Кремний по химии. Кремнезем, его свойства и применение

Абоненты «Мегафона» на минувших выходных из твиттера компании узнали, что оператор решил отказаться от тарифов с безлимитным интернетом. Это вызвало вопросы со стороны подписчиков аккаунта, на которые представители оператора ответили, что опция закрывается из-за низкой востребованности.

«За последний месяц мы видели крайне незначительное количество новых подключений, что в масштабах федерального оператора по сути означает полное отсутствие интереса», — говорится в твитах «Мегафона».

Представители оператора подтвердили такое решение «Газете.Ru». «Изменения касаются только новых подключений. У всех, подключивших опцию до 1 февраля, опция будет действовать и далее», — уточнила пресс-секретарь «Мегафона» Юлия Дорохина.

Абсолютному большинству клиентов вполне достаточно тех объемов трафика, которые включены в пакет, — полагают в компании.

Первым маховик отказа от «анлима» запустила связанная с «Мегафоном» Yota. Примечательно, что она же, выходя на рынок голосовых услуг 2,5 года назад, отличались от конкурентов предоставлением подобного сервиса.

Тем не менее в конце 2016 года мобильный виртуальный оператор объявил о решении убрать из линейки своих продуктов неограниченный интернет-пакет в самом начале 2017-го.

Новый бизнес-подход оператор озвучил в январе, заверив активных пользователей мессенджеров и социальных сетей в том, что им нечего бояться: Yota, убрав повсеместный неограниченный трафик, предложила задействовать таковой в отдельных приложениях.

В частности,

предложение распространяется на Facebook, Instagram, «ВКонтакте», «Одноклассники», Twitter, Facebook Messenger, Skype, Telegram, Viber и WhatsApp. 



Отказ обусловлен тем, что операторам не удалось научиться зарабатывать на подобном сервисе, высказал свое мнение в разговоре с «Газетой.Ru» генеральный директор информационно-аналитического агентства TelecomDaily Денис Кусков.

В качестве разрешения ситуации телеком-корпорации могли сделать безлимитный интернет эксклюзивной услугой с высоким ценником. «Но тогда бы абоненты не пользовались ей массово, предпочитая подключение по Wi-Fi для скачивания тяжелых файлов», — рассуждает аналитик.

Кусков уверен, что начавшийся с Yota процесс отказа от безлимитного интернета «пошел и коснется всех операторов», а не кого-то в отдельности.

Его слова подтверждает опубликованная в «Ведомостях» информация о том, что МТС также рассматривает закрытие своего «Безлимитища» в ближайшей перспективе.

Пресс-секретарь компании Дмитрий Солодовников, комментируя эти сведения, отметил лишь, что оператор будет «анализировать профиль потребления абонентов, чтобы предложить им оптимальные тарифы».

Черно-желтый предсказатель

По словам Дениса Кускова, не так много пользователей, которые скачивают большие объемы данных со своего смартфона, используя беспроводной широкополосный интернет (БШПД). Так, по статистике TelecomDaily,

только 2-5% пользователей действительно — активные потребители тяжелого контента и нуждаются в неограниченном трафике.

В целом же, на одного абонента, согласно подсчетом аналитической компании, в среднем приходится 3,5 ГБ данных. «Эта цифра далека от безлимитности», — резюмирует Кусков.

При этом особого дохода от таких «хардкорных» пользователей операторы не видят, зато тратят значительные ресурсы на эти 2-5% абонентов, загружающие сеть. «Базовые станции могут обслуживать в определенный момент времени определенное число абонентов», — объясняет собеседник издания.

О сворачивании идеи по продвижению тарифов с безлимитным интернет-пакетом, которая так и не успела реализоваться в полной мере, говорил еще в декабре 2016 года генеральный директор «Вымпелкома» (бренд «Билайн») Шелль Мортен Йонсен. Подобные меры, как подчеркнул руководитель компании,

дисциплинируют абонентов, потребляющих большие объемы трафика, в условиях высокой загруженности сетей.

Планы по закрытию подобных тарифов в «Вымпелкоме» не стали раскрывать, но дали понять, что отношение к «анлиму» не изменилось.

«Безлимиты по сути превратились в маркетинговый инструмент для привлечения внимания к предложениям, однако по факту реальное потребление у подавляющей части клиентов фактически такое же, как на тарифах с включенными пакетами дата-трафика», — заявила «Газете.Ru» руководитель пресс-службы компании Анна Айбашева.

