Строение атома
Кремний расположен в третьем периоде, IVA-группе таблицы Менделеева, его электронная конфигурация 1s22s22p63s23p2.
Атом кремния имеет более слабые металлические свойства по сравнению с углеродом.
В свободном состоянии кремний встречается редко, основная часть содержится в виде соединений.
Кремний образует прочные соединения с кислородом, формируя оксид SiO2.
Этот элемент составляет 90% массы литосферы, занимая второе место после кислорода.
Кремний в природе
Кремний образует пространственные каркасы в кристаллических соединениях, таких как кварц и горный хрусталь.
Асбест – пример природного материала на основе кремния, обладающего волокнистой структурой.
Кремний может заменять атомы металлов, образуя цепочки и слои в кристаллических структурах.
Природные соединения кремния, такие как глины, применяются в строительстве и промышленности.
Важную роль играют силикатные минералы, составляющие основу многих горных пород.
Химические свойства кремния
Кремний проявляет окислительные свойства по отношению к металлам, реагируя с ними при высоких температурах.
Пример реакции: Si+2Ca→Ca2Si, при этом образуется силицид кальция.
Кремний взаимодействует с водой и кислотами, образуя летучие водородные соединения, например, силан SiH4.
Сильные окислители, такие как кислород, окисляют кремний до SiO2.
Реакции кремния с кислотными оксидами ведут к образованию силикатов, например: Na2O+SiO2→Na2SiO3.
Применение кремния и его соединений
Кремний широко используется в электронике благодаря своей высокой чистоте.
Полупроводники на основе кремния лежат в основе современных микропроцессоров и солнечных панелей.
Из кремния получают материалы, такие как стекло, цемент и керамика.
Кремний входит в состав сплавов, например, силумина, который применяется в производстве автомобильных двигателей.
Кремний также используется для создания жаростойких материалов и антикоррозийных покрытий.