درجة انصهار السيليكون

السِّيليكون عنصر كيميائيّ من عناصر المجموعة الرَّابعة في الجدول الدَّوري، وهي العناصر الَّتي تُعرف بأشباه الفلِّزات، أو أشباه الموصلات، وعدده الذَّري هو 14، ورمزه هو Si، والسِّيليكون عنصر فضيّ اللَّون وله بريق المعادن.

يعدُّ السيليكون من أكثر العناصر وفرة في القشرة الأرضيَّة بعد الأكسجين، ولا يوجد السِّيليكون بحالته النقيَّة في الطَّبيعة وإنَّما مُتَّحداً مع عناصر أخرى في القشرة الأرضيَّة على شكل مركَّبات مثل السِّيليكات، وهو رباعي أكسيد السِّيليكون، أو السِّيليكا وهو ثاني أكسيد السِّيليكون. ويعدُّ مركَّب السِّيليكا أو ثاني أكسيد السِّيليكون المكوَّن الأساسي للرَّمل في الطَّبيعة، وتعدُّ السِّيليكا المكوِّن الأساسي لكل الصُّخور، وتتكوَّن الحمم البركانيَّة أساساً من ثاني أكسيد السِّيليكون المُنصهر.

تعرف درجة انصهار المادة بأنها الدَّرجة التي تتحول عندها المادة من الحالة الصَّلبة إلى الحالة السَّائلة، ولكل عنصر درجة انصهار خاصَّة به تختلف عن العناصر الأخرى، ودرجة انصهار السِّيليكون النقي هي 1,414 درجة مئويَّة ودرجة غليانه هي 3,265 درجة مئوية، وكثافة السِّيليكون عند درجة حرارة 20 درجة مئوية هي 2.33غ/سم3.

يعد السِّيليكون العنصر الرَّئيسيّ في الصِّناعات الإلكترونيَّة الحديثة، حيث تستخدم شرائح السِّيليكون مثلاً في صناعة المعالجات المستخدمة في الحواسيب والأجهزة الإلكترونيَّة. حيث تتكوَّن أجهزة الحاسب من أعداد كبيرة من المعالجات التي تتحكم في سرعة معالجة البيانات، وتتكوَّن المعالجات بدورها من ملايين الوحدات الصَّغيرة المسمَّاة بالترانزيسترات، التي تتحكَّم بجريان التَّيَّار الكهربائيّ، وهذه الترانزيسترات مصنَّعة أساساً من السِّيليكون.

يمرُّ السِّيليكون بعمليّتين قبل استعماله في صناعة الشَّرائح الإلكترونيَّة بعد استخراجه من الطَّبيعة، وأوّل هذه العمليات هي عمليَّة تنقيته؛ وهي عملية تحويله من سيليكون غير نقي إلى سيليكون نقيّ لكنَّه غير مُبَلور، وثانيها هي عملية بلورته، لتحويله من عنصر غير مبلور إلى عنصر مبلور.

ويعود سبب استخدام السِّيليكون في مثل هذه الصِّناعات إلى طبيعة هذا العنصر شبه الموصلة للكهرباء، وإمكانية تحويل هذا العنصر إلى عنصر موصل للكهرباء عن طريق إضافة بعض الشَّوائب إليه، وإلى توافره بكمِّيَّات كبيرة في الطَّبيعة، وإلى سهولة استخراجه.

تمكِّن الخواص السابقة للسِّيليكون الإنسانَ من تصنيع رقائق إلكترونيَّة صغيرة باستخدام السٍّيليكون فقط، وذلك عن طريق التَّحكُّم بدرجة توصيل السِّيليكون للكهرباء، حيث يمكن الحصول بواسطة السيليكون على رقاقة تحتوي على أجزاء موصلة للكهرباء، وأخرى عازلة عن طريق استخدام مواد عازلة مثل أكسيد السِّيليكون، ونترات السِّيليكون، وأخرى شبه موصلة.

وللسِّيليكون استخدامات أخرى في الحياة مثل: صناعة الطُّوب والإسمنت، وصناعة الزُّجاج، حيث يعدُّ عنصر السِّيليكون العنصر الأساسي في صناعة الزُّجاج، وذلك عن طريق صهر الرَّمال، وخلطها مع القليل من رماد الصُّودا والحجر الجيري، ومن ثمَّ تبريدها. كما يستخدم السِّيليكون الطِّبي في عمليات التَّجميل، وغيرها من الاستخدامات.