Silisyum, cakmaktaşının ve camın keşfinden bu yana binlerce yıldır kullanılan bir maddedir. Bircok değerli taşın ve mineralin bileşiğinde yer alır.
Silisyum, yerkabuğunda en bol bulunan elementler arasında ikinci sırada yer alır. Elektronik cihazların ve entegre devrelerin hammaddesi konumundaki silisyum, bilgisayar sistemlerinin de yapıtaşı niteliğindedir. Teknoloji merkezi Silikon Vadisi, bu sebeple adını silisyumdan alıyor. İngilizce “silicon” ifadesinin Turkce karşılığının “silisyum” olduğunu da belirtelim bu arada... Camların hammaddesi olan kumlar da silisyum iceriği sebebiyle kullanılabilmektedir. Taş Devri ’nden bu yana kullanılan; ancak bilimsel anlamda 193 yıl once keşfedilen silisyumun norolojik rahatsızlıklarda kullanılabilecek ciplerin ana maddesi olabilecek nitelikte bir element olduğu kanıtlanmış durumda. Bitkilerin yaşamı icin hayati onemi olan bu nazenin maddenin dunyasına goz atalım.
[h=4]Tarihcesi [/h]Silisyum insanlık tarihinde ilk olarak cakmaktaşı formunda kullanılmıştır. Taş Devri ’nde ceşitli aletlerin yapıtaşını cakmaktaşı oluşturmuş. Eski medeniyetlerde kaya kristali gibi silika formları da kullanılmış. Silisyumun doğadaki bolluğu da kimya ilimi ile uğraşan bilim adamlarının her zaman ilgisini cekmiştir. Camın keşfinden daha oncelere uzanan binlerce yıllık bir gecmişe sahip elementtir. Seramik tarihi ile de bağlantılı bir maddedir.
Silisyumla ilgili ilk bilimsel calışmalar 1811 yılında yapıldı. Joseph Gay Lussac ve Louis Jacques Thenard, silisyum tetrakloruru potasyum metaliyle tepkimeye sokarak cok saf olmayan silisyum elde etti. Saf silisyumun elde edilmesi ise 1824 yılında gercekleşti. İsvecli kimyager Jons Jacob Berzelius, potasyum fluorosilikatı ısıtarak nispeten saha saf silisyum tozu elde etti. Bu sebeple silisyumun kÂşifi olarak kabul edildi. 1854 yılında Henry Deville ilk kez kristal silisyum uretti.
Silisyum kelimesi, Latince “cakmaktaşı” anlamındaki “silex” veya “silis” sozcuklerinden turetilen bir kelime… İngilizce, “silicon” kelimesinin karşılığı aynı zamanda.
[h=3]Kimyasal Ozellikleri [/h]Kimyasal simgesi “Si” olan silisyumun atom numarası 14 ’tur. Atom ağırlığı 28,09 ’dur. Element tablosunun 4-A grubunda yer alır. Germanyumla benzer fiziksel ozellikler gosterir. Erime noktası 1414 derece, kaynama noktası 3265 derecedir. Metal ve ametal arası metaloid bir elementtir. Kimyasal davranışlarda metallere benzer. Kırılgan, yarı iletken ve elektropozitiftir. Sıcaklığı arttıkca iletkenliği de artar. Metallerde ise sıcaklık arttıkca iletkenlik duşmektedir. Ultra saf hali mavi-gri metalik bir renkte parlak ve katıdır. Toksik değildir; ancak asbest gibi kanserojen bazı silikatlar bulunur. Bircok bileşik ve alaşımda yer alabilir. 60 farklı silikatta silisyum vardır. Gumuş, cinko ve kurşun gibi metallerle cozunur.
Oksijenden sonra doğada en bol bulunan ikinci elementtir. Evrende en bol bulunan elementler arasında yedinci sıradadır. Yerkabuğu, yuzde 27,7 oranında silisyum icerir. Doğada genellikle silis veya silikatlar halinde bulunur. Genellikle saf olarak bulunmaz. Ağırlıklı olarak silisyum dioksitle bağlantılı olarak oluşumları vardır.
Bazı kumlar, kaya kristalleri, ametist taşı, akik, cakmaktaşı ve opal gibi bircok taş silisyum icerir. Bazı onemli silikat formları; asbest, granit, feldispat ve mika gibi maddelerdir. Granit gibi kompleks kayalar, beyaz kumlar silisyum icerir. Silisyum oksit, kumun en yaygın bileşenidir. Silisyum dioksit (SiO2), silisyumun cakmaktaşı formudur ve doğada en yaygın bulunan bileşiğidir. Silis veya kuvars, kristalize olmamış silisyumdan oluşur. Opal taşı, su molekulleri ile bağlanmış bir silis bicimidir.
