Найти в Дзене
Леди Инженер

Что такое силикон?

Где только я не встречаю это слово. По началу оно ассоциировалось у меня исключительно с грудными имплантами, потом я узнала, что этот материал можно, например, колоть в губы для их увеличения (ну допустим), потом он появился в составе кремов и шампуней (а вот это уже непонятно как и для чего), далее в кондиционере для белья (ещё неожиданнее), а однажды я зашла в строительный магазин и увидела там силиконовый герметик (тут уж совсем непонятно стало), а ведь можно ещё вспомнить Силиконовую долину в Калифорнии - центр базирования высокотехнологичных компаний (почему она так называется?). Стало очевидно, что речь идёт не о каком-то конкретном веществе, а о целом классе веществ. Решила разобраться и вот что узнала.

Силиконы - это действительно целый класс веществ, поначалу к ним относились кислородосодержащие высокомолекулярные кремнийорганические соединения с химической формулой [R2SiO]n, где R = органическая группа; ну а сейчас это понятие стало намного шире и к ним относят множество других подобных соединений, зачастую руководствуясь правилом - лишь бы кремний присутствовал.

Давайте по порядку, чтобы было яснее.

Кремний - элемент в таблице Менделеева, обозначаемый буквами Si, т.е. по-латински "Silicium" (Силициум). Англичане называют его "silicon". Термин же "силикон" по-английски пишется с буквой "е" на конце, т.е. "silicone" - получаем два похоже звучащих и пишущихся слова, но обозначающих разные понятия. Термин "silicone" был предложен английским химиком Фредериком Киппингом, но не с целью всех запутать (хотя это ему удалось), а с целью придать слову кремний новое окончание в соответствии с "химическим словообразованием" для обозначения нового класса веществ. И вот кстати из-за этой буквы "е", с которой теперь все вынуждены мириться, произошла путаница в названии долины. Долина на самом деле, переводя на русский, называется Кремниевая, т.е. по названию элемента, но мало того, что во всем мире за ней закрепился термин "Силиконовая", так и в самих штатах люди не обращают внимание на отсутствие буквы "е". На эту тему здорово высказался Стив Гибсон: "интегральные схемы создаются из тонких, круглых, плоских пластин сверхчистого кремния. Это отнюдь не то же самое, что силикон. Силиконовая долина — это то, что видят некоторые голливудские актрисы, когда смотрят себе под ноги. Кремниевая долина — это место в Северной Калифорнии, где делают микросхемы".

"Штаб квартира" Yahoo!
"Штаб квартира" Yahoo!

Давайте немножко разъясню формулу для тех, кто подзабыл химию. Начнём с другого химического элемента - углерода (С). Все мы знаем, что углерод - основа жизни на Земле, он может образовывать очень длинные молекулярные цепочки благодаря своим 4 свободным (валентным) электронам. Как сказал бы мой учитель химии, у углерода 4 свободные руки, которыми он может хвататься за другие атомы (т.е. образовывать с ними связи), к тому же образовывать не только одинарную, но и двойную и даже тройную химическую связь. Вот эти 4 свободных электрона сыграли важную (но вряд ли решающую, т.к. есть и другие причины) роль в том, что именно углерод является основополагающим элементом в органике (считай всей жизни).

От каждого атома углерода (С) отходят по 4 "руки". Чаще всего углерод соединен с атомами углерода, водорода, кислорода.
От каждого атома углерода (С) отходят по 4 "руки". Чаще всего углерод соединен с атомами углерода, водорода, кислорода.

Так вот кремний в таблице Менделеева располагается под углеродом. Он тоже владеет 4 свободными электронами, поэтому способен образовывать полимеры (длинные молекулярные цепи). Правда масса и диаметр его атома больше, чем у углерода, данный факт серьёзно ограничивает его возможности (по сравнению с углеродом). Хотя к примеру такая наука, как альтернативная биохимия, всерьёз рассматривает возможность существования жизни (где-то на далёких планетах) на основе Кремния. Хотя в этой теории много своих сложностей и углубляться в неё мы не будем.

-4

Так вот замечено, что цепочка атомов -О-Si-O-Si- может образовывать полимеры с интересными (для человеческого использования) свойствами. Текстовый редактор не даём мне поставить ещё по два тире (снизу и сверху у атомов) кремния, более правильную структуру смотрите на фото ниже.

где R - органическая группа (часть молекулы с углеродными звеньями)
где R - органическая группа (часть молекулы с углеродными звеньями)

Скопирую немного информации из Википедии:

Варьируя длину основной кремнийорганической цепи, боковые группы (R) и перекрёстные связи, можно синтезировать силиконы с разными свойствами.

Силиконы делятся на три группы, в зависимости от молекулярного веса, степени сшивки, вида и количества органических групп у атомов кремния:

«Силиконовые жидкости» — менее 3000 силоксановых звеньев.

«Силиконовые эластомеры» — от 3000 до 10000 силоксановых звеньев.

«Силиконовые смолы» — более 10000 силоксановых звеньев и высокая степень сшивки.

Отсюда видно какое многообразие силиконов создал человек.

Есть у них ряд общих свойств: способны увеличивать или уменьшать адгезию, придавать гидрофобность, работать и сохранять свойства при экстремальных и быстроменяющихся температурах или повышенной влажности, диэлектрические свойства, биоинертность, химическая инертность, эластичность, долговечность, экологичность. Силиконовые изделия устойчивы к воздействию радиации, УФ излучения, электрических полей и разрядов. При температурах выше +100 °C они превосходят по изоляционным показателям все традиционные эластомеры. Физиологическая инертность и нетоксичность силиконовых изделий используются практически во всех отраслях промышленности.

Вот какие волшебные соединения эти самые силиконы.

Наука
7 млн интересуются