ケイ素。シリコンの起源、特性、用途

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シリコンは、炭素族の第3周期の原子番号14の元素であり、そのため、いくつかの炭素のような特性を持っています。例えば、それは硬い固体であり、その結晶構造はダイヤモンドの結晶構造に似ており、炭素間の結合によってのみ形成されます。その化学反応もこの元素に似ています。

この固体は灰色とメタリックな輝きを持っており、その名前はから来ています フリント または シリコン、つまり 「硬い石」.

自然界に非常に豊富で、 宇宙全体で彼は7番目に豊富です、次の元素の後ろに立っています：水素、ヘリウム、ネオン、酸素、窒素、炭素。 地球の地殻では、2番目に多い量（27.7％）であり、酸素に次ぐ。

しかし、それは孤立した形で自然に見つかることは決してなく、常に他の要素と組み合わされています。このため、1824年にスウェーデンの化学者イェンス・ヤコブ・ベルゼリウスが四フッ化ケイ素をカリウムと加熱することにより、実験室で最初に調製しました。

彼 事実上すべての砂、岩、粘土、土壌に存在します. それはまたすべてで見つけることができます 天然水、大気中（ほこりとして）、多くの植物、一部の動物の骨格、組織、体液。

酸素と結合すると、それは形成します シリカ （二酸化ケイ素-SiO₂）、そしてそれが酸素や他の元素と結合すると、それは形成されます ケイ酸塩、主なものは 石英、アスベスト、ゼオライト、雲母。

名前 "アスベスト" ギリシャ語から来ています アスベスト、これは「不燃性」を意味し、その同義語で最もよく知られています "アスベスト", ラテン語から来ています アスベスト、これは「腐敗しない」という意味です。アスベストは、30種類以上の土壌に含まれる天然の繊維状ケイ酸塩の総称であり、そのうち6種類だけが商業的に関心があります。アスベスト岩の2つの主要なグループは次のとおりです。

1. ストリーマー（ホワイトアスベスト-95％）:クリソタイル鉱物（Mg₃はい₂O₅（ああ）₄);

2. 角閃石（茶色、青、その他のアスベスト-5％）:透閃石鉱物（Ca₂mg₅はい₈O₂₂（ああ）₂）、アモサイト（（Fe、Mg、Ca）OSiO₂. n H₂O）とクロシドライト（NaFe₂（SiO₃)₃).

高温での高い機械的耐性、絶縁性、柔軟性、酸、バクテリアの攻撃への耐性など、いくつかの重要な物理化学的特性を備えているため、アルカリなどにより、この繊維はタイル、タンクの製造、さまざまな土木建設製品、および機械の断熱に使用されます。装置。しかし、アスベストの使用は多くの論争を引き起こし、いくつかの国では禁止されています。

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アスベストマイクロリントは肺に吸収され、珪肺症と呼ばれる病気やその他の体の病気を引き起こす可能性があります。

工業規模では、シリコンは酸化物とコークスの反応によって生成されます。しかし、超高純度のシリコンを得るために、シラン分解（SiH）が実行されます。₄）または高温での四ハロゲン化ケイ素。

この超高純度シリコンは、 電子機器に使用する半導体の製造、といった：

ダイオード：直接方向の電圧にさらされると優れた導体であるが、反対方向の電圧にさらされると貧弱な導体である電子部品。
トランジスタ：電気信号を増幅する電子部品。
マイクロプロセッサ：一連の命令を解釈し、論理的および数学的な操作を実行する電子コンポーネント。

純粋なシリコンを使用すると、非常に薄いシートを得ることができます。 チップ コンピュータやその他の集積回路で使用される、ますます小さな寸法で。

シリコンは、価電子シェルに4つの電子があり、原子が結合して結晶を形成するため、この目的で使用されます。室温では、これらの電子は結晶の周りを自由に移動するのに十分なエネルギーを獲得し、隣接する原子からの電子で埋めることができる穴を残します。したがって、ギャップは1つの原子から別の原子に移動し、電子正孔の新しいペアを継続的に形成します。

ただし、自由電子が少ないため、良い導体にはなりません。 半導体. 上記の電子部品を入手するのは、半導体の組み合わせです。

この要素はほとんどの回路の生産における主要な原料であるため、 チップ エレクトロニクス、米国カリフォルニア州に位置する地域で、産業の中心地が集中していますとりわけ、いくつかの情報技術およびコンピューティング会社とともに、それは名前を受け取り始めましたに シリコンバレー、その要素に敬意を表して。

この要素の最後の重要な用途は、 シリコーン、主鎖が酸素原子と交互になっているシリコン原子で構成されています。シリコーンの種類の中で、現在最も使用されているのは、ジクロロジメチルシランまたはジクロロジフェニルシランです。それらの形成プロセスがシリコンからどのように発生するかを理解するには、テキスト「シリコーン-構成と用途”.