Склад атомів кремнію
Кремній (Si) є 14-м елементом у періодичній системі Менделєєва і знаходиться в групі третього періоду IVA. Його атомний номер 14, що означає, що в ядрі кремнію міститься 14 протонів. Ці протони несуть позитивний заряд і оточені негативно зарядженими електронами, щоб підтримувати електричну нейтральність атома. Електронна конфігурація атомів кремнію 2, 8, 4, тобто в першому шарі є 2 електрони, у другому – 8 електронів і в самому зовнішньому шарі – 4 електрони. Ця електронна конфігурація дозволяє атомам кремнію втрачати електрони, перетворюючись на позитивні іони, або приймати електрони, перетворюючись на негативні іони в хімічних реакціях. Тому кремній має певні металеві та неметалічні властивості і називається напівметалом або напівпровідниковим елементом.
Характеристика атомів кремнію
Властивості напівпровідника: оскільки кількість електронів у зовнішньому шарі кремнію не повністю заповнена (наприклад, інертні гази) і не має лише одного електрона (наприклад, лужні метали), він може проводити електрику за певних умов, але його провідність знаходиться між провідниками. і ізолятори. Це основний матеріал для виготовлення напівпровідникових приладів.
Висока температура плавлення: Кремній має дуже високу температуру плавлення близько 1414 градусів, що робить його стабільним навіть у середовищі з високою температурою.
Хороша хімічна стабільність: при кімнатній температурі кремній не легко реагує з більшістю речовин, але при високих температурах або під час реакції з певними сильними окислювачами хімічні властивості кремнію стають відносно активними.
Фотопровідність: кремній має певну здатність поглинати та проводити світло, що є основою оптоелектронних пристроїв на основі кремнію (таких як сонячні елементи).
Існування молекул кремнію
Хоча в природі кремній здебільшого існує у вигляді однієї речовини, за певних специфічних умов, таких як висока температура та високий тиск або під час специфічних хімічних реакцій, атоми кремнію можуть об’єднуватися, утворюючи молекули кремнію. Однак ці молекули кремнію (такі як Si₂, Si₃, Si₄ тощо) не є стабільними при кімнатній температурі та тиску та не такі поширені, як кремній (кристалічний кремній). Крім того, в органічній хімії кремній також може поєднуватися з такими елементами, як вуглець і водень, утворюючи кремнійорганічні сполуки. Атоми кремнію в цих сполуках з’єднані з іншими атомами через ковалентні зв’язки, утворюючи складні молекулярні структури.