Křemík

Zdroj: http://www.tabulka.cz/prvky/ukaz.asp?id=14

název Křemík
latinsky Silicium
anglicky Silicon
francouzsky Silicium
německy Silicium
značka Si
protonové číslo 14
relativní atomová hmotnost 28,0855
Paulingova elektronegativita 1,9
elektronová konfigurace [Ne] 3s23p2
1s22s22p63s23p2
teplota tání 1687 K, 1414°C
teplota varu 3173 K, 2900°C
skupina 14 (IV.A)
perioda 3
skupenství (při 20°C) pevné
oxidační čísla ve sloučeninách -4, +2, +4

Objevitel

Rok objevu Objevitel
1824 Jöns Jakob Berzelius (1779-1848)

Výskyt

Křemík je po kyslíku druhým nejrozšířenějším prvkem na Zemi, ale vyskytuje se pouze ve sloučeninách (např. křemičitany, hlinitokřemičitany). Vyskytuje se v živých organizmech, a proto je to také biogenní prvek. Např. přesličky obsahují křemen (SiO2 - oxid křemičitý) a křemičité kyseliny ve svých buněčných stěnách.

Vlastnosti

Je to modrošedý a krystalický polokov, který má částečně kovový lesk a jehož struktura je velmi podobná diamantu. Základem molekuly křemíku je čtyřstěn SiO4, který se může spojovat do řetězců, cyklů, vrstev a do 3D struktury. Vazba křemík - kyslík je velmi pevná, a proto jsou jeho kyslíkaté sloučeniny hodně stálé a tudíž hodně rozšířené.

Tvrdý a křehký křemík je za normálních podmínek velmi málo reaktivní a odolává působení vzdušného kyslíku i vody, protože se jeho povrch pokrývá velmi tenkou vrstvičkou oxidu křemičitého (SiO2). Velmi dobře také odolává roztokům kyselin (kromě HNO3 a HF), ale snadno se rozpouští v horkých vodných roztocích alkalických hydroxidů:

Si + 4NaOH → Na4SiO4 + 2H2
SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O

Je to velice dobrý polovodič a s ostatními prvky se slučuje až za vysokých teplot.

Laboratorní příprava

Reakcí křemene a hliníku - tzv. aluminotermií (viz. informace o hliníku):

3SiO2 + 4Al → 3Si + 2Al2O3

Průmyslová výroba

Křemík se průmyslově vyrábí v elektrické obloukové peci redukcí křemene velmi čistým koksem za přítomnosti železa jako katalyzátoru:

SiO2 + 2C → Si + 2CO2

Použití

Samotný křemík se využívá k výrobě polovodičových součástek (diody, tranzistory). Dále se také přidává do různých slitin (např. ferosilicium - křemík a železo). Ve sloučeninách (křemen) se potom používá hlavně ve stavebnictví jako písek a při výrobě skla a porcelánu.

Sloučeniny

1. bezkyslíkaté sloučeniny
SiC - karbid křemíku
velmi tvrdá látka, která se používá jako brusný materiál
SiCl4 - chlorid křemičitý
meziprodukt při výrobě polovodičového křemíku
silicidy - např. Mg2Si
silany - např. monosilan (SiH4), disilan (Si2H6)
obecný vzorec SinH2n + 2; bezbarvé plyny nebo kapaliny, jejichž stálost klesá s délkou řetězce
2. kyslíkaté sloučeniny

a) oxidy

SiO2 - oxid křemičitý
velmi pevná látka, která má vysoký bod tání; v přírodě se vyskytuje jako křemen - barevné odrůdy: ametyst (fialový), záhněda (hnědá), citrín (žlutý), růženín (růžový), křišťál (bezbarvý), opál (amorfní - SiO2 . nH2O)

b) kyseliny

H2SiO3 - kyselina dihydrogenkřemičitá
málo stálá
H4SiO4 - kyselina tetrahydrogenkřemičitá
málo stálá

Copyright © 1998-2017 Jan Straka (straka@tabulka.cz)
Všechna práva vyhrazena.