Elementy - silikon

Krzem

Pierwiastek krzemu

<---Aluminum Fosfor --->
  • Symbol: Tak
  • Liczba atomowa: 14
  • Masa atomowa: 28,085
  • Klasyfikacja: metaloid
  • Faza w temperaturze pokojowej: stała
  • Gęstość: 2,329 grama na cm sześcienny
  • Temperatura topnienia: 1414 ° C, 2577 ° F
  • Temperatura wrzenia: 3265 ° C, 5909 ° F
  • Odkryty przez: Jons Jakob Berzelius w 1824 roku


Krzem jest drugim elementem w czternastej kolumnie tabeli okresów. Jest klasyfikowany jako członek metaloidy . Krzem jest ósmym najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem we Wszechświecie i drugim po tlenie najbogatszym w skorupie ziemskiej. Atomy krzemu mają 14 elektronów i 14 protonów z 4 elektronami walencyjnymi w powłoce zewnętrznej.

Charakterystyka i właściwości

W normalnych warunkach krzem jest ciałem stałym. W swojej bezpostaciowej (przypadkowej) postaci wygląda jak brązowy proszek. W swojej krystalicznej formie jest srebrzysto-szarym metalicznym materiałem, który jest kruchy i mocny.

Krzem jest uważany za półprzewodnik, co oznacza, że ​​ma przewodność elektroniczną między izolatorem a przewodnikiem. Jego przewodność rośnie wraz z temperaturą. Ta właściwość sprawia, że ​​krzem jest cennym pierwiastkiem elektronika .

Dzięki czterem elektronom walencyjnym krzem może tworzyć wiązania kowalencyjne lub jonowe, przekazując lub dzieląc swoje cztery elektrony powłoki. Jednocześnie jest pierwiastkiem względnie obojętnym i nie reaguje z tlenem ani wodą w postaci stałej.

Gdzie na Ziemi znajduje się krzem?

Krzem stanowi około 28% skorupy ziemskiej. Na ogół nie występuje na Ziemi w postaci wolnej, ale zwykle występuje w krzemianach minerały . Te minerały stanowią 90% skorupy ziemskiej. Jednym z powszechnych związków jest dwutlenek krzemu (SiOdwa), który jest bardziej znany jako krzemionka. Krzemionka przybiera różne formy, w tym piasek, krzemień i kwarc.

Inne ważne minerały i skały krzemowe to granit, talk, dioryt, mika, glina i azbest. Pierwiastek występuje również w klejnotach, w tym opale, agatach i ametystach.

Jak dziś używany jest krzem?

Krzem jest używany w różnych zastosowaniach i materiałach. Większość zastosowań krzemu wykorzystuje minerały krzemianowe. Należą do nich szkło (wykonane z piasku), ceramika (wykonana z gliny) i materiały ścierne. Krzemiany są również używane do produkcji cementu portlandzkiego, który jest używany do produkcji betonu i sztukaterii.

Krzem jest również używany do produkcji syntetycznych związków zwanych silikonami. Silikony są używane do produkcji smarów, smarów, materiałów gumowych, materiałów hydroizolacyjnych i uszczelniaczy.

Czysty krzem jest używany do produkcji chipów półprzewodnikowych dla elektroniki. Te chipy tworzą mózgi dzisiejszej elektroniki, w tym komputerów, telewizorów, konsol do gier wideo i telefonów komórkowych.

Krzem jest również stosowany w stopach metali razem z aluminium, żelazem i stalą.

Jak to odkryto?

Francuski chemik Antoine Lavoisier był jednym z pierwszych naukowców, który zasugerował, że w kwarcu może występować nowy pierwiastek w 1789 roku. Później naukowcy kontynuowali badania kwarcu, ale to szwedzki chemik Jons Jakob Berzelius jako pierwszy wyizolował krzem i wyprodukował próbkę w 1824 roku.

Skąd wzięła się nazwa krzemu?

Nazwa pochodzi od łacińskiego słowa „silicus” oznaczającego „krzemień”. Krzemień to minerał zawierający krzem.

Izotopy

Krzem występuje naturalnie w jednym z trzech stabilnych izotopów: krzem-28, krzem-29- i krzem-30. Około 92% krzemu to krzem-28.

Ciekawe fakty na temat krzemu
  • Krzem ma stosunkowo unikalną właściwość jak na pierwiastek, ponieważ rozszerza się, gdy zamarza jak woda.
  • Ma wysoką temperaturę topnienia 1400 stopni Celsjusza i wrze w 2800 stopni Celsjusza.
  • Najbardziej rozpowszechnionym związkiem w skorupie ziemskiej jest dwutlenek krzemu.
  • Węglik krzemu (SiC) jest często używany jako materiał ścierny i jest prawie tak twardy jak diament.
  • Wafle krzemowe do chipów komputerowych „hoduje się” w procesie Czochralskiego.


Więcej o pierwiastkach i układzie okresowym

Elementy
Układ okresowy

Metale alkaliczne
Lit
Sód
Potas

Metale ziem alkalicznych
Beryl
Magnez
Wapń
Rad

Metale przejściowe
Skand
Tytan
Wanad
Chrom
Mangan
Żelazo
Kobalt
Nikiel
Miedź
Cynk
Srebro
Platyna
Złoto
Rtęć
Metale po przejściu
Aluminium
Gal
Uwierzyć
Prowadzić

Metaloidy
Bor
Krzem
German
Arsen

Niemetale
Wodór
Węgiel
Azot
Tlen
Fosfor
Siarka
Halogeny
Fluor
Chlor
Jod

Gazy szlachetne
Hel
Neon
Argon

Lantanowce i aktynowce
Uran
Pluton

Więcej przedmiotów z chemii

Materia
Atom
Molekuły
Izotopy
Ciała stałe, ciecze, gazy
Topienie i wrzenie
Klejenie chemiczne
Reakcje chemiczne
Radioaktywność i promieniowanie
Mieszaniny i związki
Nazewnictwo związków
Mieszaniny
Oddzielanie mieszanin
Rozwiązania
Kwasy i zasady
Kryształy
Metale
Sole i Mydła
woda
Inny
Słowniczek i terminy
Wyposażenie laboratorium chemicznego
Chemia organiczna
Znani chemicy