الفصل الخامس: الزمرة الرابعة (IVA)

الفصل الخامس: عناصر الزمرة الرابعة (السليكون)

عناصر الزمرة الرابعة (IVA)

تشمل العناصر: الكاربون (C)، السليكون (Si)، الجرمانيوم (Ge)، القصدير (Sn)، الرصاص (Pb).

الصفة المميزة: الغلاف الخارجي يحتوي على 4 إلكترونات.

عناصر الزمرة الرابعة

الصفات العامة للزمرة الرابعة
  1. تنتقل الصفات من اللافلزية (كاربون) إلى أشباه فلزات (سليكون، جرمانيوم) إلى فلزات (قصدير، رصاص).
  2. تقل درجة الغليان والانصهار كلما اتجهنا للأسفل.
  3. تميل لتكوين أواصر تساهمية (حالة تأكسد +4).
  4. فعاليتها ضعيفة، تحتاج حرارة للتفاعل مع الأكسجين.

دراسة عنصر السليكون (Si)
بطاقة العنصر

الرمز: Si  |  العدد الذري: 14  |  العدد الكتلي: 28

ذرة السليكون

وجوده: العنصر الأكثر انتشاراً بعد الأكسجين (28% من القشرة الأرضية). يوجد متحداً في الصخور (السليكا SiO₂ والسليكات).

صور السليكون
السليكون المتبلورالسليكون غير المتبلور
لون مسحوقه بني غامق.لون مسحوقه رصاصي غامق.
قليل الفعالية.أكثر فعالية.

تحضير السليكون

أ) مختبرياً:

  • غير المتبلور: تسخين البوتاسيوم في جو من (SiF₄).
  • المتبلور: إذابة السليكون في منصهر الألمنيوم ثم تبريده.

ب) صناعياً:

  1. اختزال السليكا (SiO₂) بالكاربون أو المغنيسيوم (ينتج سليكون صناعي غير نقي).
  2. تنقية السليكون الصناعي.
  3. منطقة التكرير: لإنتاج سليكون عالي النقاوة (للخلايا الشمسية).

علل: استخدام السليكون في الحاسبات والدوائر الكهربائية؟

ج: لأنه شبه موصل للتيار الكهربائي.

مركبات السليكون

1. مع الهيدروجين (هيدريدات السليكون)

مثل السيلان (SiH₄)، وهو فعال جداً ويشتعل تلقائياً في الهواء.

SiH₄ + 2O₂ → SiO₂ + 2H₂O

2. مع الأكسجين (السليكا والسليكات)
    • السليكا (SiO₂): توجد نقية (كوارتز) وغير نقية (رمل).

      جل السليكا: مسحوق غير بلوري يستعمل كعامل مجفف (لمساحته السطحية الكبيرة).

  • السليكات: مثل سليكات الصوديوم (Na₂SiO₃).

    ماء الزجاج: المحلول المائي المركز لسليكات الصوديوم.
    استعمالات ماء الزجاج:
    1. حماية الأقمشة من الحرائق.
    2. مادة لاصقة.
    3. تقوية السمنت.

3. كاربيد السليكون (SiC)

مادة صلدة جداً (تشبه الماس). تستخدم كمادة جالية (ورق الجام وحجر الكوسرة).

4. السليكونات

مركبات عضوية للسليكون، منها:

  • زيوت السليكون: مانعة للالتصاق ومضادة للرطوبة.
  • مطاط السليكون: مستقر حرارياً (قوالب).
  • الراتنجات: مواد عازلة كهربائياً.

شاهد فيديو الشرح للفصل الخامس:

الجزء الأول

(الفيديو متاح عبر الروابط أعلاه)

الجزء الثاني

(الفيديو متاح عبر الروابط أعلاه)

🔔
هام : وزاريات ثالث متوسط على التليجرام 2025
اضغط هنا

شكراً لكم، لا تنسونا من الدعاء