Doğal silisyum, kararlı uc izotoptan oluşur. Bu izotoplar; Silisyum-28 (% 92,22), Silisyum-29 (% 4,6), Silisyum-30 (% 3,1) şeklindedir. Ceşitli yapay radyoaktif izotopları ile birlikte toplam 24 izotopu bulunur. Oda sıcaklığında amorf ve kristal olarak iki allotropu vardır. Amorf formu, kahverengi toz şeklindedir. Kristal formu ise metalik parlak, grimsi bir renge sahiptir.
[h=3]Kullanım Alanları [/h]Elementer silisyum, kumun bir elektrikli fırında indirgenmesiyle ticari olarak uretilir. Elektronik endustrisi icin bazı kristalleştirme yontemleri uygulanarak yuksek saflıkta silisyum uretilir. Elektronik cihazlarda kullanılan silisyumun kabul edilebilir saflık değeri yuzde 99,99 oranında olmalıdır. Silisyumun elektronik cihazlarda elektriksel ozelliklerini koruması icin bor, galyum, fosfor ve arsenik gibi maddeler kullanılır. Bilgisayarlarda ve mikroelektronik parcalarda yarı iletken olarak kullanımı yaygındır.
Silisyum, bazı alaşımlarda kullanılır. Celik, pirinc, bronz gibi metallerle alaşımları bircok urunun hammaddesidir. Celik alaşımı, aside dayanıklı kapların imalinde kullanılır. Aluminyum ve demir alaşımları dinamolar, transformator plakaları, motor govdeleri, motor silindir başları, takım tezgÂhlarında dayanıklı malzeme olarak kullanılır. Silisyum yağı, bazı kozmetik urunlerinin onemli bir maddesidir. Cam yapımında kullanılan kumlar, silisyum bileşiğidir. Silisyum karbur, elmas kadar serttir ve aşındırıcı urunlerde kullanılır. Sodyum silikat, “su camı” olarak bilinir ve sabunlar ve yapıştırıcılarda koruyucu maddedir.
Silisyum-oksijen polimerleri, sızdırmazlık malzemesi olan silikon yapmakta kullanılır. Silikonlar, sıvı, recine ve elastomer olarak uretilir. Silikon; banyolar, boru eklemleri, catılar, pencereler ve kapılar gibi bircok bolgede onemli bir sızdırmazlık maddesidir. Goğus implantı gibi tıbbi implantlarda kullanılan silikon, silisyumun onemli bir bileşenidir.
Silisyumun kullanıldığı bazı urunleri şoyle sıralayabiliriz; sac kremleri, seramik, tuğla, emaye, cimento, zımpara, lazerler, transistorler, guneş piller, bilgisayar yongaları, makine yağları, cilalar, tıbbi implantlar, diyotlar, bellekler, kaucuk, contalar, yalıtkan malzemeler, deterjan, ev kimyasalları, kremler…
[h=4]Silisyumun Biyolojik Rolu [/h]Silisyum, kimyasal anlamda karbona benzerliği bulunması sebebiyle yaşam formu icin onemli gorulen elementlerdendir. Ozellikle bitkiler icin hayati rolu vardır. Bitkiler, hucre duvarlarını guclendirmek icin silisyum kullanır. Fitolitler; buğdaygiller, recinelerin iğne yaprakları, sarımsak tohumu gibi bircok bitkinin yapraklarında yer alan ve opal turunde silisli kabuklaşmadır. Bazı bitkilerde oluşan kucuk silika parcacıklarıdır. Bitkiler, kokleri ile aldıkları yer altı suyunda cozunmeyen minerallerden fitolitler uretir ve bunlar bitkilerin ceşitli hucrelerinde depolanır. Fitolitler, bitkilerin birbirlerinde ayırt edilmesinde kullanılır. Fitolit parcacıkları curumez, fosilleşebilir. Bu sebeple arkeolojik araştırmalarda bulunan bitki turlerinin tespitinde fitolitler onemli veriler sağlar. Silisyumun hayvan hucrelerindeki rolu ise belirsizdir; ancak hayvan organizmalarında cok kucuk miktarlarda bulunur. Denizlerdeki diatomların hucre duvarlarında da silisyum iceriği vardır.
