✖


Jump to content

Кремний

Edit links
Это хорошая статья. Нажмите здесь для получения дополнительной информации.
Не путать с кремнийсодержащим синтетическим полимером силиконом .
Чтобы узнать о других значениях, см. Кремний (значения) .
«Элемент 14» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о других значениях, см. Элемент 14 (значения) .

Кремний, 14 Si
Кремний
Произношение
Аллотропы см . Аллотропы кремния
Появление кристаллический, отражающий свет, с голубоватыми гранями
Стандартный атомный вес А р °(Си)
Кремний в таблице Менделеева
Водород Гелий
Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон
Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор сера хлор Аргон
Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт Никель Медь Цинк Галлий германий Мышьяк Селен Бром Криптон
Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Индий Полагать Сурьма Теллур Йод Ксенон
Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Прометей Самарий европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Париж Гафний Тантал вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Меркурий (стихия) Таллий Вести висмут Полоний Астат Радон
Франций Радий актиний Торий Протактиний Уран Нептун Плутоний Америций Суд Берклиум Калифорния Эйнштейний Фермий Менделеев Благородный Лоуренс Резерфордий Дубниум Сиборгий борий Хассиус Мейтнерий Дармштадтий Рентгений Коперник нихоний Флеровий Московий Ливерморий Теннессин Оганессон
С
↑
И
↓
Ге
алюминий ← кремний → фосфор
Атомный номер ( Z ) 14
Группа группа 14 (углеродная группа)
Период период 3
Блокировать   p-блок
Электронная конфигурация [ Нет ] 3 секунды 2 3р 2
Электроны на оболочку 2, 8, 4
Физические свойства
Фаза в СТП твердый
Температура плавления 1687 К (1414 °С, 2577 °F)
Точка кипения 3538 К (3265 °С, 5909 °F)
Плотность (при 20°С) 2,329085 г/см 3 [3]
в жидком состоянии (при температуре плавления ) 2,57 г/см 3
Теплота плавления 50,21 кДж/моль
Теплота испарения 383 кДж/моль
Молярная теплоемкость 19,789 Дж/(моль К)
Давление пара
П   (Па) 1 10 100 1 тыс. 10 тысяч 100 тыс.
при Т   (К) 1908 2102 2339 2636 3021 3537
Атомные свойства
Стадии окисления −4, −3, −2, −1, 0, [4] +1, [5] +2, +3, +4 ( амфотерный оксид)
Электроотрицательность Шкала Полинга: 1,90.
Энергии ионизации
  • 1-й: 786,5 кДж/моль
  • 2-й: 1577,1 кДж/моль
  • 3-й: 3231,6 кДж/моль
  • ( более )
Атомный радиус эмпирический: 23:11
Ковалентный радиус 23:11
Радиус Ван-дер-Ваальса 14:10
Цветные линии в спектральном диапазоне
Спектральные линии кремния
Другие объекты недвижимости
Естественное явление первобытный
Кристаллическая структура гранецентрированный ромбо-кубический ( cF8 )
Постоянная решетки
Кубическая кристаллическая структура алмаза для кремния
а = 543,0986 вечера (при 20 ° C) [3]
Тепловое расширение 2.556 × 10 −6 /К (при 20 °С) [3]
Теплопроводность 149 Вт/(м⋅К)
Электрическое сопротивление 2.3 × 10 3 Ом⋅м (при 20 °C) [6]
Запрещенная зона 1,12 эВ (при 300 К)
Магнитный заказ диамагнитный [7]
Молярная магнитная восприимчивость −3.9 × 10 −6 см 3 /mol (298 K) [8]
Модуль Юнга 130–188 ГПа [9]
Модуль сдвига 51–80 ГПа [9]
Объемный модуль 97,6 ГПа [9]
Скорость звука тонкого стержня 8433 м/с (при 20 °C)
коэффициент Пуассона 0.064–0.28 [9]
Твердость по шкале Мооса 6.5
Номер CAS 7440-21-3
История
Мы от латинского silex или silicis , что означает « кремень ».
Прогноз Антуан Лавуазье (1787)
Открытие и первая изоляция Йенс Якоб Берцелиус [10] [11] (1823)
Названо Томас Томсон (1817)
Изотопы кремния
Основные изотопы [12] Разлагаться
abun­dance период полураспада ( т 1/2 ) режим pro­duct
28 И 92.2% стабильный
29 И 4.7% стабильный
30 И 3.1% стабильный
31 И след 2,62 ч. б − 31 П
32 И след 153 и б − 32 П
 Категория: Кремний
| ссылки

Кремний — химический элемент ; он имеет символ Si и атомный номер 14. Это твердое, хрупкое кристаллическое вещество с сине-серым металлическим блеском, четырехвалентный металлоид и полупроводник . Он входит в 14-ю группу таблицы Менделеева: углерод над ним находится ; а германий , олово , свинец и флеровий ниже него — . Он относительно нереактивен. Кремний — важный элемент, необходимый для ряда физиологических и метаболических процессов в растениях. Кремний широко считается преобладающим полупроводниковым материалом благодаря его универсальному применению в различных электрических устройствах, таких как транзисторы, солнечные элементы, интегральные схемы и других. Это может быть связано с его значительной запрещенной зоной, широким диапазоном оптического пропускания, обширным спектром поглощения, шероховатостью поверхности и эффективным просветляющим покрытием. [13]

Из-за его высокого химического сродства к кислороду только в 1823 году Йенс Якоб Берцелиус впервые смог получить его и охарактеризовать в чистом виде. Его оксиды образуют семейство анионов, известных как силикаты . Его температуры плавления и кипения 1414 °C и 3265 °C соответственно являются вторыми по величине среди всех металлоидов и неметаллов, уступая только бору . [а]

Кремний является восьмым наиболее распространенным элементом во Вселенной по массе, но очень редко встречается в чистом виде в земной коре. Он широко распространен в космосе в космической пыли , планетоидах и планетах в виде различных форм диоксида кремния (кремнезема) или силикатов . Более 90% земной коры состоит из силикатных минералов , что делает кремний вторым по распространенности элементом в земной коре (около 28% по массе) после кислорода .

Большая часть кремния используется в коммерческих целях без разделения, часто с очень незначительной обработкой природных минералов. Такое использование включает промышленное строительство с использованием глины , кварцевого песка и камня . Силикаты используются в портландцементе для изготовления строительного раствора и штукатурки , а также смешиваются с кварцевым песком и гравием для изготовления бетона для дорожек, фундаментов и дорог. Они также используются в белой керамике, такой как фарфор , а также в традиционном силикатном натриево -известковом стекле и многих других специальных стеклах . Соединения кремния, такие как карбид кремния, используются в качестве абразивов и компонентов высокопрочной керамики. Кремний является основой широко используемых синтетических полимеров, называемых силиконами .

Конец 20-го - начало 21-го века был описан как кремниевый век (также известный как век цифровых технологий или век информации ) из-за большого влияния, которое элементарный кремний оказывает на современную мировую экономику. Небольшая часть очень высокоочищенного элементарного кремния, используемого в полупроводниковой электронике (<15%), необходима для транзисторов и микросхем интегральных схем, используемых в большинстве современных технологий, таких как смартфоны и другие компьютеры . В 2019 году 32,4% сегмента рынка полупроводников пришлось на сети и коммуникационные устройства, а к 2027 году, по прогнозам, объем полупроводниковой промышленности достигнет 726,73 миллиарда долларов. [14]

Кремний является важным элементом в биологии. Большинству животных необходимы только следы, но некоторые морские губки и микроорганизмы, такие как диатомовые водоросли и радиолярии , выделяют скелетные структуры, состоящие из кремнезема. Кремнезем откладывается во многих тканях растений. [15]

История

[ редактировать ]

Из-за обилия кремния в земной коре природные материалы на основе кремния использовались на протяжении тысячелетий. Кремниевые горные кристаллы были знакомы различным древним цивилизациям , например, додинастическим египтянам , которые использовали их для изготовления бус и небольших ваз , а также древним китайцам . Стекло , содержащее кремнезем, производилось египтянами , по крайней мере, с 1500 г. до н. э., а также древними финикийцами . Природные силикатные соединения также использовались в различных типах раствора для строительства древних человеческих жилищ . [16]

Открытие

[ редактировать ]
Йенс Якоб Берцелиус открыл кремниевый элемент в 1823 году.

