Räni on metalloidne element aatomnumbriga 14 ja elemendi sümboliga Si. Puhtal kujul on see rabe, kõva tahke aine, millel on sinakashall metallik läige. See on kõige paremini tuntud oma tähtsuse poolest pooljuhina.
Kiired faktid: räni
- Elemendi nimi: Räni
- Elemendi sümbol: Si
- Aatomnumber: 14
- Välimus: Kristalne metalliline tahke aine
- Grupp: Rühm 14 (süsiniku rühm)
- Periood: Periood 3
- Kategooria: Metalloid
- Avastus: Jöns Jacob Berzelius (1823)
Räni põhifaktid
Aatomnumber: 14
Sümbol: Si
Aatommass: 28.0855
Avastus: Jons Jacob Berzelius 1824 (Rootsi)
Elektroni konfiguratsioon: [Ne] 3s23p2
Sõna päritolu: Ladina: silicis, silex: tulekiviga
Omadused: Räni sulamistemperatuur on 1410 ° C, keemistemperatuur 2355 ° C, erikaal on 2,33 (25 ° C), valentsiga 4. Kristalsel räni värvus on metalliliselt hallikas. Räni on suhteliselt inertne, kuid seda ründavad lahjendatud leelised ja halogeenid. Räni edastab üle 95% kõigist infrapuna lainepikkustest (1,3–6,7 mm).
Kasutusalad: Räni on üks kõige rohkem laialt kasutatavad elemendid
. Räni on oluline taimede ja loomade elus. Diatomid ekstraheerivad veest ränidioksiidi nende moodustamiseks raku seinad. Ränidioksiidi leidub taimetuhas ja inimese luustikus. Räni on terase oluline koostisosa. Ränikarbiid on oluline abrasiiv ja seda kasutatakse laserites koherentse valguse tekitamiseks lainepikkusel 456,0 nm. Ränist legeeritud gallium, arseen, boor jne. kasutatakse transistoride tootmiseks, päikesepatareid, alaldid ja muud olulised tahkis-elektroonikaseadmed. Silikoon on ränist valmistatud kasulike ühendite klass. Silikoonid ulatuvad vedelikest kõvade kuivainete hulka ja neil on palju kasulikke omadusi, sealhulgas kasutamiseks liimide, hermeetikute ja isolaatoritena. Ehitusmaterjalide valmistamiseks kasutatakse liiva ja savi. Ränidioksiidi kasutatakse klaasi valmistamiseks, millel on palju kasulikke mehaanilisi, elektrilisi, optilisi ja termilisi omadusi.Allikad: Räni moodustab massist 25,7% maakoorest, mis teeb teiseks kõige rikkalikumaks elemendiks (hapniku sisaldus ületatud). Räni leidub päikeses ja tähtedes. See on peamine komponent aeroliitidena tuntud meteoriitide klassis. Räni on ka tektiitide komponent, ebaselge päritoluga looduslik klaas. Räni pole looduses vaba. Tavaliselt esineb see oksiidi ja silikaatidena, sealhulgas liiv, kvarts, ametüst, ahhaat, tulekivi, jaspis, opaal ja tsitriin. Silikaatmineraalide hulka kuuluvad graniit, sarvesaba, päevakivi, vilgukivi, savi ja asbest.
Valmistamine: Räni võib valmistada ränidioksiidi ja süsiniku kuumutamisel elektriahjus süsinik-elektroodide abil. Amorfse räni võib valmistada pruuni pulbrina, mille saab seejärel sulatada või aurutada. Czochralski protsessi kasutatakse räni ühekristallide tootmiseks tahkis- ja pooljuhtseadiste jaoks. Hüperpuhast räni võib valmistada vaakum-ujukvöötme meetodil ja ultrapuhta triklorosilaani termilisel lagundamisel vesiniku atmosfääris.
Elementide klassifikatsioon: Semimetalliline
Isotoobid: Räni isotoope on teada vahemikus Si-22 kuni Si-44. Stabiilseid isotoope on kolm: Al-28, Al-29, Al-30.
Räni füüsikalised andmed
- Tihedus (g / cm3): 2.33
- Sulamispunkt (K): 1683
- Keemispunkt (K): 2628
- Välimus:Amorfne vorm on pruun pulber; kristalsel kujul on hall
- Aatomraadius (pm): 132
- Aatomimaht (cc / mol): 12.1
- Kovalentne raadius (pm): 111
- Ioonraadius: 42 (+ 4e) 271 (-4e)
- Spetsiifiline kuumus (@ 20 ° C J / g mol): 0.703
- Termotuumasüntees (kJ / mol): 50.6
- Aurustumissoojus (kJ / mol): 383
- Debye temperatuur (K): 625.00
- Paulingu negatiivsuse arv: 1.90
- Esimene ioniseeriv energia (kJ / mol): 786.0
- Oksüdeerumisseisundid: 4, -4
- Võre struktuur: Diagonaal
- Võre konstant (Å): 5.430
- CASi registrinumber: 7440-21-3
Räni tühiasi
- Räni on universumi kaheksanda arvukaim element.
- Elektroonika jaoks mõeldud ränikristallide puhtus peab olema üks miljard aatomit iga mitte räni aatomi kohta (puhtus 99,9999999%).
- Maakoores levinum räni vorm on ränidioksiid liiva või kvartsina.
- Räni, nagu vesi, laieneb vedelikust tahkeks muutudes.
- Ränioksiidi kristallid kvartsina on piesoelektrilised. Kvarti resonantssagedust kasutatakse paljudes täpsusega ajanäitajates.
Allikad
- Lõikur, Elizabeth G. (1978). Taime anatoomia. 1. osa Rakud ja koed (2. väljaanne). London: Edward Arnold. ISBN 0-7131-2639-6.
- Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Elementide keemia (2. väljaanne). Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-037941-9.
- Voronkov, M. G. (2007). "Räni ajastu". Vene ajakiri Rakenduskeemia. 80 (12): 2190. doi:10.1134 / S1070427207120397
- Weast, Robert (1984). CRC, keemia ja füüsika käsiraamat. Boca Raton, Florida: Keemilise Kummi Ettevõtte Kirjastus. lk. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
- Zulehner, Werner; Neuer, Bernd; Rau, Gerhard, "Räni", Ullmanni tööstuskeemia entsüklopeedia, Weinheim: Wiley-VCH, doi:10.1002 / 14356007.a23_721