Кремній є атомним номером 14 елемента третього періоду сімейства вуглеців, і завдяки цьому він має кілька вуглецеподібних властивостей. Наприклад, це тверда тверда речовина, кристалічна структура якої схожа на структуру алмазу, який утворюється лише зв’язками між вугіллями. Його хімічні реакції також схожі на цей елемент.
Це тверде тіло має сірий колір і металевий блиск, і його назва походить від кремінь або силіцис, що означає "твердий камінь".
У природі дуже багато, у всьому Всесвіті він 7-й за поширеністю, що стоїть за такими елементами: водень, гелій, неон, кисень, азот і вуглець. У земній корі вона є другою за найбільшою кількістю (27,7%),поступаючись лише кисню.
Однак він ніколи не зустрічається в природі в ізольованій формі, він завжди поєднується з якимось іншим елементом. З цієї причини його вперше приготували в лабораторії, в 1824 році, шведський хімік Йонс Якоб Берцеліус, нагріваючи тетрафторид кремнію з калієм.
Він присутній практично у всьому піску, гірських породах, глині та ґрунті
. Його також можна знайти у всіх природні води, в атмосфері (у вигляді пилу), у багатьох рослинах та в скелетах, тканинах та рідинах деяких тварин.У поєднанні з киснем він утворює діоксид кремнію (діоксид кремнію - SiO2), і коли він поєднується з киснем та іншими елементами, утворюється силікати, основними з яких є кварц, азбест, цеоліт і слюда.
Ім'я "азбест" походить з грецької азбест, що означає «негорючий», і найбільш відомий своїм синонімом "азбест", що походить від лат азбест, що означає “нетлінний”. Азбест - загальна назва природних волокнистих силікатів, що знаходяться в ґрунті у понад 30 різновидах, лише 6 з яких представляють комерційний інтерес. Дві основні групи азбестових порід:
1. Стримери (білий азбест - 95%):що складається з мінералу хризотилу (Mg3Так2О5(ОН)4);
2. Амфіболи (коричневий, синій та інший азбест - 5%):що складається з мінералів тремоліту (Ca2мг5Так8О22(ОН)2), амозит ((Fe, Mg, Ca) OSiO2. n H2O) і кроцидоліт (NaFe2(SiO3)3).
Оскільки він має кілька важливих фізико-хімічних властивостей, таких як висока механічна стійкість при високих температурах, будучи ізолюючим, гнучким, протистоїть дії кислот, бактерій, лугів тощо, це призводить до використання цього волокна для виготовлення плитки, резервуарів, різних виробів цивільного будівництва та для теплоізоляції машин та обладнання. Однак використання азбесту викликає багато суперечок і заборонено в ряді країн, оскільки азбестовий мікролінт може всмоктуватися в легені і викликати захворювання, яке називається силікозом, а також інші хвороби організму.
У промислових масштабах кремній утворюється в результаті реакції оксиду з коксом. Але для отримання надчистого кремнію проводиться розкладання силану (SiH).4) або тетрагалогеніди кремнію при високих температурах.
Цей надчистий кремній важливий для виробництво напівпровідників для використання в електронному обладнанні, як от:
- Діоди:електронний компонент, який є чудовим провідником при впливі напруги в прямому напрямку, але поганим провідником при дії напруги в протилежному напрямку;
- Транзистори:електронний компонент, який підсилює електричні сигнали;
- Мікропроцесори:електронний компонент, який інтерпретує набір інструкцій і виконує логічні та математичні операції.
З чистим кремнієм можна отримати надзвичайно тонкі листи, які використовуються у виробництві чіпси з меншими і меншими розмірами, що використовується в комп’ютері та інших інтегральних схемах.
Для цього використовується кремній, оскільки він має у своїй валентній оболонці 4 електрони, а його атоми об’єднуються, утворюючи кристали. При кімнатній температурі ці електрони отримують достатньо енергії, щоб вільно рухатися навколо кристала, залишаючи дірки, які можуть бути заповнені електронами від сусідніх атомів. Таким чином, зазор переміщується від одного атома до іншого, безперервно утворюючи нові пари електронних дірок.
Однак це не робить його хорошим провідником, оскільки в ньому мало вільних електронів, тому його називають a напівпровідник. Саме за допомогою комбінації напівпровідників ми отримуємо згадані вище електронні компоненти.
Оскільки цей елемент є основною сировиною у виробництві більшості схем і чіпси електроніка, регіон, розташований у Каліфорнії, США, де зосереджений промисловий центр з кількома компаніями з питань інформаційних технологій та обчислювальної техніки, серед інших, вона почала отримувати назву в Силіконова долина, на честь цієї стихії.
Останнє важливе застосування цього елемента - це полімери силікон, основний ланцюг якого складається з атомів кремнію, що чергуються з атомами кисню. Серед силіконових різновидів в даний час найбільше використовуються дихло-диметил-силалан або дихлор-дифеніл-силан. Щоб зрозуміти, як відбуваються процеси їх формування з кремнію, прочитайте текст "Силікон - конституція та застосування”.
Дженніфер Фогача
Закінчив хімію
