Ενότητα 2, κεφ. 5

Το πυρίτιο

Το πυρίτιο, «αδελφός» του άνθρακα στην 14η ομάδα, είναι το δεύτερο πιο άφθονο στοιχείο του φλοιού της Γης. Από το διοξείδιό του, την άμμο, φτιάχνουμε γυαλί και οπτικές ίνες· από την άργιλο κεραμικά· και το ίδιο το πυρίτιο είναι ο βασικός ημιαγωγός των τσιπ.

Γ΄ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥΧΗΜΕΙΑ ΕΝΟΤΗΤΑ 2, ΚΕΦ. 515 ΛΕΠΤΑ

Το μάθημα είναι στο σχολικό βιβλίο. Δεν το αντιγράφουμε εδώ. Άνοιξε το επίσημο κεφάλαιο και γύρνα για την εξάσκηση.

Άνοιγμα βιβλίου

Η σύνοψη, οι όροι και οι ασκήσεις γράφτηκαν με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης από το σχολικό βιβλίο και μπορεί να έχουν λάθη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο: ό,τι σου φαίνεται περίεργο, έλεγξέ το εκεί. Βρήκες λάθος; Γράψε μας στο aporia@signmak.com.

Σχεδιάγραμμα

Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη, γραμμένη με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης. Μπορεί να έχει λάθη: πηγή είναι πάντα το βιβλίο.

Τι έγινε

Το πυρίτιο ανήκει στην 14η ομάδα, κάτω από τον άνθρακα· είναι το δεύτερο σε αφθονία στοιχείο του φλοιού και δεν βρίσκεται ελεύθερο.
Η κυριότερη ένωσή του είναι το SiO₂: κρυσταλλικό (χαλαζίας, αμέθυστος), άμορφο (όνυχας, οπάλιος, αχάτης) και κυρίως η άμμος.
Το γυαλί είναι σκληρό, εύθραυστο, άμορφο στερεό και κακός αγωγός· με θέρμανση ρευστοποιείται και μορφοποιείται. Φυσικό γυαλί είναι ο οψιδιανός (Μήλος, Νίσυρος).
Κοινό γυαλί: άμμος, σόδα και ασβεστόλιθος σε υψηλή θερμοκρασία· με ποτάσα K₂CO₃ ή οξείδια μολύβδου ή άλλα οξείδια βγαίνουν ειδικά γυαλιά (κρύσταλλα, pyrex, έγχρωμα).
Τα κεραμικά φτιάχνονται από αργιλόχωμα που με νερό γίνεται πλαστική μάζα, ξηραίνεται και ψήνεται· πορσελάνη από καολίνη, πυρίμαχα από άργιλο με MgO.
Οι οπτικές ίνες είναι λεπτά νήματα από πολύ καθαρό γυαλί που μεταφέρουν φως με πολλαπλές ανακλάσεις και αντικαθιστούν τα χάλκινα καλώδια.
Οι ημιαγωγοί αφήνουν το ρεύμα να περνά προς μία μόνο φορά· το πυρίτιο είναι ο βασικός ημιαγωγός των τσιπ και των φωτοβολταϊκών.
Οι σιλικόνες έχουν σκελετό από εναλλασσόμενα Si και O, είναι ελαστικές, αδιάβροχες και χημικά αδρανείς.

Όροι

Si: πυρίτιο, στοιχείο της 14ης ομάδας
SiO₂: διοξείδιο του πυριτίου, άμμος, χαλαζίας
χαλαζίας: κρυσταλλική μορφή του SiO₂
γυαλί: σκληρό, εύθραυστο, άμορφο στερεό
οψιδιανός: φυσικό γυαλί από γρήγορη ψύξη μάγματος
κοινό γυαλί: άμμος + σόδα + ασβεστόλιθος, θερμασμένα
K₂CO₃: ποτάσα, για σκληρότερο γυαλί
κρύσταλλα: γυαλί με οξείδια του μολύβδου
άργιλος: άμορφο υλικό από ενώσεις Al, Si, H, O
καολίνης: η καθαρότερη άργιλος, για πορσελάνη
πυρίμαχα κεραμικά: από άργιλο με MgO, αντέχουν τη φωτιά
οπτική ίνα: γυάλινο νήμα που μεταφέρει φως
ημιαγωγός: αφήνει ρεύμα μόνο προς μία φορά
αγώγιμη φορά: η φορά που περνά το ρεύμα σε ημιαγωγό
σιλικόνες: ενώσεις με σκελετό Si-O, ελαστικές
λιγνίτης: γαιάνθρακας των ελληνικών ΑΗΣ

ΠΑΙΞΕ ΤΟΤηλεπαιχνίδι · Η Σκάλα · Η Τελεία · Κρεμάλα · Ζευγάρια · όλα με την ύλη αυτού του μαθήματος.

Εξάσκηση

Συχνές απορίες

Πώς φτιάχνεται το κοινό γυαλί;

Αναμειγνύουμε άμμο (SiO₂), σόδα (Na₂CO₃) και ασβεστόλιθο (CaCO₃) και τα θερμαίνουμε σε πολύ υψηλή θερμοκρασία. Είναι η ίδια συνταγή με την αρχαιότερη γνωστή, από τη Μεσοποταμία. Με ποτάσα αντί για σόδα βγαίνει σκληρότερο γυαλί, με οξείδια του μολύβδου κρύσταλλο.

Τι πλεονεκτήματα έχουν οι οπτικές ίνες απέναντι στα χάλκινα καλώδια;

Φτιάχνονται από πολύ καθαρό γυαλί, με πρώτη ύλη το άφθονο SiO₂. Μία ίνα μεταφέρει όσες πληροφορίες εκατοντάδες χάλκινοι αγωγοί, είναι ελαφριές, φτηνότερες και σχεδόν δεν επιτρέπουν υποκλοπή. Το φως ταξιδεύει μέσα τους με διαδοχικές ανακλάσεις.

Τι είναι οι ημιαγωγοί;

Υλικά που αφήνουν το ρεύμα να περνά μόνο προς μία φορά (αγώγιμη) και όχι προς την αντίθετη (ανασταλτική). Είναι η βάση της μικροηλεκτρονικής και των υπολογιστών· ο σημαντικότερος ημιαγωγός είναι το πυρίτιο.

Ανοίγει το μενού κοινοποίησης του κινητού σου. Αν δεν υπάρχει, αντιγράφεται ο σύνδεσμος.

Νέα από το aporia.gr Νέες ενότητες και ό,τι βρίσκουμε στα θέματα των Πανελληνίων, στη σελίδα μας στο Facebook.

Ακολούθησε Κοινοποίησε τη σελίδα