Кремний

Кремний (Si) — химический элемент с атомным номером 14. Он расположен в периоде 3, группа 14, p-блоке. При комнатной температуре это твёрдое вещество. Атомный номер равен числу протонов в ядре и однозначно определяет элемент.

Атомный номер14

Стандартная атомная масса[28.084, 28.086]

Группа14

Период3

Блокp

Электронная конфигурация[Ne] 3s2 3p2

Электронная структура

Что определяет химические свойства

Кремний находится в группе 14 и имеет четыре валентных электрона. Для лёгких элементов особенно важны ковалентные связи, а вниз по группе металлический характер возрастает.

Конфигурация [Ne] 3s2 3p2 помогает понять, почему в этой группе встречаются сетчатые, молекулярные и более металлические структуры.

Химические формы

Соединения, ионы и материалы

Кремний образует разнообразные соединения, свойства которых зависят от степени окисления и типа связи. Среди важных классов могут быть оксиды, галогениды, гидриды, соли и координационные соединения.

Физические свойства

Состояние и фазовые переходы

При комнатной температуре элемент находится в твёрдом состоянии. Плотность: 2.329 g/cm³. Температура плавления: 1 688 K (1 415 °C). Температура кипения: 3 538 K (3 265 °C). Измеряемые физические величины могут зависеть от давления, чистоты образца и кристаллической структуры.

Распространённость и применение

Где встречается и как применяется кремний?

Кремний является основой многих полупроводников и солнечных элементов; в земной коре он широко распространён в форме диоксида кремния и силикатов.

На практике

Примеры реального применения

Электроника

Элемент «Кремний» и его соединения используют в электронных компонентах, полупроводниках, контактах или функциональных слоях, когда важны их электрические свойства.

Солнечные элементы

Специальные стёкла

Элемент «Кремний» или его соединения помогают задавать твёрдость, цвет, термостойкость, оптические свойства или химическую устойчивость материала.

Положение в таблице

Что показывают соседние элементы

Кремний находится в периоде 3, группе 14 и p-блоке; классификация: металлоид. Сравнение с элементами той же группы показывает сходство валентной электронной структуры, а движение по периоду — закономерные изменения радиуса, энергии ионизации, электроотрицательности и характера связей.

Справочные данные

Физические и атомные свойства

Классификацияметаллоид

Состояние при комнатной температуретвёрдое

Электронные оболочки2 · 8 · 4

Плотность2.329 g/cm³

Температура плавления1 688 K (1 415 °C)

Температура кипения3 538 K (3 265 °C)

Электроотрицательность по Полингу1.9

Первая энергия ионизации786.5 kJ/mol

Сродство к электрону134.1 kJ/mol

Значения относятся к элементу или нейтральному атому там, где это уместно. Физические величины могут зависеть от аллотропной формы, давления, чистоты и условий измерения.

История

Открытие и идентификация

Кремний: история изучения включает распознавание химической индивидуальности, выделение или получение вещества и последующее точное описание как элемента с атомным номером 14.

Изотопы и атомная масса

Как изотопный состав влияет на значения

Стандартная атомная масса задаётся интервалом [28.084, 28.086]. Изотопный состав природных образцов может немного различаться, поэтому одно десятичное значение скрыло бы реальную вариабельность.

Кремний имеет как минимум один стабильный изотоп. Все изотопы имеют одинаковое число протонов, но различаются числом нейтронов и массой атома.

Безопасность

Обращение и воздействие

Риски при работе с элементом «Кремний» зависят от химической формы, дозы и пути воздействия. Чистый элемент, его ионы и соединения могут существенно различаться по биологическому и экологическому действию, поэтому ориентируются на данные для конкретного вещества.