В 1787 году Антуан Лавуазье предположил, что кремнезем может быть оксидом фундаментального химического элемента . [17] но химическое сродство кремния к кислороду настолько велико, что у него не было возможности восстановить оксид и изолировать элемент. [18] После попытки изолировать кремний в 1808 году сэр Хамфри Дэви предложил название «кремний» для кремния, от латинского silex , silicis — кремень, и добавив окончание «-ium», поскольку он считал, что это металл. [19] В большинстве других языков используются транслитерированные формы имени Дэви, иногда адаптированные к местной фонологии (например, немецкий Silizium , турецкий silisyum , каталонский silici , армянский Սիլիցիում или Silitzioum ). Некоторые другие вместо этого используют кальку латинского корня (например, русский кремний от кремень «кремень»; греческий πυρίτιο от πυρ «огонь»; финский pii от piikivi «кремень», чешский křemík от křemen «кварц», «кремень»). . [20]

Считается, что Гей-Люссак и Тенар получили нечистый аморфный кремний в 1811 году путем нагревания недавно выделенного металлического калия с тетрафторидом кремния , но они не очистили и не охарактеризовали продукт, а также не идентифицировали его как новый элемент. [21] Свое нынешнее название кремний получил в 1817 году шотландским химиком Томасом Томсоном . Он сохранил часть имени Дэви, но добавил «-он», потому что считал кремний неметаллом , подобным бору и углероду . [22] В 1824 году Йонс Якоб Берцелиус получил аморфный кремний, используя примерно тот же метод, что и Гей-Люссак (восстановление фторосиликата калия расплавленным металлическим калием), но очищая продукт до коричневого порошка путем многократной промывки. [23] В результате ему обычно приписывают открытие элемента. [24] [25] В том же году Берцелиус первым получил тетрахлорид кремния ; Тетрафторид кремния был получен уже задолго до этого, в 1771 году, Карлом Вильгельмом Шееле путем растворения кремнезема в плавиковой кислоте . [18] впервые В 1823 году Якоб Берцелиус открыл тетрахлорид кремния (SiCl 4 ). [26] В 1846 году фон Эбельман синтезировал тетраэтилортосиликат (Si(OC 2 H 5 ) 4 ). [27] [26]

Кремний в его более распространенной кристаллической форме был получен только 31 год спустя Девиллем . [28] [29] Путем электролиза смеси хлорида натрия и хлорида алюминия , содержащей примерно 10% кремния, ему удалось в 1854 году получить слегка загрязненный аллотроп кремния. [30] Позже были разработаны более экономичные методы для выделения нескольких аллотропных форм, последней из которых был силицен в 2010 году. [31] [32] Тем временем исследования по химии кремния продолжались; Фридрих Вёлер открыл первые летучие гидриды кремния, синтезировав трихлорсилан в 1857 году и сам силан в 1858 году, но детальное исследование силанов было проведено только в начале 20 века Альфредом Стоком , несмотря на ранние предположения по этому поводу, датированные еще как начало синтетической органической химии в 1830-х годах. [33] [34] Точно так же первое кремнийорганическое соединение , тетраэтилсилан, было синтезировано Чарльзом Фриделем и Джеймсом Крафтсом в 1863 году, но детальная характеристика кремнийорганической химии была сделана только в начале 20 века Фредериком Киппингом . [18]

Начиная с 1920-х годов, работы Уильяма Лоуренса Брэгга по рентгеновской кристаллографии прояснили состав силикатов, которые ранее были известны из аналитической химии, но еще не были поняты, вместе с Полингом развитием кристаллохимии Лайнусом и Виктором Гольдшмидтом Развитие геохимии . В середине 20 в. развивается химия и промышленное применение силоксанов , растет применение кремнийорганических полимеров , эластомеров и смол . В конце 20 века была нанесена на карту сложность кристаллохимии силицидов , а также физика твердого легированных тела полупроводников . [18]

Кремниевые полупроводники

[ редактировать ]

В первых полупроводниковых устройствах использовался не кремний, а галенит , в том числе немецкого физика Фердинанда Брауна в кристаллический детектор 1874 году и детектор индийского физика Джагадиша Чандры Бозе в радиокристаллический 1901 году. [35] [36] Первым кремниевым полупроводниковым устройством стал кремниевый радиокристаллический детектор, разработанный американским инженером Гринлифом Уиттиером Пикардом в 1906 году. [36]

В 1940 году Рассел Ол открыл p–n-переход и фотоэлектрические эффекты в кремнии. были разработаны методы производства кристаллов германия и кремния высокой чистоты для радиолокационных микроволновых кристаллов В 1941 году во время Второй мировой войны детекторов . [35] В 1947 году физик Уильям Шокли выдвинул теорию полевого усилителя из германия и кремния, но ему не удалось создать работающее устройство, прежде чем в конечном итоге вместо этого начать работать с германием. Первым работающим транзистором был транзистор с точечным контактом, созданный Джоном Бардином и Уолтером Брэттеном позже в том же году, когда они работали под руководством Шокли. [37] В 1954 году физико-химик Моррис Таненбаум изготовил первый кремниевый переходной транзистор в Bell Labs . [38] В 1955 году Карл Фрош и Линкольн Дерик из Bell Labs случайно обнаружили, что диоксид кремния ( SiO
2 ) можно выращивать на кремнии, [39] и позже в 1958 году они предположили, что это может маскировать поверхности кремния во время процессов диффузии . [40]

Кремниевый век

[ редактировать ]
МОП -транзистор , также известный как МОП-транзистор, является ключевым компонентом кремниевого века. Его изобрели Мохамед М. Аталла и Давон Канг в Bell Labs в 1959 году.

«Кремниевый век» относится к концу 20-го – началу 21-го века. [41] [42] [43] Это связано с тем, что кремний был доминирующим материалом кремниевого века (также известного как век цифровых технологий или век информации ), аналогично тому, как каменный век , бронзовый век и железный век определялись доминирующими материалами в соответствующие эпохи цивилизации . [41]

Поскольку кремний является важным элементом в высокотехнологичных полупроводниковых устройствах, многие места в мире носят его имя. Например, долина Санта-Клара в Калифорнии получила прозвище «Силиконовая долина» , поскольку этот элемент является там основным материалом в полупроводниковой промышленности . С тех пор подобное название получили многие другие места, в том числе Силиконовая вади в Израиле; Кремниевый лес в Орегоне; Силиконовые холмы в Остине, штат Техас; Силиконовые склоны в Солт-Лейк-Сити, штат Юта; Кремниевая Саксония в Германии; Кремниевая долина в Индии; Кремниевая граница в Мехикали, Мексика; Silicon Fen в Кембридже, Англия; Силиконовая карусель в Лондоне; Силиконовая Глен в Шотландии; Силиконовое ущелье в Бристоле, Англия; Силиконовая аллея в Нью-Йорке; и Силиконовый пляж в Лос-Анджелесе. [44]

Характеристики

[ редактировать ]

Физические и атомные

[ редактировать ]
Кремний кристаллизуется в алмаза, кубическую кристаллическую структуру образуя sp 3 гибридные орбитали . [45]

