シリコンの事実 (原子番号 14 または Si)

シリコンの化学的および物理的性質

ウィリアム・アンドリュー/ゲッティイメージズ

ケイ素は原子番号14、元素記号Siの半金属元素です。純粋な形では、青灰色の金属光沢のあるもろくて硬い固体です。半導体としての重要性で最もよく知られています。

早わかり：シリコン

要素名： ケイ素元素記号： はい原子番号：14外観：結晶性金属固体グループ: グループ 14 (炭素グループ)限目：ピリオド3カテゴリー：メタロイド発見: Jöns Jacob Berzelius (1823)

シリコンの基本事実

原子番号 : 14

シンボル： はい

原子量 : 28.0855

発見： Jons Jacob Berzelius 1824年（スウェーデン）

電子配置 : [No]3s²3p²

語源: ラテン語: フリント、フリント: フリント

プロパティ： シリコンの融点は1410℃、沸点は2355℃、 比重 は 2.33 (25°C) で、価数は 4 です。結晶性シリコンはメタリック グレーがかった色をしています。シリコンは比較的不活性ですが、希アルカリやハロゲンによって攻撃されます。シリコンは、すべての赤外線波長 (1.3 ～ 6.7 mm) の 95% 以上を透過します。

用途: シリコンは最も 広く使われている要素 .シリコンは植物や動物の生命にとって重要です。珪藻は水からシリカを抽出して 細胞壁 .シリカは植物の灰や人間の骨格に含まれています。シリコンは鋼の重要な成分です。炭化ケイ素は重要な研磨剤であり、456.0 nm のコヒーレント光を生成するためにレーザーで使用されます。ガリウム、ヒ素、ホウ素などをドープしたシリコンは、トランジスタ、太陽電池、整流器、およびその他の重要な固体電子デバイスの製造に使用されます。シリコーンは、シリコンから作られた有用な化合物のクラスです。シリコーンは、液体から硬質固体までさまざまで、接着剤、シーラント、絶縁体としての使用など、多くの有用な特性を備えています。建築材料を作るために砂と粘土が使われます。シリカは、多くの有用な機械的、電気的、光学的、および熱的特性を持つガラスの製造に使用されます。

ソース: ケイ素は地球の地殻の 25.7% を重量で占めており、2 番目に豊富な元素 (酸素を上回る) になっています。シリコンは太陽や星に含まれています。これは、エアロライトとして知られる隕石のクラスの主成分です。シリコンは、起源が不明な天然ガラスであるテクタイトの成分でもあります。シリコンは自然界では遊離していません。それは通常、酸化物とケイ酸塩として発生します。 砂を含む 、クォーツ、アメジスト、メノウ、フリント、ジャスパー、オパール、シトリン。ケイ酸塩鉱物には、花崗岩、角閃石、長石、雲母、粘土、アスベストなどがあります。

準備： シリコンは、カーボン電極を使用して、電気炉内でシリカとカーボンを加熱することによって調製することができます。非晶質シリコンは、茶色の粉末として調製することができ、その後、溶融または気化することができます。チョクラルスキー法は、固体デバイスや半導体デバイス用のシリコン単結晶を製造するために使用されます。超高純度シリコンは、真空フロート ゾーン プロセスと、水素雰囲気中での超高純度トリクロロシランの熱分解によって調製できます。

要素の分類: セミメタリック

同位体: シリコンには、Si-22 から Si-44 までの同位体が知られています。 Al-28、Al-29、Al-30 の 3 つの安定同位体があります。

シリコン物理データ

密度 (g/cc):2.33 融点 (K):1683年 沸点 (K):2628 外観： 非晶質 茶色の粉末です。結晶形は灰色です 原子半径 (午後):132 原子体積 (cc/モル):12.1 共有半径 (午後):111 イオン半径 :42 (+4e) 271 (-4e) 比熱 (@20°C J/g mol):0.703 フュージョンヒート (kJ/モル):50.6 蒸発熱 (kJ/mol):383 デバイ温度 (K):625.00 ポーリング否定数:1.90 最初のイオン化エネルギー (kJ/mol):786.0 酸化状態 :4、-4 格子構造:対角線 格子定数 (Å):5,430 CAS登録番号 :7440-21-3

純シリコンは光沢のある金属光沢を持っています。 Martin Konopka / EyeEm、ゲッティイメージズ

シリコントリビア

• シリコンは、宇宙で 8 番目に多い元素です。
• エレクトロニクス用のシリコン結晶は、シリコン以外のすべての原子に対して 10 億個の原子の純度 (純度 99.9999999%) を持たなければなりません。
• 地球の地殻で最も一般的なシリコンの形態は、砂または石英の形態の二酸化シリコンです。
• シリコンは水のように、液体から固体に変化するときに膨張します。
• 水晶の形の酸化ケイ素結晶は圧電性です。クォーツの共振周波数は、多くの精密時計に使用されています。

ソース

• カッター、エリザベス G. (1978)。 植物の解剖学。パート 1 細胞と組織 (第 2 版)。ロンドン：エドワード・アーノルド。 ISBN 0-7131-2639-6
• グリーンウッド、ノーマンN.;アーンショウ、アラン (1997)。 元素の化学 (第 2 版)。バターワース・ハイネマン。 ISBN 0-08-037941-9.
• ボロンコフ、MG（2007）。 「シリコン時代」。 ロシア応用化学ジャーナル . 80 (12): 2190. doi: 10.1134/S1070427207120397
• ウェスト、ロバート（1984）。 CRC、化学と物理学のハンドブック .フロリダ州ボカラトン：Chemical Rubber Company Publishing。 pp。E110。 ISBN 0-8493-0464-4。
• ズレーナー、ヴェルナー。ノイアー、ベルント。ラウ、ゲルハルト、「シリコーン」、 工業化学のウルマン百科事典 、ワインハイム: Wiley-VCH、doi: 10.1002/14356007.a23_721