КРЕМНИЙ

Материал из Юнциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Как самостоятельный химический элемент кремний был открыт в 1825 г. шведским химиком и минералогом Я. Берцелиусом. Нагревая фторосиликат калия с калием, он восстановил кремний из этого соединения:

K2SiF6 + 4K = 6KF + Si

Ж. Л. Гей-Люссак и Л. Ж. Тенар получили кремний за 12 лет до Берцелиуса, но очень нечистый. В 1834 г. русский химик Г. И. Гесс дал новому элементу русское название, оставшееся неизменным до наших дней,— «кремний» (от древнегреческого «кремнос» — «утес», «скала»). От кремния (по-латыни «силекс») идет и латинское название этого элемента.

Кремний — второй по распространенности элемент, после кислорода (29,5% от массы земной коры), один из главных элементов неживой природы. Его соединения — силикаты и алюмосиликаты — составляют 75% земной коры. В природе кремний встречается лишь в виде соединений, и почти всегда наряду с кремнием в их составе есть и кислород, а его оксид (IV) Si02 — важнейшее природное неорганическое соединение.

Кристаллический кремний построен из кристаллов того же типа, что и алмаз. Это вещество серо-стального цвета, с металлическим блеском (плотность 2,33 г/см3, Тпл = 1417° С, Ткип = 2600° С). Мелкокристаллический кремний имеет бурую окраску.

Химическая активность кремния невысока. При комнатной температуре он соединяется только со фтором, при нагревании — с кислородом, галогенами, серой, при высокой температуре — со многими металлами.

Чистый кремний стал одним из самых важных полупроводниковых материалов. Он работает в современных радиоприемниках, в фотоэлементах. Кремниевые фотоэлементы могут превратить в электрическую энергию до 15% воспринятой ими солнечной энергии. Поэтому на космических кораблях, луноходах, искусственных спутниках Земли работают кристаллы кремния, объединенные в солнечные батареи.

Из оксида кремния (IV) — чистого песка — выплавляют кварцевое стекло для сложных оптических устройств, для изготовления лабораторной посуды и осветительных приборов. Крупнокристаллическая форма оксида кремния (IV) известна под названием горного хрусталя. Сейчас такие кристаллы, необходимые многим отраслям техники, выращивают в заводских цехах. Без песка не получить важнейших строительных материалов — бетона и железобетона.

Из соединений кремния очень важен также его карбид SiC, или карборунд,— очень твердый и жаростойкий кристаллический материал, с помощью которого затачивают резцы для металлорежущих станков. В металлургии широко используется сплав кремния с железом — ферросилиций.

Большое значение в наши дни приобрели крем-нийорганические соединения, прежде всего полимерные (см. Полимеры). Это теплостойкий и морозоустойчивый силиконовый каучук, чрезвычайно важные для электротехники изоляторы — кремнийорганические лаки. Даже в бытовой химии кремнийорга-нические соединения широко используются: обработанная ими одежда меньше загрязняется и мнется.