Атом кремния имеет четырнадцать электронов . В основном состоянии они расположены в электронной конфигурации [Ne]3s 2 3р 2 . Из них четыре являются валентными электронами , занимающими 3s-орбиталь и два 3p-орбитали. Как и другие члены его группы, более легкий углерод и более тяжелый германий , олово и свинец , он имеет такое же количество валентных электронов, как и валентные орбитали: следовательно, он может завершить свой октет и получить стабильную благородного газа конфигурацию аргона путем формирование sp 3 гибридные орбитали , образующие тетраэдр SiX
4 производные, в которых центральный атом кремния имеет общую электронную пару с каждым из четырех атомов, с которыми он связан. [46] Первые четыре энергии ионизации кремния составляют 786,3, 1576,5, 3228,3 и 4354,4 кДж/моль соответственно; эти цифры достаточно высоки, чтобы исключить возможность простой катионной химии этого элемента. Следуя периодическим тенденциям , его ковалентный радиус одинарной связи 117,6 пм занимает промежуточное положение между радиусами углерода (77,2 пм) и германия (122,3 пм). Шестикоординационный ионный радиус кремния можно считать равным 40 пм, хотя это следует воспринимать как чисто условную цифру, учитывая отсутствие простого Si 4+
катион в реальности. [47]

Электрический

[ редактировать ]

При стандартных температуре и давлении кремний представляет собой блестящий полупроводник с голубовато-серым металлическим блеском; что типично для полупроводников, его удельное сопротивление падает с повышением температуры. Это происходит потому, что кремний имеет небольшую энергетическую щель ( зону проводимости ) между самыми высокими занятыми энергетическими уровнями (валентной зоной) и самыми низкими незанятыми уровнями (зоной проводимости). Уровень Ферми находится примерно посередине между валентной зоной и зоной проводимости и представляет собой энергию, при которой состояние может быть занято электроном с такой же вероятностью, как и нет. Следовательно, чистый кремний эффективно является изолятором при комнатной температуре. Однако легирование кремния пниктогеном , таким как фосфор , мышьяк или сурьма, вводит один дополнительный электрон на легирующую примесь, и они затем могут быть возбуждены в зоне проводимости термически или фотолитически, создавая полупроводник n-типа . Точно так же легирование кремния элементом 13-й группы, таким как бор , алюминий или галлий, приводит к появлению акцепторных уровней, которые захватывают электроны, которые могут быть возбуждены из заполненной валентной зоны, создавая Полупроводник p-типа . [48] Соединение кремния n-типа с кремнием p-типа создает p – n-переход с общим уровнем Ферми; электроны текут от n к p, а дырки – от p к n, создавая падение напряжения. Таким образом, этот p – n-переход действует как диод , который может выпрямлять переменный ток, что позволяет току легче проходить в одну сторону, чем в другую. Транзистор представляет собой n-p-n-переход с тонким слоем кремния слабо p-типа между двумя областями n-типа. Смещение эмиттера на небольшое прямое напряжение и коллектора на большое обратное напряжение позволяет транзистору действовать как триодный усилитель. [48]

Кристаллическая структура

[ редактировать ]
Основная статья: Аллотропы кремния

Кремний кристаллизуется в гигантской ковалентной структуре при стандартных условиях, в частности в кубической кристаллической решетке алмаза ( пространственная группа 227 ). Таким образом, он имеет высокую температуру плавления 1414 ° C, поскольку для разрыва прочных ковалентных связей и плавления твердого тела требуется много энергии. При плавлении кремний сжимается, поскольку дальнодействующая тетраэдрическая сеть связей распадается, а пустоты в этой сети заполняются, подобно водяному льду, когда водородные связи разрываются при плавлении. Он не имеет термодинамически стабильных аллотропов при стандартном давлении, но известно несколько других кристаллических структур при более высоких давлениях. Общая тенденция заключается в увеличении координационного числа с давлением, кульминацией которого является образование гексагонального плотноупакованного аллотропа с плотностью около 40 гигапаскалей , известного как Si-VII (стандартная модификация - Si-I). Аллотроп под названием BC8 (или bc8), имеющий объемноцентрированную кубическую решетку с восемью атомами на примитивную элементарную ячейку ( пространственная группа 206 ), может быть создан при высоком давлении и остается метастабильным при низком давлении. Его свойства детально изучены. [49]

Кремний кипит при 3265 °C: хотя эта температура и высока, но все же ниже температуры, при которой сублимируется его более легкий родственный углерод (3642 °C), а кремний также имеет более низкую теплоту испарения , чем углерод, что согласуется с тем фактом, что кремний – Связь Si слабее связи C–C. [48]

Также возможно построить слои силицена , аналогичные графену . [31] [32]

изотопы

[ редактировать ]
Основная статья: Изотопы кремния

Встречающийся в природе кремний состоит из трех стабильных изотопов : 28 И (92,23%), 29 И (4,67%), и 30 И (3,10%). [50] Из них только 29 Si используется в ЯМР и ЭПР-спектроскопии . [51] поскольку он единственный имеет ядерный спин ( I = ⁠ 1 / 2 ⁠ ). [33] Все три рождаются в сверхновых типа Ia. [52] [53] в процессе сжигания кислорода , с 28 Si создается как часть альфа-процесса и, следовательно, является наиболее распространенным. Слияние 28 Si с альфа-частицами в результате фоторасщепления в звездах известен как процесс горения кремния ; это последняя стадия звездного нуклеосинтеза перед быстрым коллапсом и сильным взрывом рассматриваемой звезды в сверхновой типа II . [54]

двадцать радиоизотопов , два наиболее стабильных из которых Охарактеризовано 32 Si с периодом полураспада около 150 лет, и 31 Си с периодом полураспада 2,62 часа. [50] Все остальные радиоактивные изотопы имеют период полураспада менее семи секунд, а у большинства из них период полураспада составляет менее одной десятой секунды. [50] Кремний имеет один известный ядерный изомер , 34 м Si, с периодом полураспада менее 210 наносекунд. [50] 32 Si претерпевает низкоэнергетический бета-распад с образованием 32 P , а затем стабильно 32 С. ​ 31 Si может быть получен нейтронной активацией природного кремния и, таким образом, полезен для количественного анализа; его можно легко обнаружить по его характерному бета-распаду до стабильного состояния. 31 P до 1,48 МэВ . , при котором испускаемый электрон несет энергию [33]

Известные изотопы кремния имеют массовое число от 22 до 44. [50] Наиболее распространенным способом распада изотопов с массовыми числами ниже, чем у трех стабильных изотопов, является обратный бета-распад в первую очередь образуются изотопы алюминия (13 протонов) , в результате которого в качестве продуктов распада . [50] Наиболее распространенным способом распада более тяжелых нестабильных изотопов является бета-распад, в результате которого в качестве продуктов распада в первую очередь образуются изотопы фосфора (15 протонов). [50]

Кремний может попадать в океаны через грунтовые воды и речной транспорт. Большие потоки поступления подземных вод имеют изотопный состав, отличный от поступления кремния из речных источников. Изотопные вариации в подземных водах и речном переносе способствуют вариациям океанических 30 Значения Си. В настоящее время наблюдаются существенные различия в изотопном составе глубоководных вод бассейнов мирового океана . Между Атлантическим и Тихим океанами находится глубокая вода. 30 Градиент Si более 0,3 частей на тысячу. 30 Si чаще всего ассоциируется с продуктивностью океанов. [55]

Химия и соединения

[ редактировать ]
Основная статья: Соединения кремния
Энергии связей C–X и Si–X (кДж/моль) [33]
Х = С И ЧАС Ф кл. Бр я ТЭ- Н<
С – X 368 360 435 453 351 293 216 ~360 ~305
Шесть 360 340 393 565 381 310 234 452 322

