Кремний (Si)
| Атомный номер | 14 |
|---|---|
| Атомная масса | 28.085 u |
| Категория | Металлоид |
| Электронная конфигурация | [Ne] 3s² 3p² |
| Внешний вид | кристаллический, отражающий, с голубоватым отливом граней |
| Плотность (н. у.) | 2330 g/L |
| Температура плавления | 1687 K |
| Температура кипения | 3538 K |
| Электроотрицательность | 1.9 (по Полингу) |
| Энергия ионизации | 786.5 kJ/mol |
| Атомный радиус | 110 pm |
| Кристаллическая структура | Тетраэдрическая упаковка |
| Первооткрыватель | Йёнс Якоб Берцелиус (1824) |
Краткое описание
Кремний (Si) — твёрдый хрупкий кристаллический металлоид с сине-серым металлическим блеском. Это второй по распространённости элемент в земной коре и основа современной электроники и компьютерных технологий. Основные сведения о кремнии (Si):
Применение: Доминирует в полупроводниковой промышленности (компьютерные чипы, солнечные элементы, транзисторы), используется в силиконовых полимерах (смазки, герметики, медицинские имплантаты), производстве стекла и керамики, а также в алюминиевых и стальных сплавах. Кремний высокой чистоты критически важен для фотовольтаики.
Получение/Добыча: Получают восстановлением кварца (SiO₂) углеродом в электродуговых печах, получая металлургический кремний. Далее его очищают химическими методами (процесс Сименса) или зонной плавкой для полупроводниковых и солнечных применений, требующих предельной чистоты (99,9999999%+).
История: Признан элементом Йёнсом Якобом Берцелиусом в 1824 году, хотя впервые его выделил Хамфри Дэви в 1800 году. Латинское название происходит от «silex» (кремень). Изобретение транзистора (1947) и интегральной схемы (1958) превратило кремний в основу цифровой эпохи.
Влияние на здоровье и безопасность: Кремниевая пыль (особенно кристаллический кремнезём) вызывает силикоз — тяжёлое профессиональное заболевание лёгких. Элементарный кремний нетоксичен. Кремний необходим некоторым организмам (диатомеи, губки) и, возможно, играет роль в здоровье костей человека.
Цена/Рынок: Металлургический кремний относительно недорог; полупроводниковый и солнечный кремний стоит значительно дороже. Рынок определяется электроникой и возобновляемой энергетикой.
Свойства: Полупроводниковые свойства (проводимость между металлами и изоляторами), четыре валентных электрона обеспечивают разнообразие связей, хрупок при комнатной температуре, образует прочные ковалентные связи, существует в аморфной и кристаллической формах.
← Алюминий (Al) · Фосфор (P) →