İnsan vucudunda belirli bir organda konsantre değildir. Bağ dokuları ve deri silisyum icerir. Silisyum kristalinin ciltte ve gozde tahriş edici etkileri vardır. Silisyum, zehirli bir madde olmamasına rağmen bazı silikatlar insanlar uzerinde oldurucu etkiye sahiptir. Silisli toz bulunan ortamlarda calışan insanlar, “silikozis” adı verilen olumcul akciğer hastalığına yakalanabilir. Bu ortamlarda calışan işcilerdeki bobrek rahatsızlıklarının da kristal silisle bağlantılı olabileceği belirtiliyor.
Silisyumla ilgili son yıllarda yapılan calışmalarda ozellikle norolojik rahatsızlıklarda kullanılabileceğini ortaya koydu. Silisyum bileşenlerinden oluşan bir cip ile beyin hucreleri arasında bağlantı kurmaya calışan araştırmacılar, beyin hucrelerinden gelen elektrik sinyallerin cipe iletilebileceğini veya cipteki sinyallerin beyin hucrelerine iletilebileceğini tespit etti. Bu da norolojik rahatsızlıkların tedavisinde bu silisyum bileşeni ciplerin kullanılabileceği umudunu ortaya cıkardı.
[h=4]Bunları Biliyor Musunuz? [/h]
Yerkabuğunun yuzde 75 ’ini oksijen ve silisyum oluşturur. (Oksijen % 47,3, silisyum % 27,7).
Yıldızlar ve meteorlarda yuksek oranda silisyum bulunur.
Yerkabuğundaki silisyumun coğu kuvars ve kumlardaki silisyum dioksit olarak bulunur. Ayrıca 64 farklı elementin bileşiğinde silisyum vardır.
Silisyumun onemli bir bileşiği olan kuvars kumlarının Turkiye ’deki rezervi 750 milyon ton civarındadır.
Kumların camlarda kullanılmasının sebebi silisyum iceriğidir. Yani silisyum olmasa belki de cam uretilemeyecekti.
Bilgisayarlar ve entegre devreler silisyum teknolojisi uzerinde inşa edilir.
Kaliforniya ’daki unlu teknoloji merkezi Silikon Vadisi, adını, bilgisayar ciplerinde kullanılan silisyumdan alır.
En fazla silisyum ureten ulkeler Cin, Rusya, Norvec ve Brezilya ’dır.
Silisyum, yerkabuğunda en bol bulunan elementler arasında ikinci sırada yer alır. Elektronik cihazların ve entegre devrelerin hammaddesi konumundaki silisyum, bilgisayar sistemlerinin de yapıtaşı niteliğindedir. Teknoloji merkezi Silikon Vadisi, bu sebeple adını silisyumdan alıyor. İngilizce “silicon” ifadesinin Turkce karşılığının “silisyum” olduğunu da belirtelim bu arada... Camların hammaddesi olan kumlar da silisyum iceriği sebebiyle kullanılabilmektedir. Taş Devri ’nden bu yana kullanılan; ancak bilimsel anlamda 193 yıl once keşfedilen silisyumun norolojik rahatsızlıklarda kullanılabilecek ciplerin ana maddesi olabilecek nitelikte bir element olduğu kanıtlanmış durumda. Bitkilerin yaşamı icin hayati onemi olan bu nazenin maddenin dunyasına goz atalım. [h=4]Tarihcesi [/h]Silisyum insanlık tarihinde ilk olarak cakmaktaşı formunda kullanılmıştır. Taş Devri ’nde ceşitli aletlerin yapıtaşını cakmaktaşı oluşturmuş. Eski medeniyetlerde kaya kristali gibi silika formları da kullanılmış. Silisyumun doğadaki bolluğu da kimya ilimi ile uğraşan bilim adamlarının her zaman ilgisini cekmiştir. Camın keşfinden daha oncelere uzanan binlerce yıllık bir gecmişe sahip elementtir. Seramik tarihi ile de bağlantılı bir maddedir.
Silisyumla ilgili ilk bilimsel calışmalar 1811 yılında yapıldı. Joseph Gay Lussac ve Louis Jacques Thenard, silisyum tetrakloruru potasyum metaliyle tepkimeye sokarak cok saf olmayan silisyum elde etti. Saf silisyumun elde edilmesi ise 1824 yılında gercekleşti. İsvecli kimyager Jons Jacob Berzelius, potasyum fluorosilikatı ısıtarak nispeten saha saf silisyum tozu elde etti. Bu sebeple silisyumun kÂşifi olarak kabul edildi. 1854 yılında Henry Deville ilk kez kristal silisyum uretti.