Кристаллический объемный кремний довольно инертен, но становится более реакционноспособным при высоких температурах. Как и его сосед алюминий, кремний образует тонкий сплошной поверхностный слой диоксида кремния ( SiO
2 ), защищающий металл от окисления. Таким образом, кремний не вступает в реакцию с воздухом при температуре ниже 900 °C, но образование стекловидного диоксида быстро увеличивается между 950 °C и 1160 °C, а когда достигается 1400 °C, атмосферный азот также вступает в реакцию с образованием нитридов SiN и Si.
3 Н
4 . Кремний реагирует с газообразной серой при 600 °С и газообразным фосфором при 1000 °С. Тем не менее, этот оксидный слой не предотвращает реакцию с галогенами ; фтор энергично атакует кремний при комнатной температуре, хлор — при температуре около 300 °C, а бром и йод — при температуре около 500 °C. Кремний не реагирует с большинством водных кислот, но окисляется и образует комплексы смесями плавиковой кислоты, содержащими хлор или азотную кислоту, с образованием гексафторсиликатов . Он легко растворяется в горячей водной щелочи с образованием силикатов . [56] При высоких температурах кремний также реагирует с алкилгалогенидами ; эта реакция может катализироваться медью для прямого синтеза кремнийорганических хлоридов в качестве предшественников кремнийорганических полимеров. При плавлении кремний становится чрезвычайно реакционноспособным, сплавляясь с большинством металлов с образованием силицидов и восстанавливая большинство оксидов металлов, поскольку теплота образования диоксида кремния очень велика. Фактически расплавленный кремний реагирует практически со всеми известными материалами тигля (кроме собственного оксида SiO) .
2 ). [57] : 13  Это происходит из-за высоких сил связывания кремния для легких элементов и его высокой растворяющей способности для большинства элементов. [57] : 13  В результате контейнеры для жидкого кремния должны быть изготовлены из тугоплавких , инертных материалов, таких как диоксид циркония или бориды 4, 5 и 6 групп. [48] [58]

Тетраэдрическая координация является основным структурным мотивом в химии кремния, как и в химии углерода. Однако подоболочка 3p гораздо более размыта, чем подоболочка 2p, и не так хорошо гибридизуется с подоболочкой 3s. В результате химический состав кремния и его более тяжелых родственников существенно отличается от химического состава углерода. [59] и, таким образом, октаэдрическая координация также важна. [48] Например, электроотрицательность кремния (1,90) намного меньше, чем у углерода (2,55), потому что валентные электроны кремния находятся дальше от ядра, чем у углерода, и, следовательно, испытывают меньшие электростатические силы притяжения со стороны ядра. Плохое перекрытие 3p-орбиталей также приводит к гораздо меньшей склонности к катенации (образованию связей Si-Si) для кремния, чем для углерода, из-за сопутствующего ослабления связи Si-Si по сравнению со связью C-C: [60] средняя энергия связи Si–Si составляет примерно 226 кДж/моль по сравнению со значением 356 кДж/моль для связи C–C. [61] Это приводит к тому, что соединения кремния с многократными связями обычно гораздо менее стабильны, чем их углеродные аналоги, что является примером правила двойной связи . С другой стороны, наличие радиальных узлов на 3p-орбиталях кремния предполагает возможность гипервалентности , как это видно в пяти- и шестикоординатных производных кремния, таких как SiX. −
5 и СиФ 2−
6 . [62] [60] Наконец, из-за увеличения энергетического разрыва между валентными s- и p-орбиталями по мере спуска группы важность двухвалентного состояния возрастает от углерода к свинцу, так что для кремния известно несколько нестабильных двухвалентных соединений; это понижение основной степени окисления в сочетании с увеличением атомных радиусов приводит к усилению металлического характера вниз по группе. Кремний уже проявляет некоторое начальное металлическое поведение, особенно в поведении его оксидных соединений и реакции с кислотами и основаниями (хотя это требует некоторых усилий), и поэтому его часто называют металлоидом, а не неметаллом. [60] Германий показывает больше, а олово обычно считается металлом. [18]

Кремний демонстрирует явные отличия от углерода. Например, органическая химия имеет очень мало аналогий с химией кремния, в то время как силикатные минералы обладают структурной сложностью, невиданной у оксоуглеродов . [63] Кремний имеет тенденцию напоминать германий гораздо больше, чем углерод, и это сходство усиливается за счет сжатия d-блока , в результате чего размер атома германия оказывается намного ближе к размеру атома кремния, чем можно было бы предсказать по периодическим тенденциям. [64] Тем не менее, некоторые различия все же существуют из-за растущей важности двухвалентного состояния германия по сравнению с кремнием. Кроме того, более низкая прочность связи Ge-O по сравнению с прочностью связи Si-O приводит к отсутствию «германоновых» полимеров, которые были бы аналогичны силиконовым полимерам. [61]

возникновение

[ редактировать ]
Оливин

Кремний является восьмым по распространенности элементом во Вселенной после водорода , гелия , углерода , азота , кислорода , железа и неона . Это изобилие не очень хорошо воспроизводится на Земле из-за существенного разделения элементов, произошедшего во время формирования Солнечной системы . Кремний составляет 27,2% земной коры по массе, уступая только кислороду с 45,5%, с которым он всегда связан в природе. Дальнейшее фракционирование произошло при формировании Земли путем планетарной дифференциации : ядро ​​Земли , составляющее 31,5% массы Земли, имеет приблизительный состав Fe.
25 Ни
2 Ко
0,1 С
3 ; мантия оливина составляет 68,1% массы Земли и состоит в основном из более плотных оксидов и силикатов, например ( Mg , Fe).
2 СиО
4 ; в то время как более легкие кремнистые минералы, такие как алюмосиликаты, поднимаются на поверхность и образуют кору, составляя 0,4% массы Земли. [65] [66]

Кристаллизация магматических пород из магмы зависит от ряда факторов; среди них химический состав магмы, скорость охлаждения и некоторые свойства отдельных минералов, которые будут образовываться, такие как энергия решетки , температура плавления и сложность их кристаллической структуры. По мере охлаждения магмы первым появляется оливин , за ним следуют пироксен , амфибол , биотитовая слюда, ортоклазовый полевой шпат , мусковитовая слюда , кварц , цеолиты и, наконец, гидротермальные минералы. Эта последовательность демонстрирует тенденцию к усложнению силикатных единиц с охлаждением и введением гидроксидных и фторид -анионов в дополнение к оксидам. Многие металлы могут заменить кремний. После того, как эти магматические породы подвергаются выветриванию , переносу и отложению, осадочные породы, образуются такие как глина, сланец и песчаник. Метаморфизм также может происходить при высоких температурах и давлениях, создавая еще большее разнообразие минералов. [65]

Существует четыре источника поступления кремния в океан: химическое выветривание континентальных пород, речной транспорт, растворение континентальных терригенных силикатов и реакция между подводными базальтами и гидротермальными флюидами, выделяющими растворенный кремний. Все четыре этих потока взаимосвязаны в биогеохимическом цикле океана, поскольку все они изначально образовались в результате выветривания земной коры. [67]

Ежегодно в мировой океан выбрасывается примерно 300–900 мегатонн эоловой пыли. Из этой стоимости 80–240 мегатонн приходится на твердый кремний. Общий объем выпадения кремния в океан в виде твердых частиц по-прежнему меньше, чем объем притока кремния в океан речным транспортом. [68] Эоловые поступления литогенного кремния в виде частиц в Северную Атлантику и западную часть северной части Тихого океана являются результатом оседания пыли в океанах из пустыни Сахара и Гоби соответственно. [67] Речной транспорт является основным источником притока кремния в океан в прибрежных районах, тогда как на отложение кремния в открытом океане большое влияние оказывает оседание эоловой пыли. [68]

Производство

[ редактировать ]
Дополнительная информация: Список стран по производству кремния.

