Кремній — це хімічний елемент із символом Si та атомним номером 14. Це металоїд і має як металеві, так і неметалічні властивості. Кремній є другим за поширеністю елементом у земній корі після кисню, і міститься в різноманітних мінералах
.
В аморфній формі — коричневий порошок, в кристалічній — темно-сірий, трохи блискучий.
Влиастивості атома
| Атомна маса (молярна маса) | 28,0855 а.о.м. (г/моль) |
|---|---|
| Радіус атома | 132 пм |
| Енергія іонізації (перший електрон) | 786,0(8,15) кДж/моль (еВ) |
| Електронна конфігурація | [Ne] 3s2 3p2 |
Фізичні властивості кремнію
Кремній — сірувато-біла, тверда і крихка тверда речовина при кімнатній температурі.
Він має високу температуру плавлення 1414 градусів за Цельсієм і температуру кипіння 3265 градусів за Цельсієм.
Кремній є напівпровідником, тобто має електропровідність між провідником (наприклад, міддю) та діелектриком (наприклад, гумою).
Він має кристалічну структуру, і коли він очищений і кристалізований, він утворює блискучу поверхню, що відбиває світло.
Хімічні властивості кремнію
Є відносно інертним елементом, тобто він не легко реагує з більшістю інших речовин.
Він не розчиняється у воді або більшості кислот, але розчиняється в гарячій концентрованій плавиковій кислоті та деяких лужних розчинах.
Може утворювати зв’язки з киснем з утворенням діоксиду кремнію (SiO2), який також відомий як діоксид кремнію.
Діоксид кремнію є основним компонентом більшості каменів і піску.
Ізотопи кремнію
Природний кремній складається з трьох стабільних ізотопів: 28Si, 29Si та 30Si, серед яких найбільше кремнію-28 (92 %)23.
Кремній-28 (28Si) – це найбільш поширений ізотоп кремнію, який складає більше 92% від усієї природної кількості кремнію на Землі. Він має 14 протонів та 14 нейтронів.
Кремній-29 (29Si) – це ізотоп кремнію, який має 14 протонів та 15 нейтронів. Він становить близько 4,7% від усієї природної кількості кремнію.
Кремній-30 (30 Si) – це стабільний ізотоп кремнію, який має атомну масу 29,97377 а.о.м. і складає 3,10 % природного кремнію. Його атом складається з 14 протонів, 16 нейтронів і 14 електронів.
Відомі також кілька радіоактивних ізотопів кремнію.
Відкрито 20 радіоактивних ізотопів кремнію, поміж якими найбільший період напіврозпаду, 170 років, має ізотоп 32 Si. Решта радіоактивних ізотопів живуть менше, ніж сім секунд, а більшість із них менше, ніж одну десяту секунди
Використання кремнію
Кремній широко використовується в електронній промисловості для виготовлення комп’ютерних мікросхем, сонячних батарей та інших електронних компонентів такі як діоди та транзистори. Його напівпровідникові властивості роблять його важливим матеріалом для виробництва електронних пристроїв.
Він також використовується в будівельній промисловості для виготовлення бетону, як компонент скла та як покриття для кераміки.
Використовується в якості активного середовища в напівпровідникових лазерах.
Кремній використовується як домішка в сталі та інших сплавах, що підвищує їхню міцність та стійкість.