Silisyum kelimesi, Latince “cakmaktaşı” anlamındaki “silex” veya “silis” sozcuklerinden turetilen bir kelime… İngilizce, “silicon” kelimesinin karşılığı aynı zamanda.
[h=3]Kimyasal Ozellikleri [/h]Kimyasal simgesi “Si” olan silisyumun atom numarası 14 ’tur. Atom ağırlığı 28,09 ’dur. Element tablosunun 4-A grubunda yer alır. Germanyumla benzer fiziksel ozellikler gosterir. Erime noktası 1414 derece, kaynama noktası 3265 derecedir. Metal ve ametal arası metaloid bir elementtir. Kimyasal davranışlarda metallere benzer. Kırılgan, yarı iletken ve elektropozitiftir. Sıcaklığı arttıkca iletkenliği de artar. Metallerde ise sıcaklık arttıkca iletkenlik duşmektedir. Ultra saf hali mavi-gri metalik bir renkte parlak ve katıdır. Toksik değildir; ancak asbest gibi kanserojen bazı silikatlar bulunur. Bircok bileşik ve alaşımda yer alabilir. 60 farklı silikatta silisyum vardır. Gumuş, cinko ve kurşun gibi metallerle cozunur.
Oksijenden sonra doğada en bol bulunan ikinci elementtir. Evrende en bol bulunan elementler arasında yedinci sıradadır. Yerkabuğu, yuzde 27,7 oranında silisyum icerir. Doğada genellikle silis veya silikatlar halinde bulunur. Genellikle saf olarak bulunmaz. Ağırlıklı olarak silisyum dioksitle bağlantılı olarak oluşumları vardır.
Bazı kumlar, kaya kristalleri, ametist taşı, akik, cakmaktaşı ve opal gibi bircok taş silisyum icerir. Bazı onemli silikat formları; asbest, granit, feldispat ve mika gibi maddelerdir. Granit gibi kompleks kayalar, beyaz kumlar silisyum icerir. Silisyum oksit, kumun en yaygın bileşenidir. Silisyum dioksit (SiO2), silisyumun cakmaktaşı formudur ve doğada en yaygın bulunan bileşiğidir. Silis veya kuvars, kristalize olmamış silisyumdan oluşur. Opal taşı, su molekulleri ile bağlanmış bir silis bicimidir.
Doğal silisyum, kararlı uc izotoptan oluşur. Bu izotoplar; Silisyum-28 (% 92,22), Silisyum-29 (% 4,6), Silisyum-30 (% 3,1) şeklindedir. Ceşitli yapay radyoaktif izotopları ile birlikte toplam 24 izotopu bulunur. Oda sıcaklığında amorf ve kristal olarak iki allotropu vardır. Amorf formu, kahverengi toz şeklindedir. Kristal formu ise metalik parlak, grimsi bir renge sahiptir.
[h=3]Kullanım Alanları [/h]Elementer silisyum, kumun bir elektrikli fırında indirgenmesiyle ticari olarak uretilir. Elektronik endustrisi icin bazı kristalleştirme yontemleri uygulanarak yuksek saflıkta silisyum uretilir. Elektronik cihazlarda kullanılan silisyumun kabul edilebilir saflık değeri yuzde 99,99 oranında olmalıdır. Silisyumun elektronik cihazlarda elektriksel ozelliklerini koruması icin bor, galyum, fosfor ve arsenik gibi maddeler kullanılır. Bilgisayarlarda ve mikroelektronik parcalarda yarı iletken olarak kullanımı yaygındır.
Silisyum, bazı alaşımlarda kullanılır. Celik, pirinc, bronz gibi metallerle alaşımları bircok urunun hammaddesidir. Celik alaşımı, aside dayanıklı kapların imalinde kullanılır. Aluminyum ve demir alaşımları dinamolar, transformator plakaları, motor govdeleri, motor silindir başları, takım tezgÂhlarında dayanıklı malzeme olarak kullanılır. Silisyum yağı, bazı kozmetik urunlerinin onemli bir maddesidir. Cam yapımında kullanılan kumlar, silisyum bileşiğidir. Silisyum karbur, elmas kadar serttir ve aşındırıcı urunlerde kullanılır. Sodyum silikat, “su camı” olarak bilinir ve sabunlar ve yapıştırıcılarda koruyucu maddedir.