Кремний чистотой 96–99% получают карботермическим восстановлением кварцита или песка коксом высокой чистоты . Восстановление проводят в электродуговой печи с избытком SiO.
2 используется для предотвращения карбида кремния (SiC): накопления [33]

Это не
2 + 2 С → Si + 2 СО
2 SiC + SiO
2 → 3 Si + 2 CO
Ферросилициевый сплав

Эта реакция, известная как карботермическое восстановление диоксида кремния, обычно проводится в присутствии железного лома с низким содержанием фосфора и серы , образуя ферросилиций . [33] На ферросилиций, железо-кремниевый сплав, содержащий различные соотношения элементарного кремния и железа, приходится около 80% мирового производства элементарного кремния, при этом Китай, ведущий поставщик элементарного кремния, обеспечивает 4,6 миллиона тонн (или 2/3 мирового производства) кремния, большая часть которого находится в форме ферросилиция. За ней следуют Россия (610 000 т), Норвегия (330 000 т), Бразилия (240 000 т) и США (170 000 т). [69] Ферросилиций в основном используется в черной металлургии (см. ниже ) в качестве легирующей добавки в чугуне или стали, а также для раскисления стали на металлургических заводах. [33]

Другая реакция, иногда используемая, - это алюминотермическое восстановление диоксида кремния следующим образом: [70]

3 SiO
2 + 4 Al → 3 Si + 2 Al
22О
3

При выщелачивании порошкообразного кремния чистотой 96–97% водой получается кремний чистотой ~98,5%, который используется в химической промышленности. Однако для полупроводниковых применений необходима еще большая чистота, и ее получают путем восстановления тетрахлорсилана (тетрахлорида кремния) или трихлорсилана . Первый изготавливается путем хлорирования кремниевого лома, а второй является побочным продуктом производства силикона . Эти соединения летучи и, следовательно, могут быть очищены путем многократной фракционной перегонки с последующим восстановлением до элементарного кремния с использованием очень чистого металлического цинка в качестве восстановителя. Полученные таким образом губчатые кусочки кремния плавятся, а затем выращиваются с образованием цилиндрических монокристаллов, а затем очищаются зонным рафинированием . Другие пути используют термическое разложение силана или тетраиодсилана ( SiI
4 ). Другой используемый процесс — восстановление гексафторосиликата натрия , обычного отхода производства фосфатных удобрений, металлическим натрием : он сильно экзотермичен и, следовательно, не требует внешнего источника энергии. Сверхтонкий кремний производится с более высокой чистотой, чем почти любой другой материал: производство транзисторов требует уровня примесей в кристаллах кремния менее 1 части на 10. 10 , а в особых случаях уровни примесей ниже 1 части на 10 12 необходимы и достигнуты. [33]

Кремниевые наноструктуры могут быть изготовлены непосредственно из кварцевого песка с использованием традиционных металлотермических процессов или метода синтеза горением. Такие наноструктурированные кремниевые материалы можно использовать в различных функциональных приложениях, включая анод литий-ионных батарей (LIB), других ионных батарей, будущих вычислительных устройств, таких как мемристоры, или фотокаталитических приложений. [71]

Приложения

[ редактировать ]

Соединения

[ редактировать ]

Большая часть кремния используется в промышленности без очистки, часто со сравнительно небольшой переработкой его естественной формы. Более 90% земной коры состоит из силикатных минералов , которые представляют собой соединения кремния и кислорода, часто с ионами металлов, когда отрицательно заряженные силикатные анионы требуют катионов для уравновешивания заряда. Многие из них имеют прямое коммерческое использование, например, глины, кварцевый песок и большинство видов строительного камня. Таким образом, подавляющее большинство применений кремния приходится на использование в качестве структурных соединений, либо в виде силикатных минералов, либо в виде кремнезема (сырого диоксида кремния). Силикаты используются при производстве портландцемента (в основном состоящего из силикатов кальция), который используется в строительном растворе и современной штукатурке , но, что более важно, в сочетании с кварцевым песком и гравием (обычно содержащим силикатные минералы, такие как гранит), для изготовления бетона, который является основой большинства крупнейших промышленных строительных проектов современного мира. [72]

Кремнезем используется для изготовления огнеупорного кирпича , разновидности керамики. Силикатные минералы также присутствуют в белой керамике — важном классе изделий, обычно содержащих различные типы обожженных глинистых минералов (природные слоистые силикаты алюминия). Примером может служить фарфор , основу которого составляет силикатный минерал каолинит . Традиционное стекло на основе кремнезема ( натриево-известковое стекло ) также функционирует во многом таким же образом, а также используется для изготовления окон и контейнеров. Кроме того, специальные стекловолокна на основе диоксида кремния используются для производства оптического волокна , а также для производства стекловолокна для структурной поддержки и стекловаты для теплоизоляции .

Силиконы часто используются в гидроизоляционных материалах, формовочных массах, антиадгезивах , механических уплотнениях, высокотемпературных смазках и восках, а также в составах для уплотнения . Силикон также иногда используется в грудных имплантатах , контактных линзах, взрывчатых веществах и пиротехнике . [73] Первоначально Silly Putty изготавливалась путем добавления борной кислоты в силиконовое масло . [74] Другие соединения кремния функционируют как высокотехнологичные абразивы и новая высокопрочная керамика на основе карбида кремния . Кремний входит в состав некоторых суперсплавов .

Сплавы

[ редактировать ]

Элементарный кремний добавляется в расплавленный чугун в виде сплавов ферросилиция или кремнекальция для улучшения характеристик при отливке тонких сечений и предотвращения образования цементита при воздействии наружного воздуха. Присутствие элементарного кремния в расплавленном железе действует как поглотитель кислорода, поэтому содержание углерода в стали, которое необходимо поддерживать в узких пределах для каждого типа стали, можно более тщательно контролировать. Производство и использование ферросилиция контролирует сталелитейную промышленность, и хотя эта форма элементарного кремния сильно загрязнена, на ее долю приходится 80% мирового использования свободного кремния. Кремний является важным компонентом трансформаторной стали , изменяя ее удельное сопротивление и ферромагнитные свойства.

Свойства кремния могут быть использованы для модификации сплавов другими металлами, кроме железа. Кремний «металлургического сорта» — это кремний чистотой 95–99%. Около 55% мирового потребления кремния металлургической чистоты идет на производство алюминиево-кремниевых сплавов ( силуминовых сплавов) для отливок алюминиевых деталей , главным образом для использования в автомобильной промышленности . Важность кремния при литье алюминия заключается в том, что значительное количество кремния (12%) в алюминии образует эвтектическую смесь , которая затвердевает с очень небольшим термическим сжатием. Это значительно уменьшает разрывы и трещины, образующиеся в результате напряжений при охлаждении литейных сплавов до затвердевания. Кремний также значительно повышает твердость и, следовательно, износостойкость алюминия. [75] [76]

Электроника

[ редактировать ]
Основная статья: Производство полупроводниковых приборов
Дополнительная информация: Полупроводниковая промышленность.
Кремниевая пластина с зеркальной поверхностью.

