Что такое кремний?

Что такое кремний?

Кремний - это общее название диоксида кремния, оксида кремния.

Его химическая формула - SiO2, а его кристаллическая структура - тетраэдрическая, состоящая из кремния, связанного с четырьмя атомами кислорода. Тетраэдрическая структура объединяется для формирования различных структур, в результате чего получается множество типов кремния, включая кристаллический и аморфный кремний.

Кремний в изобилии содержится в земной коре и встречается в природе в виде кристаллов кремния в форме кварца (кристалла), тридимита и кристобалита. Кремний используется в качестве сырья для силикагеля, осушителя для оптических компонентов.

Применение кремния

Кремний - это бесцветное, прозрачное твердое вещество с очень высокой температурой плавления. Он также обладает превосходной химической стойкостью и реагирует только с некоторыми кислотами и щелочами.

Благодаря своей термостойкости и химической стойкости кремний используется в химическом лабораторном оборудовании и спектроскопических анализаторах. Он также используется в качестве сырья для силикагеля, осушителя. Высокопрозрачные перерабатываются в оптические компоненты, такие как линзы и призмы.

Он также играет важную роль в электронной и полупроводниковой промышленности. Кремний обладает изолирующими свойствами и незаменим при производстве электронных компонентов и полупроводниковых приборов. Кроме того, он широко используется в качестве материала для стекла и оптического волокна.

Кварц, один из кристаллов кремния, известен своим использованием в украшениях и в качестве кварцевого кристаллического блока.

Свойства кремния

Кремний может быть кристаллическим или аморфным, и название кремний используется, особенно когда речь идет о них вместе. Кристаллический кремний известен как кристаллические полиморфы, такие как кварц, кристобалит и тридимит. Аморфный кремний, с другой стороны, является общим термином для материалов, содержащих диоксид кремния, которые не обладают кристаллическими свойствами. Примерами являются аэрогель кремния и пирогенный кремний.

Химическая формула кремния - SiO2, где один атом кремния ковалентно связан с четырьмя атомами кислорода. Они образуют тетраэдрическую структуру SiO4, причем каждый атом кислорода принадлежит двум тетраэдрическим структурам SiO4. Кристаллический полиморфизм кристаллического кремния, такого как кварц, кристобалит и тридимит, является результатом различий в расположении этих тетраэдрических структур SiO4.

Сам по себе кремний не очень реактивен с другими веществами, но он реагирует с некоторыми кислотами и щелочами. Например, при реакции с плавиковой кислотой образуется гексафторкремниевая кислота, а при реакции с гидроксидом натрия образуется силикат натрия.

Типы кремния

Кремний - это общее название диоксида кремния, который бывает разных типов, включая:

1. Частицы кремния

Они проявляют различные свойства в зависимости от своей формы, например, сферической или чешуйчатой, размера частиц и пористости. Коллоидный кремний - это частицы кремния, диспергированные в растворителе, например, воде.

2. Выпаренный кремний

Пигментированный диоксид кремния представляет собой белый порошок с очень низкой насыпной плотностью, называемый сухим диоксидом кремния или высокодисперсным диоксидом кремния.

3. Аэрогель диоксида кремния

Аэрогель диоксида кремния представляет собой пористый материал, состоящий из частиц диоксида кремния, которые образуют трехмерный сетчатый каркас с расстоянием между порами приблизительно 50 нм.

4. Стекло диоксида кремния

Силикатное стекло характеризуется низким содержанием металлических примесей, высокой термостойкостью, отличной светопропускаемостью в широком диапазоне длин волн и устойчивостью к воздействию кислот и щелочей.

Другая информация о кремнии

Безопасность кремния

Частицы кремния могут адсорбировать примеси и используются в качестве фильтрующего средства при производстве продуктов питания. Примером может служить фильтрация пива и других алкогольных и безалкогольных напитков.

Пероральный прием кремния не оказывает серьезного воздействия на организм человека, но вдыхание частиц кремния в воздухе через нос или рот может вызвать серьезные симптомы. В частности, сообщалось, что вдыхание кристаллического кремния, такого как кварц, вызывает тип пневмокониоза, называемый силикозом.

Симптомы пневмокониоза, как правило, сначала субъективны, но со временем могут возникнуть такие симптомы, как кашель, мокрота, одышка и затрудненное дыхание. Фактические случаи острого пневмокониоза из-за вдыхания частиц кремнезема были зарегистрированы на заводах, которые обрабатывают частицы кристаллического кремнезема высокой чистоты. Чтобы предотвратить такие несчастные случаи, обработку следует проводить с использованием защитных средств, таких как пылезащитные маски.