Binary compounds of silicon
સિલિકોનના દ્વિસંગી સંયોજનો દ્વિસંગી રાસાયણિક સંયોજનો છે જેમાં સિલિકોન અને અન્ય એક રાસાયણિક તત્વ હોય છે. તકનીકી રીતે સિલિસાઇડ શબ્દ વધુ ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ તત્વ સાથે બંધાયેલ સિલિકોન ધરાવતા કોઈપણ સંયોજનો માટે અનામત છે. દ્વિસંગી સિલિકોન સંયોજનોને કેટલાક વર્ગોમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. ક્ષાર જેવા સિલિસાઈડ્સ ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ એસ-બ્લોક ધાતુઓ સાથે રચાય છે. સહસંયોજક સિલિસાઈડ્સ અને સિલિકોન સંયોજનો હાઇડ્રોજન અને 10 થી 17 જૂથોમાં તત્વો સાથે જોવા મળે છે. ચાંદી, સોનું અને 12 તત્વોના જૂથને બાદ કરતાં સંક્રમણ ધાતુઓ ધાતુ સિલિસાઈડ્સ બનાવે છે. સામાન્ય રચના એમ. એન. એસ. આઈ. અથવા એમ. એસ. આઈ. એન. સાથે 1 થી 6 સુધીની હોય છે અને એમ ધાતુ માટે વપરાય છે. ઉદાહરણોમાં M5Si, M3Si (Cu, V, CR, Mo, Mn, Fe, Pt, U), M2Si (Zr, Hf, Ta, IR, Ru, Rh, Co, Ni, Ce), M3Si2 (Hf, Th, U), MSi (Ti, Zr, Hf, Fe, Ce, Th, Pu) અને MSi2 (Ti, V, Nb, Ta, CR, Mo, W, Re) નો સમાવેશ થાય છે. કોપ-ન્યુમેન કાયદો આ રીતે લાગુ પડે છેઃ Cp (M, Si,) = xCp (M) + yCp (Si) સામાન્ય નિયમ તરીકે, નોનસ્ટોચિઓમેટ્રી અસ્થિરતા સૂચવે છે. આ ઇન્ટરમેટાલિક્સ સામાન્ય રીતે હાઇડ્રોલિસિસ, બરડ અને અનુરૂપ કાર્બાઇડ્સ અથવા બોરાઇડ્સ કરતા ઓછા તાપમાને ઓગળવા માટે પ્રતિરોધક હોય છે. તેઓ વિદ્યુત વાહક છે. જો કે, કેટલાક, જેમ કે CRSi2, Mg2Si, β-FeSi2 અને MnSi1.7, સેમિકન્ડક્ટર્સ છે. ડીજનરેટ સેમિકન્ડક્ટર્સ કેટલાક ધાતુના ગુણધર્મો દર્શાવે છે, જેમ કે ચમક અને વિદ્યુત વાહકતા જે તાપમાન સાથે ઘટે છે, ધાતુ તરીકે વર્ગીકૃત કેટલાક સિલિસાઈડ્સ સેમિકન્ડક્ટર્સ હોઈ શકે છે. જૂથ 1 તત્વોના જૂથ 1 સિલિસાઈડ્સ ક્ષાર જેવા સિલિસાઈડ્સ છે, સિવાય કે સિલેન (સી. આઈ. એચ. 4) કે જેનું હાઇડ્રોજન સાથેના બંધ સહસંયોજક હોય છે. ઉચ્ચ સિલેન હોમોલોગ્સ ડિસિલેન અને ટ્રિસિલેન છે. પોલિસિલિકન હાઇડ્રાઇડ એ દ્વિ-પરિમાણીય પોલિમર નેટવર્ક છે. લિથિયમ સિલિસાઈડ્સના ઘણા ક્લસ્ટર સંયોજનો જાણીતા છે, જેમ કે Li13Si4, Li22Si5, Li7Si3 અને Li12Si7. Li4.4Si ઉચ્ચ-ઊર્જા બોલ મિલ પ્રક્રિયામાં સિલિકોન અને લિથિયમ ધાતુથી તૈયાર કરવામાં આવે છે. સંભવિત ઉપયોગોમાં લિથિયમ બેટરીમાં ઇલેક્ટ્રોડનો સમાવેશ થાય છે. Li12Si7 સમતલીય Si56 − રિંગ્સ સાથે ઝિન્ટલ તબક્કો ધરાવે છે. લી એન. એમ. આર. સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી સૂચવે છે કે આ વીંટીઓ સુગંધિત છે. અન્ય જૂથ 1 તત્વો પણ સમૂહ બનાવે છેઃ સોડિયમ સિલિસાઇડને NaSi, NaSi2 અને Na11Si36 દ્વારા અને પોટેશિયમ સિલિસાઇડને K8Si46 દ્વારા રજૂ કરી શકાય છે. જૂથ 1 