Kremík je prvkom atómového čísla 14 v tretej perióde rodiny uhlíkov, a preto má niekoľko uhlíkových vlastností. Napríklad je to tvrdá pevná látka, ktorej kryštálová štruktúra je podobná ako v prípade diamantu, ktorý je tvorený iba väzbami medzi uhlíkmi. Jeho chemické reakcie sú tiež podobné tomuto prvku.
Táto pevná látka má sivú farbu a kovový lesk a od svojho názvu pochádza kremeň alebo silicis, čo znamená "tvrdý kameň".
Má veľmi bohatú povahu, v celom vesmíre je 7. najhojnejším, stojaci za nasledujúcimi prvkami: vodík, hélium, neón, kyslík, dusík a uhlík. V zemskej kôre je to druhé v najväčšom množstve (27,7%),až po kyslíku.
Nikdy sa však nenachádza prirodzene v izolovanej forme, vždy sa kombinuje s nejakým iným prvkom. Z tohto dôvodu ho prvýkrát pripravil v laboratóriu v roku 1824 švédsky chemik Jöns Jacob Berzelius zahrievaním tetrafluoridu kremičitého draslíkom.
On je prítomný prakticky vo všetkom piesku, kameni, hline a pôde. Tiež sa dá nájsť vo všetkých prírodné vody, v atmosfére (ako prach), v mnohých rastlinách a v kostrách, tkanivách a telesných tekutinách niektorých zvierat.
V kombinácii s kyslíkom tvorí oxid kremičitý (oxid kremičitý - SiO2), a ak sa skombinuje s kyslíkom a inými prvkami, vytvorí sa kremičitany, z ktorých hlavné sú kremeň, azbest, zeolit a sľuda.
Názov "azbest" pochádza z gréčtiny azbest, čo znamená „nehorľavý“ a je známe predovšetkým svojim synonymom "azbest", ktorá pochádza z latinčiny azbest, čo znamená „nepodplatiteľný“. Azbest je všeobecný názov pre prírodné vláknité kremičitany nachádzajúce sa v pôde vo viac ako 30 odrodách, z ktorých iba 6 je komerčne zaujímavých. Dve hlavné skupiny azbestových hornín sú:
1. Streamery (biely azbest - 95%):skladajúci sa z minerálu chryzotilu (Mg3Áno2O5(OH)4);
2. Amfiboly (hnedý, modrý a iný azbest - 5%):pozostávajúci z tremolitových minerálov (Ca2mg5Áno8O22(OH)2), amozit ((Fe, Mg, Ca) OSiO2. n H2O) a krocidolit (NaFe2(SiO3)3).
Pretože má niekoľko dôležitých fyzikálno-chemických vlastností, ako je napríklad vysoká mechanická odolnosť pri vysokých teplotách, je izolačná, pružná, odoláva pôsobeniu kyselín, baktérií, zásady, atď., čo spôsobí, že sa toto vlákno použije na výrobu dlaždíc, nádrží, rôznych stavebných výrobkov a na tepelnú izoláciu strojov a zariadení vybavenie. Používanie azbestu je však veľmi kontroverzné a je zakázané vo viacerých krajinách, napr azbestová mikrolóra sa môže vstrebať do pľúc a spôsobiť ochorenie zvané silikóza, ako aj ďalšie ochorenia tela.
V priemyselnom meradle sa kremík vyrába reakciou oxidu s koksom. Ale aby sa získal ultra čistý kremík, uskutoční sa rozklad silánu (SiH).4) alebo tetrahalogenidy kremíka pri vysokých teplotách.
Tento ultra čistý kremík je dôležitý pre výroba polovodičov na použitie v elektronických zariadeniach, ako napríklad:
- Diódy:elektronická súčiastka, ktorá je vynikajúcim vodičom pri vystavení napätiu v priamom smere, ale slabým vodičom pri vystavení napätiu v opačnom smere;
- Tranzistory:elektronická súčiastka, ktorá zosilňuje elektrické signály;
- Mikroprocesory:elektronická súčasť, ktorá interpretuje súbor pokynov a vykonáva logické a matematické operácie.
Pomocou čistého kremíka je možné získať extrémne tenké plechy, ktoré sa používajú na výrobu lupienky s menšími a menšími rozmermi, používané v počítačoch a iných integrovaných obvodoch.
Na tento účel sa používa kremík, pretože má vo valenčnej škrupine 4 elektróny a jeho atómy sa spájajú a vytvárajú kryštály. Pri izbovej teplote získavajú tieto elektróny dostatok energie na to, aby sa mohli voľne pohybovať po kryštáli, a zanechávajú tak otvory, ktoré môžu byť vyplnené elektrónmi zo susedných atómov. Medzera sa teda pohybuje od jedného atómu k druhému a kontinuálne vytvára nové páry elektrónových dier.
To však z neho nerobí dobrého vodiča, pretože má málo voľných elektrónov, preto sa mu hovorí a polovodič. Vyššie uvedené elektronické súčiastky získavame kombináciou polovodičov.
Pretože tento prvok je hlavnou surovinou pri výrobe väčšiny obvodov a lupienky elektronika, región nachádzajúci sa v Kalifornii v Spojených štátoch, kde je sústredené priemyselné centrum s niekoľkými spoločnosťami zaoberajúcimi sa informačnými technológiami a výpočtovou technikou, okrem iných, začala dostávať meno v Silicon Valleyna počesť tohto prvku.
Poslednou dôležitou aplikáciou tohto prvku je polymér silikón, ktorého hlavný reťazec je tvorený atómami kremíka striedajúcimi sa s atómami kyslíka. Z najsilnejších odrôd sú v súčasnosti najpoužívanejšie dichlór-dimetylsilán alebo dichlórdifenylsilán. Ak chcete pochopiť, ako dochádza k ich formovacím procesom na základe kremíka, prečítajte si text „Silikón - zloženie a aplikácie”.
Autor: Jennifer Fogaça
Vyštudoval chémiu