Большая часть производимого элементарного кремния остается в виде сплава ферросилиция, и только около 20% очищается до металлургической чистоты (всего 1,3–1,5 миллиона метрических тонн / год). По оценкам, 15% мирового производства кремния металлургического качества подвергается дальнейшей очистке до полупроводниковой чистоты. [76] Обычно это степень чистоты «девять-9» или 99,9999999%. [77] практически бездефектный монокристаллический материал. [78]

Монокристаллический кремний такой чистоты обычно производится методом Чохральского и используется для производства кремниевых пластин, используемых в полупроводниковой промышленности , в электронике, а также в некоторых дорогостоящих и высокоэффективных фотоэлектрических приложениях. [79] Чистый кремний является собственным полупроводником , а это означает, что в отличие от металлов он проводит электронные дырки и электроны, высвобождаемые из атомов под действием тепла; кремния Электропроводность увеличивается с повышением температуры. Чистый кремний имеет слишком низкую проводимость (то есть слишком высокое удельное сопротивление ), чтобы его можно было использовать в качестве элемента схемы в электронике. На практике чистый кремний легируют небольшими концентрациями некоторых других элементов, которые значительно увеличивают его проводимость и регулируют его электрический отклик, контролируя количество и заряд ( положительный или отрицательный ) активированных носителей. Такой контроль необходим для транзисторов , солнечных элементов , полупроводниковых детекторов и других полупроводниковых устройств, используемых в компьютерной индустрии и других технических приложениях. [80] В кремниевой фотонике кремний может использоваться в качестве среды рамановского лазера непрерывного действия для производства когерентного света. [81]

В обычных интегральных схемах пластина монокристаллического кремния служит механической опорой для схем, которые создаются путем легирования и изолируются друг от друга тонкими слоями оксида кремния , изолятора, который легко изготавливается на поверхности Si с помощью процессов термического окисления. или локальное окисление (LOCOS) , которое предполагает воздействие на элемент кислорода при соответствующих условиях, которые можно предсказать с помощью модели Дила-Гроува . Кремний стал самым популярным материалом как для мощных полупроводников, так и для интегральных схем, поскольку он может выдерживать самые высокие температуры и наибольшую электрическую активность, не подвергаясь лавинному пробою ( электронная лавина создается, когда тепло создает свободные электроны и дырки, которые, в свою очередь, пропускают больший ток). , который производит больше тепла). Кроме того, изолирующий оксид кремния не растворяется в воде, что дает ему преимущество перед германием (элементом с аналогичными свойствами, который также можно использовать в полупроводниковых устройствах) при определенных технологиях изготовления. [82]

Производство монокристаллического кремния дорогое, и его использование обычно оправдано только при производстве интегральных схем, где крошечные дефекты кристалла могут мешать работе крошечных цепей. Для других целей могут быть использованы другие типы чистого кремния. К ним относятся гидрогенизированный аморфный кремний и улучшенный кремний металлургического класса (UMG-Si), используемый в производстве недорогой электроники большой площади в таких приложениях, как жидкокристаллические дисплеи , а также недорогие тонкопленочные солнечные панели большой площади. клетки . Такие полупроводниковые сорта кремния либо немного менее чисты, либо являются поликристаллическими, а не монокристаллическими, и производятся в сопоставимых количествах с монокристаллическим кремнием: от 75 000 до 150 000 метрических тонн в год. Рынок меньшего сорта кремния растет быстрее, чем рынок монокристаллического кремния. По прогнозам, к 2013 году производство поликристаллического кремния, используемого в основном в солнечных элементах, достигнет 200 000 метрических тонн в год, в то время как ожидается, что монокристаллический кремний полупроводникового качества останется менее 50 000 тонн в год. [76]

Квантовые точки

[ редактировать ]

Кремниевые квантовые точки создаются путем термической обработки водородного силсесквиоксана в нанокристаллы размером от нескольких нанометров до нескольких микрон, проявляющие люминесцентные свойства в зависимости от размера. [83] [84] Нанокристаллы демонстрируют большие стоксовы сдвиги, преобразующие фотоны ультрафиолетового диапазона в фотоны видимого или инфракрасного диапазона, в зависимости от размера частиц, что позволяет использовать их в дисплеях с квантовыми точками и люминесцентных солнечных концентраторах из-за их ограниченного самопоглощения. Преимущество использования квантовых точек на основе кремния по сравнению с кадмием или индием заключается в нетоксичности и отсутствии металлов в кремнии. [85] [86] Еще одно применение кремниевых квантовых точек — обнаружение опасных материалов. Датчики используют люминесцентные свойства квантовых точек за счет гашения фотолюминесценции в присутствии опасного вещества. [87] Существует множество методов, используемых для обнаружения опасных химических веществ, некоторые из которых включают перенос электронов, резонансный перенос энергии флуоресценции и генерацию фототока. [88] Тушение электронного переноса происходит, когда нижняя незанятая молекулярная орбиталь (LUMO) имеет энергию немного ниже, чем зона проводимости квантовой точки, что позволяет переносить электроны между ними, предотвращая рекомбинацию дырок и электронов внутри нанокристаллов. Эффекта также можно достичь и обратным, если молекула-донор имеет высшую занятую молекулярную орбиталь (ВЗМО) немного выше края валентной зоны квантовой точки, что позволяет электронам перемещаться между ними, заполняя дырки и предотвращая рекомбинацию. Резонансный перенос энергии флуоресценции происходит, когда между квантовой точкой и молекулой-гасителем образуется комплекс. Комплекс будет продолжать поглощать свет, но когда энергия преобразуется в основное состояние, он не испускает фотон, гасящий материал. измеряется фототок, излучаемый Третий метод использует другой подход : вместо мониторинга фотолюминесцентного дисплея квантовыми точками. Если концентрация желаемого химического вещества увеличивается, фототок, излучаемый нанокристаллами, в ответ изменится. [89]

Хранение тепловой энергии

[ редактировать ]
Этот раздел представляет собой отрывок из книги «Хранение тепловой энергии § Технология горячего кремния» . [ редактировать ]
Твердый или расплавленный кремний обеспечивает гораздо более высокие температуры хранения, чем соли, что приводит к большей емкости и эффективности. Его исследуют как возможную более энергоэффективную технологию хранения. Кремний способен хранить более 1 МВтч энергии на кубический метр при температуре 1400 °C. Дополнительным преимуществом является относительное содержание кремния по сравнению с солями, используемыми для той же цели. [90] [91]

Биологическая роль

[ редактировать ]
Диатомовая водоросль, заключенная в клеточную стенку из кремнезема.

Хотя кремний легко доступен в форме силикатов , очень немногие организмы используют его напрямую. Диатомовые водоросли , радиолярии и кремнистые губки используют биогенный кремнезем в качестве структурного материала для своих скелетов. Некоторые растения накапливают кремнезем в своих тканях и нуждаются в кремнии для роста, например рис . Кремний может усваиваться растениями в виде ортокремниевой кислоты (также известной как монокремниевая кислота) и транспортироваться через ксилему , где он образует аморфные комплексы с компонентами клеточной стенки. Было показано, что это улучшает прочность клеточных стенок и структурную целостность некоторых растений, тем самым уменьшая количество насекомых-травоядных и патогенных инфекций. В некоторых растениях кремний может также усиливать выработку летучих органических соединений и фитогормонов, которые играют важную роль в защитных механизмах растений. [92] [93] [94] кремнезема У более развитых растений фитолиты (фитолиты опала) представляют собой твердые микроскопические тельца, встречающиеся в клетке. [95] [96] [93]

некоторые садовые культуры Известно, что защищают себя от грибковых патогенов растений с помощью кремнезема до такой степени, что применение фунгицидов может оказаться неэффективным, если не сопровождается достаточным количеством кремния. Кремнеземные защитные молекулы растений активируют некоторые фитоалексины , то есть некоторые из них являются сигнальными веществами, вызывающими приобретенный иммунитет . При недостатке некоторые растения заменяют его увеличенным производством других защитных веществ. [93]

Жизнь на Земле в основном состоит из углерода , но астробиология считает, что внеземная жизнь может иметь и другие гипотетические типы биохимии . Кремний считается альтернативой углероду, так как он может создавать сложные и стабильные молекулы с четырьмя ковалентными связями, необходимыми для ДНК -аналога, и доступен в больших количествах. [97]

Влияние морских микробов

[ редактировать ]

Диатомовые водоросли используют кремний в форме биогенного кремнезема (bSi). [98] который поглощается белком-транспортером кремния (SIT) и преимущественно используется в структуре клеточной стенки в виде панцирей. [99] Кремний попадает в океан в растворенной форме, например, в виде кремниевой кислоты или силиката. [100] Поскольку диатомеи являются одними из основных потребителей этих форм кремния, они вносят большой вклад в концентрацию кремния во всем океане. Кремний образует профиль питательных веществ в океане из-за продуктивности диатомей на небольших глубинах. [100] Следовательно, концентрация кремния ниже в мелководном океане и выше в глубоком океане.