સિલિસાઈડ્સ સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ ગલન, ધાતુના ભૂખરા રંગમાં હોય છે, જેમાં મધ્યમથી નબળી વિદ્યુત ચાલકતા હોય છે અને તત્વોને ગરમ કરીને તૈયાર કરવામાં આવે છે. બા8સી46 માટે સુપરકન્ડક્ટિંગ ગુણધર્મોની જાણ કરવામાં આવી છે. કેટલાક સિલિકોન ઝિન્ટલ આયનો (,,) જૂથ 1 પ્રતિકૃતિઓ સાથે જાણીતા છે. જૂથ 2 તત્વોના જૂથ 2 સિલિસાઈડ્સ પણ બેરિલિયમ સિવાયના ક્ષાર જેવા સિલિસાઈડ્સ છે, જેની સિલિકોન સાથેની તબક્કાની આકૃતિ એક સરળ યુટેક્ટિક છે (વજન સિલિકોન દ્વારા 1085 °C @60%). ફરીથી રચનામાં વિવિધતા છેઃ મેગ્નેશિયમ સિલિસાઇડને Mg2Si દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે, કેલ્શિયમ સિલિસાઇડને Ca2Si, CaSi, CaSi2, Ca5Si3 દ્વારા રજૂ કરી શકાય છે અને Ca14Si19 દ્વારા, સ્ટ્રોન્ટીયમ સિલિસાઇડને Sr2Si, SrSi2 અને Sr5Si3 દ્વારા રજૂ કરી શકાય છે અને બેરિયમ સિલિસાઇડને બા2સી, બાએસઆઈ2, બા5સી3 અને બા3સી4 દ્વારા રજૂ કરી શકાય છે. Mg2Si, અને Mg2Ge અને Mg2Sn સાથેના તેના નક્કર ઉકેલો, સારી થર્મોઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી છે અને તેમના યોગ્યતા મૂલ્યોની આકૃતિ સ્થાપિત સામગ્રી સાથે તુલનાત્મક છે. સંક્રમણ અને આંતરિક સંક્રમણ ધાતુઓ સંક્રમણ ધાતુઓ ઓછામાં ઓછા એક દ્વિસંગી સ્ફટિકીય તબક્કા સાથે સિલિકોન આંતરધાતુઓની વિશાળ શ્રેણી બનાવે છે. કેટલાક અપવાદો છે. સોનું ઘન સ્થિતિમાં પરસ્પર દ્રાવ્યતા વિના વજન દ્વારા 2.3 ટકા સિલિકોન (18 ટકા અણુ ટકા) સાથે 363 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર યુટેક્ટિક બનાવે છે. ચાંદી વજન દ્વારા 11 ટકા સિલિકોન સાથે 835 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર અન્ય યુટેક્ટિક બનાવે છે, ફરીથી નગણ્ય પરસ્પર ઘન સ્થિતિમાં દ્રાવ્યતા સાથે. જૂથ 12 માં બધા તત્વો પરસ્પર ઘન-સ્થિતિ દ્રાવ્યતા વિના ધાતુના ગલનબિંદુની નજીક એક યુટેક્ટિક બનાવે છેઃ 419 ° સે અને> 99 અણુ ટકા ઝિંક અને 320 ° સે (<99% સીડી) પર કેડમિયમ. વ્યાપારી રીતે સંબંધિત આંતરધાતુઓ જૂથ 6 મોલિબ્ડેનમ ડિસિલિસાઇડ છે, જે વ્યાપારી સિરામિક છે જેનો ઉપયોગ મોટે ભાગે ગરમ તત્વ તરીકે થાય છે. ટંગસ્ટન ડિસિલિસાઇડ એ માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં ઉપયોગમાં લેવાતી વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ સિરામિક પણ છે. પ્લેટિનમ સિલિસાઇડ એ અર્ધચાલક સામગ્રી છે. ફેરોસિલિકન એક લોહ મિશ્ર ધાતુ છે જેમાં કેટલાક કેલ્શિયમ અને એલ્યુમિનિયમ પણ હોય છે. MnSi, જેને બ્રાઉનલાઈટ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે બાહ્ય અવકાશમાં મળી શકે છે. કેટલાક એમ. એન. સિલિસાઈડ્સ નોવોત્ની તબક્કો બનાવે છે. સિલિકોન અને મેંગેનીઝ પર આધારિત નેનોવાયર્સનું Mn19Si33 