Binary compounds of silicon
سلکان کے بائنری مرکبات بائنری کیمیائی مرکبات ہیں جن میں سلکان اور ایک اور کیمیائی عنصر ہوتا ہے۔ تکنیکی طور پر سلیسائیڈ کی اصطلاح کسی بھی ایسے مرکب کے لیے مخصوص ہے جس میں سلکان زیادہ برقی مثبت عنصر سے جڑا ہو۔ بائنری سلکان مرکبات کو کئی زمروں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ نمک نما سلیکائڈز برقی مثبت ایس بلاک دھاتوں سے بنتے ہیں۔ کوولینٹ سلیکائڈز اور سلکان مرکبات ہائیڈروجن اور عناصر کے ساتھ 10 سے 17 کے گروپوں میں پائے جاتے ہیں۔ منتقلی دھاتیں دھاتی سلیکائڈز بناتی ہیں، سوائے چاندی، سونے اور گروپ 12 عناصر کے۔ عام ساخت MnSi یا MSin ہے جس میں n 1 سے 6 تک ہے اور M دھات کے لیے کھڑا ہے۔ مثال کے طور پر ایم 5 ایس آئی، ایم 3 ایس آئی (کیو، وی، سی آر، مو، ایم این، فی، پی ٹی، یو)، ایم 2 ایس آئی (زیڈ آر، ایچ ایف، ٹی اے، آئی آر، آر ایچ، کو، نی، سی ای)، ایم 3 ایس آئی 2 (ایچ ایف، تھ، یو)، ایم ایس آئی (ٹی آئی، زیڈ آر، ایچ ایف، فی، سی ای، تھ، پیو) اور ایم ایس آئی 2 (ٹی آئی، وی، این بی، ٹی اے، سی آر، مو، ڈبلیو، ری) ہیں۔ کوپ-نیومن قانون اس طرح لاگو ہوتا ہے: Cp (M, Si,) = xCp (M) + yCp (Si) ایک عام اصول کے طور پر، نان اسٹوچیومیٹری کا مطلب عدم استحکام ہے۔ یہ انٹر میٹلکس عام طور پر ہائیڈرولیسس، ٹوٹنے، اور متعلقہ کاربائڈز یا بورائڈز کے مقابلے میں کم درجہ حرارت پر پگھلنے کے خلاف مزاحم ہوتے ہیں۔ وہ برقی موصل ہیں۔ تاہم، کچھ، جیسے کہ CRSi2، Mg2Si، β-FeSi2 اور MnSi1.7، سیمی کنڈکٹر ہیں۔ چونکہ انحطاط پذیر سیمی کنڈکٹر کچھ دھاتی خصوصیات کی نمائش کرتے ہیں، جیسے چمک اور برقی چالکتا جو درجہ حرارت کے ساتھ کم ہوتی ہے، دھاتوں کے طور پر درجہ بند کچھ سلیکائڈز سیمی کنڈکٹر ہو سکتے ہیں۔ گروپ 1 عناصر کے گروپ 1 سلیکائڈز نمک نما سلیکائڈز ہوتے ہیں، سوائے سائلن (سی آئی ایچ 4) کے جن کے ہائیڈروجن کے ساتھ بندھن کوولینٹ ہوتے ہیں۔ اعلی سائلین ہومولوگس ڈائیلین اور ٹرائیسلین ہوتے ہیں۔ پولیسیلیکن ہائیڈرائڈ ایک دو جہتی پولیمر نیٹ ورک ہے۔ لتیم سلیکائڈز کے بہت سے کلسٹر مرکبات معلوم ہیں، جیسے کہ Li13Si4، Li22Si5، Li7Si3 اور Li12Si7۔ Li4.4Si اعلی توانائی والی بال مل کے عمل میں سلکان اور لتیم دھات سے تیار کیا جاتا ہے۔ ممکنہ استعمال میں لتیم بیٹریوں میں الیکٹروڈ شامل ہیں۔ لی 12 سی 7 میں زینٹل فیز ہے جس میں پلینر سی 56-رنگز ہیں۔ لی این ایم آر سپیکٹروسکوپی سے پتہ چلتا ہے کہ یہ حلقے خوشبودار ہیں۔ گروپ 1 کے دیگر عناصر بھی کلسٹر بناتے ہیں: سوڈیم سلائڈ کی نمائندگی NaSi، NaSi2 اور Na11Si36 اور پوٹاشیم سلائڈ کی نمائندگی K8Si46 کے ذریعے کی جا سکتی ہے۔ گروپ 1 سلیکائڈز عام طور پر زیادہ پگھلنے والے، دھاتی سرمئی رنگ کے ہوتے ہیں، جن میں اعتدال سے لے کر ناقص برقی چالکتا ہوتی ہے اور عناصر کو گرم کرکے تیار کیے جاتے ہیں۔ با 8 سی 46 کے لیے سپر کنڈکٹنگ خصوصیات کی اطلاع دی گئی ہے۔ کئی سلکان زنٹل آئن (،،) گروپ 1 کاؤنٹریون کے ساتھ جانے جاتے ہیں۔ گروپ 2 عناصر کے گروپ 2 سلیکائڈز بھی نمک نما سلیکائڈز ہوتے ہیں سوائے بیریلیم کے جس کا فیز ڈائیگرام سلکان کے ساتھ ایک سادہ یوٹیکٹک ہوتا ہے (وزن سلکان کے لحاظ سے 1085 °C @60 ٪)۔ ایک بار پھر ساخت میں تغیر ہے: میگنیشیم سلائڈ کی نمائندگی Mg2Si کرتا ہے، کیلشیم سلائڈ کی نمائندگی Ca2Si، CaSi، CaSi2، Ca5Si3 اور Ca14Si19 کے ذریعے کی جا سکتی ہے، اسٹرونشیم سلائڈ کی نمائندگی Sr2Si، SrSi2 اور Sr5Si3 کے ذریعے کی جا سکتی ہے اور بیریوم سلائڈ کی نمائندگی Ba2Si، BaSi2، Ba5Si3 اور Ba3Si4 کے ذریعے کی جا سکتی ہے۔ Mg2Si، اور Mg2Ge اور Mg2Sn کے ساتھ اس کے ٹھوس حل، اچھے تھرمو الیکٹرک مواد ہیں اور ان کی قابلیت کی اقدار کا اعداد و شمار قائم شدہ مواد کے ساتھ موازنہ ہے۔ ٹرانزیشن اور اندرونی ٹرانزیشن دھاتیں ٹرانزیشن دھاتیں کم از کم ایک بائنری کرسٹل لائن مرحلے کے ساتھ سلکان انٹرمیٹالکس کی ایک وسیع رینج بناتی ہیں۔ کچھ مستثنیات موجود ہیں۔ سونا ٹھوس حالت میں باہمی گھلنشیلتا کے بغیر وزن کے لحاظ سے 2.3 فیصد سلکان (18 فیصد ایٹم فیصد) کے ساتھ 363 ڈگری سیلسیس پر یوٹیکٹک بناتا ہے۔ چاندی 835 ڈگری سیلسیس پر وزن کے لحاظ سے 11 فیصد سلکان کے ساتھ ایک اور یوٹیکٹک بناتی ہے، ایک بار پھر غیر معمولی باہمی ٹھوس حالت کی گھلنشیلتا کے ساتھ۔ گروپ 12 میں تمام عناصر دھات کے پگھلنے کے مقام کے قریب ایک یوٹیکٹک بناتے ہیں جس میں باہمی ٹھوس ریاست کی گھلنشیلتا نہیں ہوتی: 419 ڈگری سیلسیس پر زنک اور> 99 ایٹم فیصد زنک اور 320 ڈگری سیلسیس (<99 فیصد سی ڈی) پر کیڈیمیم۔ تجارتی طور پر متعلقہ انٹر میٹلکس گروپ 6 مولیبڈینم ڈائیلیسائیڈ ہیں، جو ایک تجارتی سیرامک ہے جو زیادہ تر حرارتی عنصر کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ ٹونگسٹن ڈائیلیسائیڈ ایک تجارتی طور پر دستیاب سیرامک بھی ہے جس کا استعمال مائیکرو الیکٹرانکس میں ہوتا ہے۔ پلاٹینم سلائڈائڈ ایک سیمی کنڈکٹر مواد ہے۔ فیروسیلیکن ایک لوہے کا مرکب ہے جس میں کچھ کیلشیم اور ایلومینیم بھی ہوتا ہے۔ MnSi، جسے براؤن لائٹ کہا جاتا ہے، بیرونی خلا میں پایا جا سکتا ہے۔ کئی Mn سلیکائڈز نووتنی مرحلے کی تشکیل کرتے ہیں۔ سلکان اور مینگنیز پر مبنی نینو وائروں کو Mn19Si33 پر مبنی نینو وائروں کی تشکیل کرنے والے Mn (CO) 5SiCl3 سے ترکیب کیا جا سکتا ہے۔ یا سلکان کی سطح MnSi1.73 پر اگائے جانے کی تحقیق تھرمو الیکٹرک مواد اور آپٹو الیکٹرانک پتلی فلم کے طور پر کی گئی تھی۔ سنگل کرسٹل MnSi1.73 ٹن لیڈ پگھلنے سے بن سکتا ہے تکنیکی تحقیق کے محاذوں میں، آئرن ڈائیلیسائیڈ آپٹو الیکٹرانکس کے لیے زیادہ سے زیادہ متعلقہ ہوتا جا رہا ہے، خاص طور پر اس کی کرسٹل لائن شکل β-FeSi2 میں۔ انہیں پتلی فلموں یا نینو پارٹیکلز کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، جو سلکان سبسٹریٹ پر ایپیٹیکسیل نمو کے ذریعے حاصل کیے جاتے ہیں۔ گروپ 13 گروپ 13 میں بوران (ایک دھاتی) کئی بائنری کرسٹل سلکان بورائڈ مرکبات بناتا ہے: سی بی 3، سی بی 6، سی بی این۔ ایلومینیم کے ساتھ، ایک منتقلی کے بعد کی دھات، ایک یوٹیکٹک تشکیل پاتا ہے (577 °C @12.2 ایٹم ٪ AL) جس میں ٹھوس ایلومینیم میں سلکان کی زیادہ سے زیادہ گھلنشیلتا 1.5 ٪ ہوتی ہے۔ سلکان پر مشتمل تجارتی طور پر متعلقہ ایلومینیم مرکب میں کم از کم عنصر شامل ہوتا ہے۔ گیلیم، جو منتقلی کے بعد کی دھات بھی ہے، 29 ڈگری سیلسیس پر 99.99% Ga کے ساتھ باہمی ٹھوس حالت کی گھلنشیلتا کے بغیر ایک یوٹیکٹک بناتا ہے ؛ انڈیم اور تھیلیم اسی طرح کا برتاؤ کرتے ہیں۔ گروپ 14 سلیکن کاربائڈ (ایس آئی سی) کار بریک اور بلٹ پروف بنیان میں سیرامک یا مثال کے طور پر بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ یہ سیمی کنڈکٹر الیکٹرانکس میں بھی استعمال ہوتا ہے۔ یہ 1600 اور 2500 ڈگری سیلسیس کے درمیان ایکسن بھٹی میں سلکان ڈائی آکسائیڈ اور کاربن سے تیار کیا جاتا ہے۔ الفا سلکان کاربائڈ کے ساتھ 250 معروف کرسٹل شکلیں ہیں جو سب سے زیادہ عام ہیں۔ سلیکن خود مائیکروچپس میں استعمال ہونے والا ایک اہم سیمی کنڈکٹر مواد ہے۔ یہ تجارتی طور پر سلیکا اور کاربن سے 1900 ڈگری سیلسیس پر تیار کیا جاتا ہے اور ڈائمنڈ کیوبک کرسٹل ڈھانچے میں کرسٹلائز ہوتا ہے۔ جرمنیم سلائڈ ایک ٹھوس محلول بناتا ہے اور ایک بار پھر تجارتی طور پر استعمال ہونے والا سیمی کنڈکٹر مواد ہے۔ ٹن-سلکان مرحلے کا خاکہ ایک یوٹیکٹک ہے اور لیڈ-سلکان مرحلے کا خاکہ ایک مونوٹیکٹک منتقلی اور ایک چھوٹی یوٹیکٹک منتقلی کو ظاہر کرتا ہے لیکن کوئی ٹھوس گھلنشیلتا نہیں ہے۔ گروپ 15 سلیکن نائٹرائڈ (سی 3 این 4) ایک سیرامک ہے جس میں بہت سے تجارتی اعلی درجہ حرارت کی ایپلی کیشنز جیسے انجن کے پرزے ہیں۔ اسے 1300 اور 1400 ڈگری سیلسیس کے درمیان درجہ حرارت پر عناصر سے ترکیب کیا جا سکتا ہے۔ تین مختلف کرسٹلگرافک شکلیں موجود ہیں۔ دیگر بائنری سلکان نائٹروجن مرکبات (سی این، سی 2 این 3، سی 3 این) تجویز کیے گئے ہیں اور دیگر سی این مرکبات کی کریوجینک درجہ حرارت (سی این 2، سی (این 2) 2، سی این این ایس آئی) پر تحقیقات کی گئی ہیں۔ سلیکن ٹیٹراازائڈ ایک غیر مستحکم مرکب ہے جو آسانی سے پھٹ جاتا ہے۔ فاسفورس کے ساتھ مرحلے کا خاکہ سی آئی پی اور سی آئی پی 2 کو ظاہر کرتا ہے۔ ایک رپورٹ شدہ سلکان فاسفائیڈ سی 12 پی 5 (کوئی عملی استعمال نہیں) ہے، جو ایک بے ساختہ سی-پی مرکب دھات کو اینیل کرنے سے بنتا ہے۔ 40 بار پر ماپا گیا آرسینک-سلکان مرحلے کا خاکہ دو مراحل پر مشتمل ہے: سی آئی اے اور سی آئی اے 2۔ اینٹیمنی-سلکان نظام ایس بی کے پگھلنے کے مقام کے قریب ایک واحد یوٹیکٹک پر مشتمل ہوتا ہے۔ بسمتھ نظام ایک مونوٹیکٹک ہے۔ گروپ 16 میں سلکان ڈائی آکسائیڈ ایک بہت عام مرکب ہے جو بڑے پیمانے پر ریت یا کوارٹج کے طور پر پایا جاتا ہے۔ SiO2 ٹیٹراہیڈرل ہے جس میں ہر سلکان ایٹم 4 آکسیجن ایٹموں سے گھرا ہوا ہے۔ پولیمرک سلسلہ بنانے کے لیے جڑے ہوئے ٹیٹراہیڈرا کے ساتھ متعدد کرسٹل شکلیں موجود ہیں۔ مثالیں ٹریڈائمائٹ اور کرسٹوبالائٹ ہیں۔ ایک کم عام آکسائڈ سلکان مونو آکسائڈ ہے جو بیرونی خلا میں پایا جا سکتا ہے۔ غیر مستحکم Si2O، Si3O2، Si3O4، Si2O3 اور Si3O5 کے لیے غیر مصدقہ رپورٹیں موجود ہیں۔ سلیکن سلفایڈ بھی ایک سلسلہ مرکب ہے۔ سائیکلک سی آئی ایس 2 کے گیس مرحلے میں موجود ہونے کی اطلاع دی گئی ہے۔ سیلینیم کے ساتھ سلکان کے فیز ڈائیگرام کے دو مراحل ہیں: SiSe2 اور SiSe۔ ٹیلوریم سلائڈ ایک سیمی کنڈکٹر ہے جس کا فارمولا ٹی ایس آئی 2 یا ٹی 2 سی 3 ہے۔ گروپ 17 میں بائنری سلکان مرکبات مستحکم مرکبات ہیں جو گیسس سلکان فلورائڈ (SiF4) سے لے کر مائع سلکان کلورائڈ (SiCl4 اور سلکان برومائڈ SiBr4) سے لے کر ٹھوس سلکان آیوڈائڈ (SiI4) تک ہیں۔ ان مرکبات میں مالیکیولر جیومیٹری ٹیٹراہیڈرل اور بانڈنگ موڈ کوولینٹ ہے۔ اس گروپ میں دیگر معروف مستحکم فلورائڈز ہیں Si2F6، Si3F8 (مائع) اور پولیمرک ٹھوس جو پولیسیلیکن فلورائڈز (SiF2) x اور (SiF) x کے نام سے جانے جاتے ہیں۔ دیگر ہالائڈز اسی طرح کے بائنری سلکان مرکبات بناتے ہیں۔ بائنری سلکان مرکبات کی پیریڈک ٹیبل حوالہ جات بائنری مرکبات سلکان مرکبات سلکان، بائنری مرکبات