Silisyum-oksijen polimerleri, sızdırmazlık malzemesi olan silikon yapmakta kullanılır. Silikonlar, sıvı, recine ve elastomer olarak uretilir. Silikon; banyolar, boru eklemleri, catılar, pencereler ve kapılar gibi bircok bolgede onemli bir sızdırmazlık maddesidir. Goğus implantı gibi tıbbi implantlarda kullanılan silikon, silisyumun onemli bir bileşenidir.
Silisyumun kullanıldığı bazı urunleri şoyle sıralayabiliriz; sac kremleri, seramik, tuğla, emaye, cimento, zımpara, lazerler, transistorler, guneş piller, bilgisayar yongaları, makine yağları, cilalar, tıbbi implantlar, diyotlar, bellekler, kaucuk, contalar, yalıtkan malzemeler, deterjan, ev kimyasalları, kremler…
[h=4]Silisyumun Biyolojik Rolu [/h]Silisyum, kimyasal anlamda karbona benzerliği bulunması sebebiyle yaşam formu icin onemli gorulen elementlerdendir. Ozellikle bitkiler icin hayati rolu vardır. Bitkiler, hucre duvarlarını guclendirmek icin silisyum kullanır. Fitolitler; buğdaygiller, recinelerin iğne yaprakları, sarımsak tohumu gibi bircok bitkinin yapraklarında yer alan ve opal turunde silisli kabuklaşmadır. Bazı bitkilerde oluşan kucuk silika parcacıklarıdır. Bitkiler, kokleri ile aldıkları yer altı suyunda cozunmeyen minerallerden fitolitler uretir ve bunlar bitkilerin ceşitli hucrelerinde depolanır. Fitolitler, bitkilerin birbirlerinde ayırt edilmesinde kullanılır. Fitolit parcacıkları curumez, fosilleşebilir. Bu sebeple arkeolojik araştırmalarda bulunan bitki turlerinin tespitinde fitolitler onemli veriler sağlar. Silisyumun hayvan hucrelerindeki rolu ise belirsizdir; ancak hayvan organizmalarında cok kucuk miktarlarda bulunur. Denizlerdeki diatomların hucre duvarlarında da silisyum iceriği vardır.
İnsan vucudunda belirli bir organda konsantre değildir. Bağ dokuları ve deri silisyum icerir. Silisyum kristalinin ciltte ve gozde tahriş edici etkileri vardır. Silisyum, zehirli bir madde olmamasına rağmen bazı silikatlar insanlar uzerinde oldurucu etkiye sahiptir. Silisli toz bulunan ortamlarda calışan insanlar, “silikozis” adı verilen olumcul akciğer hastalığına yakalanabilir. Bu ortamlarda calışan işcilerdeki bobrek rahatsızlıklarının da kristal silisle bağlantılı olabileceği belirtiliyor.
Silisyumla ilgili son yıllarda yapılan calışmalarda ozellikle norolojik rahatsızlıklarda kullanılabileceğini ortaya koydu. Silisyum bileşenlerinden oluşan bir cip ile beyin hucreleri arasında bağlantı kurmaya calışan araştırmacılar, beyin hucrelerinden gelen elektrik sinyallerin cipe iletilebileceğini veya cipteki sinyallerin beyin hucrelerine iletilebileceğini tespit etti. Bu da norolojik rahatsızlıkların tedavisinde bu silisyum bileşeni ciplerin kullanılabileceği umudunu ortaya cıkardı.
[h=4]Bunları Biliyor Musunuz? [/h]
Yerkabuğunun yuzde 75 ’ini oksijen ve silisyum oluşturur. (Oksijen % 47,3, silisyum % 27,7).
Yıldızlar ve meteorlarda yuksek oranda silisyum bulunur.
Yerkabuğundaki silisyumun coğu kuvars ve kumlardaki silisyum dioksit olarak bulunur. Ayrıca 64 farklı elementin bileşiğinde silisyum vardır.
Silisyumun onemli bir bileşiği olan kuvars kumlarının Turkiye ’deki rezervi 750 milyon ton civarındadır.
Kumların camlarda kullanılmasının sebebi silisyum iceriğidir. Yani silisyum olmasa belki de cam uretilemeyecekti.
Bilgisayarlar ve entegre devreler silisyum teknolojisi uzerinde inşa edilir.
Kaliforniya ’daki unlu teknoloji merkezi Silikon Vadisi, adını, bilgisayar ciplerinde kullanılan silisyumdan alır.
En fazla silisyum ureten ulkeler Cin, Rusya, Norvec ve Brezilya ’dır.