પર આધારિત નેનોવાયર્સનું નિર્માણ કરતા Mn (CO) 5SiCl3 માંથી સંશ્લેષણ કરી શકાય છે. અથવા સિલિકોન સપાટી MnSi1.73 પર ઉગાડવામાં આવે છે તેની થર્મોઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી તરીકે અને ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક પાતળા ફિલ્મ તરીકે તપાસ કરવામાં આવી હતી. સિંગલ-ક્રિસ્ટલ MnSi1.73 ટીન-લીડ ઓગળવાથી બની શકે છે તકનીકી સંશોધનની સીમાઓમાં, આયર્ન ડિસિલિસાઇડ ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક્સ માટે વધુને વધુ સુસંગત બની રહ્યું છે, ખાસ કરીને તેના સ્ફટિકીય સ્વરૂપ β-FeSi2 માં. તેનો ઉપયોગ પાતળા પટલ તરીકે અથવા નેનોપાર્ટિકલ્સ તરીકે થાય છે, જે સિલિકોન સબસ્ટ્રેટ પર એપિટેક્સિયલ વૃદ્ધિ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. જૂથ 13 જૂથ 13 બોરોન (એક મેટાલોઇડ) કેટલાક દ્વિસંગી સ્ફટિકીય સિલિકોન બોરાઇડ સંયોજનો બનાવે છેઃ સી. બી. 3, સી. બી. 6, સી. બી. એન. એલ્યુમિનિયમ સાથે, સંક્રમણ પછીની ધાતુ, 1.5 ટકાના ઘન એલ્યુમિનિયમમાં સિલિકોનની મહત્તમ દ્રાવ્યતા સાથે યુટેક્ટિક (577 °C @12.2 અણુ% AL) રચાય છે. સિલિકોન ધરાવતા વ્યાવસાયિક રીતે સંબંધિત એલ્યુમિનિયમ મિશ્રધાતુઓમાં ઓછામાં ઓછું તત્વ ઉમેરવામાં આવે છે. ગેલિયમ, સંક્રમણ પછીની ધાતુ પણ છે, જે પરસ્પર ઘન-અવસ્થામાં દ્રાવ્યતા વિના 99.99% Ga સાથે 29°C પર યુટેક્ટિક બનાવે છે; ઇન્ડિયમ અને થેલિયમ સમાન રીતે વર્તે છે. ગ્રુપ 14 સિલિકોન કાર્બાઇડ (સી. આઈ. સી.) નો વ્યાપકપણે કાર બ્રેક અને બુલેટપ્રૂફ વેસ્ટમાં સિરામિક અથવા ઉદાહરણ તરીકે ઉપયોગ થાય છે. તેનો ઉપયોગ સેમિકન્ડક્ટર ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં પણ થાય છે. તે 1600 અને 2500 ડિગ્રી સેલ્સિયસની વચ્ચે એચસન ભઠ્ઠીમાં સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ અને કાર્બનમાંથી બનાવવામાં આવે છે. આલ્ફા સિલિકોન કાર્બાઇડ સાથે 250 જાણીતા સ્ફટિકીય સ્વરૂપો છે જે સૌથી સામાન્ય છે. સિલિકોન પોતે એક મહત્વપૂર્ણ સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી છે જેનો ઉપયોગ માઇક્રોચીપ્સમાં થાય છે. તે વ્યાપારી રીતે સિલિકા અને કાર્બનમાંથી 1900 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર ઉત્પન્ન થાય છે અને ડાયમંડ ક્યુબિક સ્ફટિક માળખામાં સ્ફટિકીકરણ કરે છે. જર્મેનિયમ સિલિસાઇડ એક નક્કર દ્રાવણ બનાવે છે અને તે ફરીથી વ્યાપારી રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી છે. ટીન-સિલિકોન તબક્કાની આકૃતિ એક યુટેક્ટિક છે અને લીડ-સિલિકોન તબક્કાની આકૃતિ એક મોનોટેક્ટિક સંક્રમણ અને એક નાનું યુટેક્ટિક સંક્રમણ દર્શાવે છે પરંતુ કોઈ નક્કર દ્રાવ્યતા નથી. ગ્રુપ 15 સિલિકોન નાઇટ્રાઇડ (Si3N4) એ સિરામિક છે જેમાં