הצורן

1. הצורן שירה דושי, י'1 28.12.03

2. על הצורן שמו הלועזי: סיליקון (Silicon) מספר אטומי: 14 מספר מסה: 28.0855 איזוטופים: לצורן 3 איזוטופים הידועים לנו. הנפוץ מביניהם הוא בעל 14 נויטרונים ומהווה כ-92.23% מכלל האיזוטופים. האחרים בעלי 15 נויטרונים (מהווים כ-4.67% מכלל האיזוטופים) ובעלי 16 נויטרונים (מהווים כ-3.10% מכלל האיזוטופים). יוצרו גם איזוטופים בעלי 13, 17 ו-18 נויטרונים באופן מלאכותי.

3. תכונות פיזיקליות טמפרטורת היתוך: 1410~ מעלות צלזיוס. טמפרטורת רתיחה: 2355~ מעלות צלזיוס. קשיות: 7. צפיפות: 2.33 גרם לסמ"ק. צבע: כחול-אפור בצורתי הגבישית, חום בצורתו האמורפית. מצב צבירה בטמפרטורת החדר: מוצק.

4. קצת הסטוריה דרך גילויו: הצורן בודד לראשונה על ידי המדען השוודי יונס ג'ייקוב ברצליוס בתחילת המאה ה-19 (סביבות 1825). לפניו ניסו מדענים שונים לבודד את הצורן באותה הדרך אך ללא הצלחה. מקור השם: סיליקון- מהמילה silicis, silex (אבן צור בלטינית). מכאן גם שמו בעברית- צורן. השם הלועזי הוצע על-ידי תומסון בשנת 1831, כאשר הסיומת 'און' משייכת אותו למשפחה אליה הוא שייך, יחד עם קרבון ובורון.

5. תכונות כימיות אנרגיית יינון ראשונה: 786.5 kj/mol. מבנה האטום ע"פ בוהר (היערכות אלקטרונים): 2,8,4. מיקום בטבלה המחזורית: הצורן נמצא במחזור השלישי ומשתייך לקבוצת האל-מתכות. הוא הייסוד השני בקבוצה הרביעית (קבוצת הפחמן) בטבלה המחזורית. בטמפרטורה נמוכה הצורן לא יהיה פעיל כמעט אך בחימום הוא יוצר מספר גדול של תרכובות. תגובותיו דומות לתגובות הפחמן. פלואור הוא היסוד היחיד המגיב עם הצורן בטמפרטורות נמוכות. הצורן מוליך חשמל למחצה ולכן מאוד שימושי בתעשייה.

6. הצורן בטבע הצורן הוא היסוד השני הנפוץ על פני כדור-הארץ (אחרי חמצן) ומהווה כ-27.7% מקרומו. הוא מופיע בטבע כתרכובת עם חמצן (הנפוצה מביניהן היא הסיליקה SiO2). הצורן נמצא בשמש ובכוכבים והוא המרכיב העיקרי של מטאוריטים מסוימים. הצורן הוא יסוד חשוב למערכות הגיאולוגיות. במעטפת כדור הארץ ניתן למצוא צורן כסיליקטים. החול עשוי מתרכובת הסיליקה, וכך גם קוורץ, אבני צור, חלמיש וסוגים שונים של אבני חן (דוגמת האופל). הצורן מצוי בטבע בשתי צורות אלוטרופיות: אבקה אמורפית חומה וגבישים בצבע אפור כהה.

7. הצורן בתעשייה הדרך התעשייתית להפקת היסוד: חימום אבן קוורץ או חול בנוכחות פחמן בתוך תנור חשמלי. לקבלת צורן נקי יותר משתמשים בתרכובות הלוגניות של צורן. לצורן שימושים תעשייתיים רבים ומגוונים מכיוון שהוא כל כך נגיש ונפוץ. החל מהכנת זכוכית, מלט או סיליקון ועד לתעשיית המיקרואלקטרוניקה בה כל השבבים עשויים תרכובות שונות של צורן. מכיוון שהצורן בטבע מגיע כתרכובות רוב התעשיות הללו מבוססות בעצם על תרכובות של צורן. לדוגמא: הסיליקה משמשת ליצירת זכוכית, הסיליקטים משמשים ליצירת אבני בניין והסיליקונים משמשים ליצירת גומי סינטטי וברפואה.

9. ביבליוגרפיה http://www.snunit.k12.il/heb_journals/chimia/51003.html http://www.mada.org.il/website/html/4/4552-19.htm http://stwww.weizmann.ac.il/tech-center/mot-net/teachers/edna-lebel/Silicon.htm http://www.ort.org.il/elements/14.htm http://www.ynet.co.il/yaan/0,7340,L-19500,00.html http://www.theodoregray.com/PeriodicTable/Elements/014/index.s7.html#sample1 האנציקלופדיה העברית, כרך כ"ח, עמ' 877, ערך "צרן"