہے کہ دباؤ کے ساتھ ہم آہنگی کی تعداد بڑھ جاتی ہے ، آخر کار تقریبا 40 جی پی اے کے ہیکساگونل قریب سے بھری ہوئی الاٹروپ تشکیل دینا ، جسے SI-VII کہا جاتا ہے (معیاری مختلف قسم SI-I ہے) .بیسی 8 (یا بی سی 8) کے نام سے جانا جاتا الاٹروپ میں جسم پر مبنی کیوبک جعلی ہوتا ہے جس میں آٹھ ایٹم فی اصل یونٹ سیل ہوتے ہیں۔ (خلائی گروپ 206) ، ہائی پریشر پر تیار کیا جاسکتا ہے اور کم دباؤ پر میٹاسٹیبل رہتا ہے۔ اس کی خصوصیات کا تفصیل سے مطالعہ کیا گیا ہے۔

سلیکن 3265 ° C پر ابلتا ہے: اگرچہ زیادہ ہے ، یہ اب بھی اس درجہ حرارت سے کم ہے جس میں اس کا ہلکا کونجر کاربن سبم (3642 ° C) ہے ، اور سلیکن کی بخارات کی گرمی بھی کاربن سے کم ہے ، جو اس سے متعلق ہے۔ سی سی بانڈ سے سی سی بانڈ کا تناسب کمزور ہے۔سلیسین کی گرافین جیسی پرتیں بھی تعمیر کی جاسکتی ہیں۔

آاسوٹوپس

قدرتی طور پر پائے جانے والے سلیکن میں تین مستحکم آاسوٹوپس ، 28SI (92.23 ٪) ، 29SI (4.67 ٪) اور 30SI (3.10 ٪) پر مشتمل ہوتا ہے۔ ان میں سے صرف 29SI کو NMR اور EPR سپیکٹروسکوپی کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے ، کیونکہ یہ جوہری ایٹلی کے ساتھ واحد مادہ ہے۔ اسپن (i = 1/2). تمام تین آکسیجن دہن کے عمل سے قسم IA سپرنووا [49] [50] میں تیار کیے جاتے ہیں ، جہاں الفا عمل کے حصے کے طور پر 28SI تیار کیا جاتا ہے اور اسی وجہ سے الفا کے ساتھ سب سے زیادہ وافر ہے۔ فوٹوڈیکے کی بحالی کے ذریعے ستاروں میں ذرات ، ایک ایسا عمل جس کو سلیکن برننگ کہا جاتا ہے۔ یہ نیوکلیوسینتھیسس کا آخری مرحلہ ہے اس سے پہلے کہ اسٹار تیزی سے گرنے اور ٹائپ II کے سپرنووا میں پرتشدد طور پر پھٹ جاتا ہے۔

بیس ریڈیووسوٹوپ کی خصوصیت کی گئی ہے ، دو انتہائی مستحکم 32SI کے ساتھ تقریبا 150 150 سال کی نصف زندگی اور 31SI کی نصف زندگی 2.62 گھنٹوں کی نصف زندگی ہے۔ باقی ریڈیوواسٹوپس میں نصف زندگی سات سیکنڈ سے بھی کم ہے ، اور زیادہ تر آدھا حصہ ہے۔ ایک سیکنڈ کے دسواں حصے سے بھی کم کی زندگی۔ سیلیکن میں ایک نامعلوم جوہری آئسومر ، 34MSI ہے ، جس کی نصف زندگی 210 NS.32SI سے کم ہے جس میں کم توانائی بیٹا کشی 32p تک ہے اور پھر 32s تک مستحکم ہوجاتی ہے۔ 31SI قدرتی سلکان کو نیوٹران ایکٹیویشن کے ذریعہ تیار کیا جاسکتا ہے اور اس طرح مقداری تجزیہ کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔ اس کا آسانی سے اس کے مستحکم 31p خصوصیت بیٹا کشی کے ذریعہ پتہ چل سکتا ہے ، جہاں خارج شدہ الیکٹران 1.48 میویو تک کی توانائیاں رکھتے ہیں۔

سلیکن کے معروف آاسوٹوپس میں عوام 22 سے 44 تک ہے۔ تین مستحکم آاسوٹوپس سے کم عوام کے ساتھ آاسوٹوپس کے لئے سب سے عام کشی کا موڈ ریورس بیٹا کشی ہے ، جس میں ایلومینیم آاسوٹوپ (13 پروٹون) کی بنیادی تشکیل کے ساتھ ڈیکے پروڈکٹ ہے۔ بھاری غیر مستحکم آاسوٹوپس کے لئے کشی کا سب سے عام طریقہ بیٹا کشی ہے ، جس میں فاسفورس آاسوٹوپ (15 پروٹونز) کو کشی کی مصنوعات کے طور پر نمایاں تشکیل دیا گیا ہے۔سلیکن زمینی پانی اور ندی کی نقل و حمل کے ذریعے سمندر میں داخل ہوسکتا ہے۔ بلک زمینی پانی کے ان پٹ میں فلووئل سلیکن ان پٹ سے مختلف آئسوٹوپک مرکب ہوتا ہے۔ زمینی پانی اور ندی کی نقل و حمل میں آئسوٹوپ تبدیلیاں سمندر میں 30SI اقدار میں تبدیلی کا باعث بنتی ہیں۔ اس میں بڑے اختلافات موجود ہیں۔ بحر اوقیانوس اور بحر الکاہل کے درمیان دنیا کے مختلف سمندری طاسوں میں گہرے پانی کے آاسوٹوپ کی اقدار میں ، 0.3 ‰ سے زیادہ گہرا پانی 30SI میلان ہے ۔30SI اکثر پیداوری کے ساتھ وابستہ ہوتا ہے۔