Дискаунтером меньше

Руководитель департамента стратегических коммуникаций Tele2 Константин Прокшин еще в декабре сообщил «Газете.Ru», что компания пока не планирует отказываться от безлимитных тарифов. «Это предложение помогает нам привлекать новых абонентов», — пояснил тогда представитель оператора.

В то же время в конце января компания совершила масштабные изменения своего позиционирования. Генеральный директор Tele2 Сергей Эмдин объявил об отказе от политики «жесткого дискаунта» на презентации новой стратегии 25 января. «Если раньше мы были оператором с самыми низкими ценами, то теперь мы хотим быть оператором для тех, кто не хочет переплачивать», — подчеркнул он.

Кроме того, Tele2 собирается переносить неиспользованные минуты и трафик на следующий месяц. Это решение было принято с учетом статистике оператора, свидетельствующей, что около 80% абонентов не успевают полностью использовать все положенные им минуты разговора, SMS и интернет-пакеты.

Кусков напомнил, что в России стоимость на услуги связи остается ниже, чем в Европе и США.

«Тарифы наши недорогие, качество операторы предоставляют хорошее. Не без изъянов, конечно, но на высоком уровне»,

— похвалил отечественных игрков телеком-рынка аналитик.

Процесс «пакетирования» тарифов, как считает глава TelecomDaily, пришел не просто так: в нынешних нелегких экономических условиях операторы стараются заработать каждую копейку, поднимая цены на те или иные опции.

«Резко они цены не поднимут, но операторы стремятся за счет пакетов предоставлять больше услуг за большие деньги и соответственно, повысить ARPU. Вторая задача — увеличивать число смартфонов, подключенных к мобильному интернету», — прогнозирует Кусков.

Данные TelecomDaily демонстрируют, что только 50-60% российских абонентов выходят в сеть с помощью услуг сотовых операторов. Задача — поднять планку до 70-80% подключенных к мобильному интернету владельцев девайсов.

Понятие элемента кремний.

Второй представитель элементов главной подгруппы IV группы Периодической системы Д.И.Менделеева. В природе кремний - второй по распространенности после кислорода химический элемент. Земная кора более чем на четверть состоит из его соединений.

Историческая справка.

В 1825 году шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус действием металлического калия на фтористый кремний SiF4 получил чистый элементарный кремний. Новому элементу было дано название «силиций» (от лат. silex — кремень). Русское название «кремний» введено в 1834 году российским химиком Германом Ивановичем Гессом. В переводе c др.-греч. κρημνός — «утёс, гора».

Нахождение в природе.

Чаще всего в природе кремний встречается в виде кремнезема - соединений на основе диоксида кремния (IV) SiO2 (около 12% массы земной коры). Основные минералы и горные породы, образуемые диоксидом кремния - это песок (речной и кварцевый), кварц и кварциты, кремень, полевые шпаты. Вторую по распространенности в природе группу соединений кремний составляют силикаты и алюмосиликаты.

Были отмечены единичные факты нахождения чистого кремния в самородном виде.

Физические свойства.

Кремний - полупроводник. Кремний существует в двух модификациях: аморфной и кристаллической. Аморфный кремний - порошок бурого цвета, плотностью 2,33 г/см3, растворяется в расплавах металлов. Кристаллический кремний - кристаллы темно-серого цвета, обладающие стальным блеском, твердый и хрупкий, плотностью 2,4 г/см3. Кремний состоит из трех изотопов: Si (28), Si (29), Si (30). В отличие от металлов электропроводность кремния с повышением температуры увеличивается.

Химические свойства.

Кремний горит в кислороде, образуя оксид кремния (IV).

Будучи неметаллом, при нагревании кремний соединяется с металлами с образованием силицидов. Силициды легко разлагаются водой или кислотами, при этом выделяется газообразное водородное соединение кремния - силан. В отличие от углеводородов силан на воздухе самовоспламеняется и сгорает с образованием оксида кремния (IV) и воды. Кремний взаимодействует с концентрированными водными растворами щелочей, образуя силикат и водород.

Получение кремния.