એન્જિનના ભાગો જેવા ઘણા વ્યાવસાયિક ઉચ્ચ-તાપમાનના ઉપયોગો છે. તે 1300 અને 1400 ડિગ્રી સેલ્સિયસ વચ્ચેના તાપમાને તત્વોમાંથી સંશ્લેષણ કરી શકાય છે. ત્રણ અલગ અલગ સ્ફટિકીય સ્વરૂપો અસ્તિત્વ ધરાવે છે. અન્ય દ્વિસંગી સિલિકોન નાઇટ્રોજન સંયોજનોની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે (સી. આઈ. એન., સી. આઈ. 2. એન. 3, સી. આઈ. 3. એન.) અને અન્ય સી. આઈ. એન. સંયોજનોની ક્રાયોજેનિક તાપમાન (સી. આઈ. એન. 2, સી. આઈ. (એન. 2) 2, સી. આઈ. એન. એસ. આઈ.) પર તપાસ કરવામાં આવી છે. સિલિકોન ટેટ્રાઝાઇડ એક અસ્થિર સંયોજન છે જે સરળતાથી વિસ્ફોટ કરે છે. ફોસ્ફરસ સાથેની તબક્કાની આકૃતિ સી. આઈ. પી. અને સી. આઈ. પી. 2 દર્શાવે છે. નોંધાયેલ સિલિકોન ફોસ્ફાઇડ એ Si12P5 (કોઈ વ્યવહારુ ઉપયોગો નથી) છે, જે આકારહીન Si-P મિશ્રધાતુને એનેલિંગ કરીને રચાય છે. 40 બાર પર માપવામાં આવેલી આર્સેનિક-સિલિકોન તબક્કાની આકૃતિમાં બે તબક્કાઓ છેઃ સીઆઇએ અને સીઆઇએ 2. એન્ટિમની-સિલિકોન પ્રણાલીમાં એસ. બી. ના ગલનબિંદુની નજીક એક જ યુટેક્ટિકનો સમાવેશ થાય છે. બિસ્મથ સિસ્ટમ એક મોનોટેક્ટિક છે. જૂથ 16 માં સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ એક ખૂબ જ સામાન્ય સંયોજન છે જે રેતી અથવા ક્વાર્ટઝ તરીકે વ્યાપકપણે જોવા મળે છે. સી. ઓ. ઓ. 2 એ 4 ઓક્સિજન અણુઓથી ઘેરાયેલા દરેક સિલિકોન અણુ સાથે ચતુષ્ફલકીય છે. પોલિમરીક સાંકળ બનાવવા માટે જોડાયેલા ટેટ્રાહેડ્રા સાથે અસંખ્ય સ્ફટિકીય સ્વરૂપો અસ્તિત્વ ધરાવે છે. ઉદાહરણો ટ્રાઇડીમાઇટ અને ક્રિસ્ટોબલાઇટ છે. ઓછું સામાન્ય ઓક્સાઇડ સિલિકોન મોનોક્સાઇડ છે જે બાહ્ય અવકાશમાં મળી શકે છે. બિન-સંતુલન Si2O, Si3O2, Si3O4, Si2O3 અને Si3O5 માટે અચોક્કસ અહેવાલો અસ્તિત્વમાં છે. સિલિકોન સલ્ફાઇડ પણ એક સાંકળ સંયોજન છે. વાયુ તબક્કામાં ચક્રીય સી. આઈ. એસ. 2 અસ્તિત્વમાં હોવાનું નોંધવામાં આવ્યું છે. સેલેનિયમ સાથે સિલિકોનની તબક્કાની આકૃતિમાં બે તબક્કાઓ છેઃ સી. આઈ. એસ. ઈ. 2 અને સી. આઈ. એસ. ઈ. ટેલુરિયમ સિલિસાઇડ એ સેમિકન્ડક્ટર છે જેનું સૂત્ર TeSi2 અથવા Te2Si3 છે. જૂથ 17માં દ્વિસંગી સિલિકોન સંયોજનો વાયુયુક્ત સિલિકોન ફ્લોરાઇડ (SiF4) થી પ્રવાહી સિલિકોન ક્લોરાઇડ (SiCl4 અને સિલિકોન બ્રોમાઇડ SiBr4) થી ઘન સિલિકોન આયોડાઇડ (SiI4) સુધીના સ્થિર સંયોજનો છે. આ સંયોજનોમાં મોલેક્યુલર ભૂમિતિ ટેટ્રાહેડ્રલ અને બોન્ડિંગ મોડ સહસંયોજક છે. આ જૂથમાં અન્ય જાણીતા સ્થિર ફ્લોરાઈડ્સ એ Si2F6, Si3F8 (પ્રવાહી) અને પોલીસીલીકોન ફ્લોરાઈડ્સ (SiF2) x અને (SiF) x તરીકે ઓળખાતા પોલિમરીક ઘન પદાર્થો છે. અન્ય હેલાઈડ્સ સમાન દ્વિસંગી સિલિકોન સંયોજનો બનાવે છે. દ્વિસંગી સિલિકોન સંયોજનોનું સામયિક કોષ્ટક સંદર્ભ દ્વિસંગી સંયોજનો સિલિકોન સંયોજનો સિલિકોન, દ્વિસંગી સંયોજનો