Кремний (Si)

Характеристика кремния

Кремний (лат. Silicium, символ Si) — элемент с номером 14 и атомной массой 28,085, металлоид (полуметалл) IV группы третьего периода, аналог углерода. Электронная конфигурация [Ne] 3s² 3p²: четыре внешних электрона, поэтому кремний четырёхвалентен и проявляет степени окисления +4 (в оксиде и силикатах) и −4 (в силицидах). Простое вещество — твёрдое, хрупкое, серебристо-серое кристаллическое, с металлическим блеском, но по электрическим свойствам это полупроводник: его проводимость сильно зависит от температуры, освещения и примесей. Именно на управляемой проводимости кремния построена вся современная микроэлектроника.

Кремний — второй по распространённости элемент земной коры после кислорода (около 28% массы). В свободном виде он не встречается, зато в виде соединений составляет основу минералов: диоксид кремния SiO₂ — это кварц и песок, а силикаты — большинство горных пород и глин. Из кремнезёма и силикатов делают стекло, керамику, цемент, кирпич. Технически чистый кремний, легированный ничтожными добавками примесей, — материал номер один для полупроводниковых приборов: из монокристаллического кремния изготавливают процессоры, микросхемы, диоды, транзисторы и солнечные батареи (отсюда и название Кремниевая долина). Кремнийорганические соединения (силиконы) применяют как термостойкие смазки, герметики, каучуки. Кремний по химии похож на углерод, но цепи Si–Si гораздо менее устойчивы, поэтому «кремниевой жизни» в природе нет. Соседи кремния — алюминий и фосфор, по группе выше — углерод, ниже — германий, олово, свинец. О положении полуметаллов между металлами и неметаллами читайте в отдельном гайде, а расчёты с соединениями кремния ведите калькулятором молярной массы.