Продуктивность диатомовых водорослей в верхних слоях океана способствует увеличению количества кремния, экспортируемого в нижние слои океана. [101] Когда клетки диатомей лизируются в верхних слоях океана, их питательные вещества, такие как железо, цинк и кремний, переносятся в нижние слои океана посредством процесса, называемого морским снегом . Морской снег предполагает перенос твердых частиц органического вещества вниз за счет вертикального смешивания растворенного органического вещества. [102] Было высказано предположение, что кремний имеет решающее значение для продуктивности диатомовых водорослей, и пока существует кремниевая кислота, доступная для использования диатомовыми водорослями, диатомовые водоросли также могут способствовать концентрации других важных питательных веществ в глубоком океане. [103]

В прибрежных зонах диатомеи служат основными фитопланктонными организмами и вносят большой вклад в производство биогенного кремнезема. Однако в открытом океане роль диатомовых водорослей в ежегодном мировом производстве кремнезема снижается. На диатомовые водоросли субтропических круговоротов Северной Атлантики и Северной Тихого океана приходится лишь около 5–7% мирового ежегодного производства морского кремнезема. производит Южный океан около одной трети мирового морского биогенного кремнезема. [67] Южный океан называют «биогеохимическим водоразделом». [104] поскольку из этой области транспортируется лишь незначительное количество кремния.

Питание человека

[ редактировать ]

Есть некоторые доказательства того, что кремний важен для здоровья человека, поскольку он влияет на его ногти, волосы, кости и кожные ткани. [105] например, в исследованиях, которые показывают, что женщины в пременопаузе с более высоким потреблением кремния с пищей имеют более высокую плотность костей и что добавки кремния могут увеличить объем и плотность костей у пациентов с остеопорозом . [106] Кремний необходим для синтеза эластина и коллагена которых в организме человека содержится в аорте . , наибольшее количество [107] и считается важным элементом ; [108] тем не менее, доказать его необходимость сложно, поскольку кремний очень распространен, а значит, симптомы дефицита трудно воспроизвести. [109] [110]

В настоящее время Ассоциация американских чиновников по контролю за продуктами питания для растений (AAPFCO) рассматривает вопрос о повышении кремния до статуса «полезного для растений вещества». [111] [112]

Безопасность

[ редактировать ]

Люди могут подвергнуться воздействию элементарного кремния на рабочем месте, вдыхая его, проглатывая или контактируя с кожей или глазами. В последних двух случаях кремний представляет небольшую опасность в качестве раздражителя. Это опасно при вдыхании. [113] Управление по охране труда (OSHA) установило законный предел воздействия кремния на рабочем месте на уровне 15 мг/м. 3 общее воздействие и 5 мг/м 3 респираторное воздействие в течение восьмичасового рабочего дня. Национальный институт охраны труда (NIOSH) установил рекомендуемый предел воздействия (REL) 10 мг/м. 3 общее воздействие и 5 мг/м 3 респираторное воздействие в течение восьмичасового рабочего дня. [114] Вдыхание пыли кристаллического кремнезема может привести к силикозу — профессиональному заболеванию легких, характеризующемуся воспалением и рубцеванием в виде узловых поражений в верхних долях легких . [115]

См. также

[ редактировать ]

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Хотя углерод остается твердым при более высоких температурах, чем кремний, он сублимируется при атмосферном давлении, а не плавится и не кипит, поэтому у него нет температуры плавления и кипения.

