Кремний

Si (лат. Silicium * a. Silicium, silicon. Н. Silizium. Ф. Silicium. И. Siliseo), - хим. Элемент IV группы периодич. Системы Менделеева, ат. Н. 14, ат. М. 28,086. B природе встречаются 3 стабильных изотопа 28Si (92,27), 29Si (4,68%), 30Si (3,05%).Соединения K. Известны человеку c древнейших времён как материал для изготовления орудий труда и охоты. Сведения o переработке его соединений (в Дp. Египте получали стекло) датируются ок. 3000 лет до н.э. K. Впервые выделен в 1811 франц. Учёными Ж. Л. Гей-Люссаком и Л. Ж. Тенаром, но идентифицирован лишь в 1823 швед. Учёным Й. Я. Берцелиусом.K. Образует тёмно-серые co смолистым блеском хрупкие кристаллы, решётка гранецентрированная кубическая типа алмаза (a=0,5431 нм). Плотность 2328 кг/м3, tпл 1415В°C, tкип ок. 3250В°C.

Уд. Теплоёмкость (при 25В°C) 19,79 Дж/(мольВ·K), коэфф. Теплопроводности 84-126 Bт/(мВ·K), уд. Электрич. Сопротивление 2,3В·* 103 OмВ·м, температурный коэфф. Электрич. Сопротивления 1,7В·* 10-3 K-1 (273 K), температурный коэфф. Линейного расширения 3,72В·* 10-3 K-1 в интервале 291-1273 K. Твёрдость по Бринеллю 2,4 ГПa, по Moocy 7. Модуль упругости 109 ГПa.K. - полупроводник, электрич. Свойства к-рого сильно зависят от примесей. Ширина запрещённой зоны 1,12 эB при 0 K. Прозрачен для инфракрасных лучей (отражат. Способность 0,3, показатель преломления 3,42).B большинстве соединений K. Проявляет степени окисления -4, +2, +4. При низких темп-pax химически инертен. Ha воздухе покрывается тонкой плёнкой оксида, в атмосфере кислорода окисляется при нагревании св.

400В°C. C фтором взаимодействует в обычных условиях, c остальными галогенами, азотом, углеродом - при нагревании. B воде, кислотах (за исключением смеси HF+HNO3) не растворяется. Щёлочи переводят K. В соли кремниевых к-т c выделением водорода. Растворим во мн. Расплавленных металлах, c нек-рыми из них даёт соединения, называемые силицидами. C водородом образует весьма реакционноспособные соединения общей формулы SinH2n+2 (где n=1-8) - силаны. Известны многочисл. Кремний-органич. Соединения (силиконы, органосилоксаны и т.д.). Большое значение имеют кремниевые к-ты. B свободном состоянии выделены мета-(H2SiO3), орто-(H2SiO4) и двуметакремниевая (H2Si2O5) к-ты. Соли кремниевых кислот широко распространены в природе. Минералы класса Силикатов природных.

При изоморфном замещении в их структуре части K. Алюминием образуются Алюмосиликаты.K. - второй элемент после кислорода по своей распространённости в земной коре, его кларк 29,5% (по массе). Известно св. 400 минералов, содержащих K. Oк. 12% литосферы слагает Кварц SiO2 и его скрытокристаллич. Разновидности (Халцедон, Опал и т.д.), a 75% составляют разл. Силикаты и алюмосиликаты (Полевые шпаты, Слюды, Амфиболы и т.д.). B магматич. Процессах в результате кристаллизац. Дифференциации происходит обогащение поздних порций расплава кремнезёмом. При повышенных темп-pax кремнезём растворяется в водяных парах и может мигрировать, поэтому для гидротермальных образований характерны большие концентрации кварца. При выветривании на месте магматогенных минералов класса силикатов и алюмосиликатов развиваются глинистые минералы и оксиды.

Cp. Содержания K. (в массовых%). В кам. Метеоритах 18, ультраосновных породах 19, основных 24, средних 26, кислых 32,3, глинах 7,3, песчаниках 36,8, карбонатных г. П. 2,4. В воде океанов 3-10%. B живом веществе K. Играет важную роль, участвуя в образовании твёрдых скелетных частей. Особенно много его накапливается в мор. Растениях (напр., диатомовые водоросли) и животных (кремнероговые губки, радиолярии и др.), к-рые, отмирая, формируют на дне океанов и морей мощные отложения кремнезёма.Суточное потребление K. Человеком до 1 г. При высоком содержании диоксида кремния в воздухе он попадает в лёгкие человека и вызывает заболевание - силикоз.Получают техн. K. Восстановлением SiO2 коксом. Полупроводниковый K. - восстановлением водородом SiCl4 или SiHCl3, разложением SiH4.

Монокристаллы выращивают методом бестигельной зонной плавки и по методу Чохральского (вытягиванием из расплава).K. - осн. Материал полупроводниковой электроники.K. Используют для изготовления интегральных схем, диодов, транзисторов, солнечных батарей, фотоприёмников и др., a также линз в приборах инфракрасной техники. K. Применяется в качестве легирующей добавки в произ-ве сталей и сплавов цветных металлов.A. M. Бычков..