Свободный кремний можно получить прокаливанием с магнием мелкого белого песка, который представляет собой диоксид кремния:

SiO2 + 2Mg → 2MgO + Si

При этом образуется бурый порошок аморфного кремния.

В промышленности кремний технической чистоты получают, восстанавливая расплав SiO2 коксом при температуре около 1800оС в руднотермических печах шахтного типа. Чистота полученного таким образом кремния может достигать 99,9% (основные примеси - углерод, металлы). Возможна дальнейшая очистка кремния от примесей.

Применение кремния.

Кремний применяют для получения полупроводниковых материалов, а также кислотоупорных сплавов. При сплавлении кварцевого песка с углем при высоких температурах образуется карбид кремния SiC, который по твердости уступает только алмазу. Поэтому его используют для затачивания резцов металлорежущих станков и шлифовки драгоценных камней. Из расплавленного кварца изготавливают различную кварцевую химическую посуду, которая может выдерживать высокую температуру и не трескается при резком охлаждении. Соединения кремния служат основой для производства стекла и цемента.

Источники

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Кремний - четырнадцатый элемент Периодической таблицы. Обозначение - Si от латинского «silicium». Расположен в третьем периоде, IVА группе. Относится к неметаллам. Заряд ядра равен 14.

Кремний - один из самых распространенных в земной коре элементов. Он составляет 27% (мас.) доступной нашему исследованию части земной коры, занимая по распространенности второе место после кислорода. В природе кремний встречается только в соединениях: в виде диоксида кремния SiO 2 , называемого кремниевым ангидридом или кремнеземом, в виде солей кремниевых кислот (силикатов). Наиболее широко в природе распространены алюмосиликаты, т.е. силикаты, в состав которых входит алюминий. К ним относятся полевые шпаты, слюды, каолин и др.

Как углерод, входя в состав всех органических веществ, кремний является важнейшим элементом растительного и животного царства.

В обычных условиях кремний представляет собой вещество темно-серого цвета (рис. 1). По внешнему виду похож на металл. Тугоплавок - температура плавления равна 1415 o С. Характеризуется высокой твердостью.

Рис. 1. Кремний. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса кремния

Относительной молекулярная масса вещества (M r) - это число, показывающее, во сколько раз масса данной молекулы больше 1/12 массы атома углерода, а относительная атомная масса элемента (A r) — во сколько раз средняя масса атомов химического элемента больше 1/12 массы атома углерода.

Поскольку в свободном состоянии кремний существует в виде одноатомных молекул Si, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 28,084.

Аллотропия и аллотропные модификации кремния

Кремний может существовать в виде двух аллотропных модификаций: алмазоподобной (кубической) (устойчивая) и графитоподобной (неустойчивая). Алмазоподобный кремний находится в твердом агрегатном состоянии, а графитоподобный - в аморфном. Они также различаются по внешнему виду и химической активности.

Кристаллический кремний представляет собой вещество темно-серого цвета с металлическим блеском, а аморфный - порошок бурого цвета. Вторая модификация обладает большей реакционной способностью, чем первая.

Изотопы кремния

Известно, что в природе кремний может находиться в виде трех стабильных изотопов 28 Si, 29 Si и 30 Si. Их массовые числа равны 28, 29 и 30 соответственно. Ядро атома изотопа кремния 28 Si содержит четырнадцать протонов и четырнадцать нейтронов, а изотопов 29 Si и 30 Si - такое же количество протонов, пятнадцать и шестнадцать нейтронов соответственно.

Существуют искусственные изотопы кремния с массовыми числами от 22- х до 44-х, среди которых наиболее долгоживущим является 32 Si с периодом полураспада равным 170 лет.

Ионы кремния

На внешнем энергетическом уровне атома кремния имеется четыре электрона, которые являются валентными:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3р 2 .

В результате химического взаимодействия кремний может отдавать свои валентные электроны, т.е. являться их донором и превращаться в положительно заряженный ион, или принимать электроны от другого атома, т.е. быть акцептором, и превращается в отрицательно заряженный ион:

Si 0 -4e → Si 4+ ;

Si 0 +4e → Si 4- .

Молекула и атом кремния

В свободном состоянии кремний существует в виде одноатомных молекул Si. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу кремния:

Сплавы кремния

Кремний используется в металлургии. Он служит составной частью многих сплавов. Важнейшие из них - это сплавы на основе железа, меди и алюминия.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2