- Символ: Si
- Атомный номер: 14
- Атомный вес: 28.085
- Классификация: Металлоид
- Фаза при комнатной температуре: Твердое вещество
- Плотность: 2,329 грамма на кубический сантиметр
- Температура плавления: 1414 °C
- Температура кипения: 3265 °C
- Обнаружен: Йонс Якоб Берцелиус в 1824 году
Кремний является вторым элементом в четырнадцатой колонке таблицы периодов. Он классифицируется как металлоиды. Кремний — восьмой по распространенности элемент во Вселенной и второй по распространенности в земной коре после кислорода. Атомы кремния имеют 14 электронов и 14 протонов с 4 валентными электронами во внешней оболочке.
Характеристики и свойства
В стандартных условиях кремний является твердым веществом. В своей аморфной (случайной) форме он выглядит как коричневый порошок. В кристаллической форме это серебристо-серый материал металлического вида, хрупкий и прочный.
Кремний считается полупроводником, что означает, что его электронная проводимость находится между проводимостью изолятора и проводника. Его проводимость увеличивается с повышением температуры. Это свойство делает кремний ценным элементом в электронике.
Благодаря своим четырем валентным электронам кремний может образовывать ковалентные или ионные связи, либо отдавая, либо разделяя свои четыре электрона оболочки. В то же время это относительно инертный элемент, который в твердой форме не вступает в реакцию с кислородом или водой.
Где на Земле встречается кремний?
Кремний составляет около 28% земной коры. Обычно он не встречается на Земле в свободном виде, но обычно содержится в силикатных минералах. Эти минералы составляют 90% земной коры. Одним из распространенных соединений является диоксид кремния (SiO2), который более известен как диоксид кремния. Кремнезем принимает различные формы, включая песок, кремень и кварц.
Другие важные кремниевые минералы и горные породы включают гранит, тальк, диорит, слюду, глину и асбест. Этот элемент также содержится в драгоценных камнях, включая опалы, агаты и аметисты.
Как кремний используется сегодня?
Кремний используется в различных приложениях и материалах. В большинстве применений кремния используются силикатные минералы. К ним относятся стекло (изготовленное из песка), керамика (изготовленная из глины) и абразивы. Силикаты также используются для производства портландцемента, который используется для изготовления бетона и штукатурки.
Кремний также используется для производства синтетических соединений, называемых силиконами. Силиконы используются для производства смазочных материалов, консистентных смазок, резиновых материалов, гидроизоляционных материалов и герметиков.
Чистый кремний используется в производстве полупроводниковых чипов для электроники. Эти чипы являются основой современной электроники, включая компьютеры, телевизоры, игровые приставки и мобильные телефоны.
Кремний также используется в металлических сплавах вместе с алюминием, железом и сталью.
Как он был открыт?
Французский химик Антуан Лавуазье был одним из первых ученых, предположивших, что в веществе кварц в 1789 году может содержаться новый элемент. Позже ученые продолжили изучать кварц, но именно шведский химик Йонс Якоб Берцелиус впервые выделил элемент кремний и изготовил образец в 1824 году.
Откуда кремний получил свое название?
Название происходит от латинского слова «silicus», означающего «кремень». Кремень — это минерал, содержащий кремний.
Изотопы
Кремний встречается в природе в виде одного из трех стабильных изотопов: кремний-28, кремний-29- и кремний-30. Около 92% кремния составляет кремний-28.
Интересные факты о кремнии
- Кремний обладает относительно уникальным для элемента свойством, заключающимся в том, что при замерзании он расширяется, как вода.
- Он имеет высокую температуру плавления 1400 градусов по Цельсию и кипит при 2800 градусах по Цельсию.
- Самым распространенным соединением в земной коре является диоксид кремния.
- Карбид кремния (SiC) часто используется в качестве абразива и почти такой же твердый, как алмаз.
- Кремниевые пластины для компьютерных чипов «выращиваются» с использованием процесса Чохральского.
Элементы из периодической таблицы Менделеева