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ «Стандартные атомные массы: кремний» . ЦИАВ . 2009.
  2. ^ Прохаска, Томас; Ирргехер, Йоханна; Бенефилд, Жаклин; Бёлке, Джон К.; Чессон, Лесли А.; Коплен, Тайлер Б.; Дин, Типинг; Данн, Филип Дж. Х.; Грёнинг, Манфред; Холден, Норман Э.; Мейер, Харро Эй Джей (04 мая 2022 г.). «Стандартные атомные массы элементов 2021 (Технический отчет ИЮПАК)» . Чистая и прикладная химия . дои : 10.1515/pac-2019-0603 . ISSN   1365-3075 .
  3. ^ Jump up to: а б с Арбластер, Джон В. (2018). Некоторые значения кристаллографических свойств элементов . Парк материалов, Огайо: ASM International. ISBN  978-1-62708-155-9 .
  4. ^ «Новый тип соединения нуль-валентного олова» . Химия Европы . 27 августа 2016 г.
  5. ^ Рам, РС; и др. (1998). «Эмиссионная спектроскопия с преобразованием Фурье перехода A2D – X2P SiH и SiD» (PDF) . Дж. Мол. Спектр . 190 (2): 341–352. дои : 10.1006/jmsp.1998.7582 . ПМИД   9668026 .
  6. ^ Также Голла (2014). Выращивание кристаллов и оценка кремния для СБИС и УЛСИ . ЦРК Пресс. п. 7. ISBN  978-1-4822-3281-3 .
  7. ^ Магнитная восприимчивость элементов и неорганических соединений , в Лиде, Д.Р., изд. (2005). Справочник CRC по химии и физике (86-е изд.). Бока-Ратон (Флорида): CRC Press. ISBN  0-8493-0486-5 .
  8. ^ Уэст, Роберт (1984). CRC, Справочник по химии и физике . Бока-Ратон, Флорида: Издательство компании Chemical Rubber Company. стр. E110. ISBN  0-8493-0464-4 .
  9. ^ Jump up to: а б с д Хопкрофт, Мэтью А.; Никс, Уильям Д.; Кенни, Томас В. (2010). «Каков модуль Юнга кремния?» . Журнал микроэлектромеханических систем . 19 (2): 229. doi : 10.1109/JMEMS.2009.2039697 .
  10. ^ Уикс, Мария Эльвира (1932). «Открытие элементов: XII. Другие элементы, выделенные с помощью калия и натрия: бериллий, бор, кремний и алюминий». Журнал химического образования . 9 (8): 1386–1412. Бибкод : 1932JChEd...9.1386W . дои : 10.1021/ed009p1386 .
  11. ^ Воронков, М.Г. (2007). «Кремниевая эра». Российский журнал прикладной химии . 80 (12): 2190. дои : 10.1134/S1070427207120397 .
  12. ^ Кондев, ФГ; Ван, М.; Хуанг, WJ; Наими, С.; Ауди, Г. (2021). «Оценка ядерных свойств NUBASE2020» (PDF) . Китайская физика C . 45 (3): 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
  13. ^ Набиль, Марва; Эльнуби, Мохамед; Аль-Аскар, Абдулазиз А.; Ковальчевский, Пшемыслав Лукаш; Абдельхалек, Ахмед; Бехири, Саид И. (2024). «Пористые кремниевые наноструктуры: синтез, характеристика и их противогрибковая активность» . Открытая химия . 22 (1). doi : 10.1515/chem-2023-0169 (неактивен 29 июля 2024 г.). Архивировано из оригинала 25 июня 2024 г. Проверено 28 июля 2024 г. {{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на июль 2024 г. ( ссылка )
  14. ^ Камаль 2022
  15. ^ Каттер, Элизабет Г. (1978). Анатомия растений. Часть 1 Клетки и ткани (2-е изд.). Лондон: Эдвард Арнольд. ISBN  978-0-7131-2639-6 .
  16. ^ «Силикон» . Британская энциклопедия . Проверено 22 августа 2019 г.
  17. ^ В своей таблице элементов Лавуазье перечислил пять «поддающихся солеобразованию земель», то есть руд, которые можно заставить вступать в реакцию с кислотами с образованием солей ( salis = соль на латыни): chaux (оксид кальция), магнезия (магнезия, магний оксид), барит (сульфат бария), глинозем (оксид алюминия, оксид алюминия) и кремнезем (кремнезем, диоксид кремния). Об этих «элементах» Лавуазье размышляет: «Мы, вероятно, знакомы пока лишь с частью существующих в природе металлических веществ, так как все те, которые имеют более сильное сродство к кислороду, чем имеет углерод, не способны до сих пор восстанавливаться в металлическое состояние и, следовательно, представляемые нашему наблюдению только в виде оксидов, путаются с землями. Весьма вероятно, что бариты, которые мы только что расположили с землями, находятся в таком положении, ибо во многих опытах; оно проявляет свойства, почти приближающиеся к свойствам металлических тел. Возможно даже, что все вещества, которые мы называем землями, могут быть только оксидами металлов, невосстанавливаемыми ни одним из известных до сих пор процессов». - от Лавуазье (1799). Элементы химии . Перевод Роберта Керра (4-е изд.). Эдинбург, Шотландия: Уильям Крик. п. 218. (Оригинальный отрывок появляется в: Лавуазье (1789 г.). Элементарный трактат по химии . Полет. 1. Париж: Кюше. п. 174.
  18. ^ Jump up to: а б с д и Гринвуд и Эрншоу 1997 , с. 328.
  19. ^ Дэви, Хамфри (1808). «Электрохимические исследования по разложению земель; с наблюдениями за металлами, полученными из щелочноземельных металлов, и над амальгамой, полученной из аммиака» . Философские труды Лондонского королевского общества . 98 . В. Бойер и Дж. Николс: 333–370. . На стр. 353 Дэви придумал название «кремний»: «Если бы мне посчастливилось получить более точные сведения по этому предмету и раздобыть металлические вещества, которые я искал, я бы предложил для них названия кремний [ кремний], алюминий [алюминий], цирконий и глюций [бериллий]».
  20. ^ «14 Кремний» . Elements.vanderkrogt.net . Проверено 12 сентября 2008 г.
  21. ^ Гей-Люссак, Жозеф Луи; Тенар, барон Луи Жак (1811). Физико-химические исследования, проведенные на батарее: по химическому приготовлению и свойствам калия и натрия; на разложение борной кислоты; на плавиковой, соляной и кислородсодержащей соляной кислотах; о химическом действии света; по анализу растений и животных и др. (на французском языке). Детервиль. стр. 313–314 ; полет. 2, с. 55–65 .
  22. ^ Томсон, Томас; Болдуин, Чарльз; Блэквуд, Уильям; Болдуин, Крэдок; Bell & Bradfute, продавец книг; Ходжес и Макартур, книготорговец (1817 г.). Система химии: в четырех томах . Университет Висконсина – Мэдисон. Лондон: Отпечатано для Болдуина, Крэддока и Джой, Патерностер-Роу; Уильям Блэквуд и Белл и Брэдфют, Эдинбург; и Ходжес и Макартур, Дублин. п. 252 .: «Основа кремнезема обычно считается металлом и называется кремнием . Но поскольку нет ни малейшего доказательства его металлической природы и поскольку он имеет близкое сходство с бором и углеродом, лучше отнести его к классу его вместе с этими телами и дать ему имя кремния ».
  23. ^ См.
    • Берцелиус объявил о своем открытии кремния («кремния») в: Berzelius, J. (представлено: 1823 г.; опубликовано: 1824 г.) «Исследование плавиковой кислоты и ее наиболее примечательных соединений», Kongliga Vetenskaps -Academiens Handler [Труды Королевской науки Академия], 12 : 46–98. Выделение кремния и его характеристика подробно изложены в разделе «Разложение кремнезема, подкисленного плавиковым шпатом калием», с. 46–68.
    • Вышеупомянутая статья была напечатана на немецком языке в: Я. Я. Берцелиус (1824) « II. Исследования плавиковой кислоты и ее наиболее примечательных соединений » , Annals of Physics , 77 : 169–230. Подробно выделение кремния описано в разделе: « Разложение фторида силиката калием», стр. 204–210.
    • Вышеупомянутая статья была переиздана на французском языке в: Берцелиус (1824) «Разложение флюата кремния паром калием» (Разложение фторида кремния калием), Annales de Chimie et de Physique , 27 : 337–359.
    • Перепечатано на английском языке в: «О способе получения кремния, о характере и свойствах этого вещества» . Философский журнал и журнал: понимание различных отраслей науки, свободных и изящных искусств, сельского хозяйства, производства и торговли . 65 . Ричард Тейлор и компания: 254–267. 1825.
  24. ^ Уикс, Мария Эльвира (1932). «Открытие элементов: XII. Другие элементы, выделенные с помощью калия и натрия: бериллий, бор, кремний и алюминий». Журнал химического образования . 9 (8): 1386–1412. Бибкод : 1932JChEd...9.1386W . дои : 10.1021/ed009p1386 .
  25. ^ Воронков, М.Г. (2007). «Кремниевая эра». Российский журнал прикладной химии . 80 (12): 2190. дои : 10.1134/S1070427207120397 . S2CID   195240638 .
  26. ^ Jump up to: а б Киппинг, Фредерик Стэнли (1 марта 1937 г.). «Бекарская лекция об органических производных кремния» . Труды Лондонского королевского общества, серия A. 159 (896): 139–148. Бибкод : 1937RSPSA.159..139К . дои : 10.1098/rspa.1937.0063 .
  27. ^ Мюллер, Ричард (январь 1965 г.). «Сто лет кремнийорганической химии» . Журнал химического образования . 42 (1): 41. Бибкод : 1965ЖЧЭд..42...41М . дои : 10.1021/ed042p41 . ISSN   0021-9584 .
  28. ↑ В 1854 году Девиль пытался получить алюминий из хлорида алюминия, сильно загрязненного хлоридом кремния. Девиль использовал два метода получения алюминия: нагревание хлорида алюминия с металлическим натрием в инертной атмосфере (водорода); и плавление хлорида алюминия с хлоридом натрия и затем электролиз смеси. В обоих случаях был получен чистый кремний: кремний растворялся в расплавленном алюминии, но при охлаждении кристаллизовался. Растворение сырого алюминия в соляной кислоте выявило хлопья кристаллизованного кремния. См.: Анри Сент-Клер Девиль (1854 г.) «Note sur deux procédés de l'aluminium et sur une nouvelle forme du silicium» (Заметка о двух процедурах получения алюминия и о новой форме кремния), Comptes rendus. , 39 : 321–326.
    Впоследствии Девиль получил кристаллический кремний путем нагревания хлорида или фторида кремния с металлическим натрием, выделения аморфного кремния, затем плавления аморфной формы с солью и нагревания смеси до тех пор, пока большая часть соли не испарится. Видеть: Сент-Клер Девиль, Х. (1855 г.). «О кремнии и титане» . Отчеты . 40 : 1034–1036.
  29. ^ «Информация о кремнии – история, термодинамические, химические, физические и электронные свойства» . Этакуда . Проверено 8 июня 2021 г.
  30. ^ «Кремний: История» . Nautilus.fis.uc.pt . 27 июля 2011 г. Архивировано из оригинала 27 июля 2011 года.
  31. ^ Jump up to: а б Офре, Б.; Кара, А.; Виццини, С.Б.; Угадду, Х.; ЛеАндри, К.; Еалет, Б.; Ле Лэй, Г. (2010). «Графеноподобные кремниевые наноленты на Ag (110): возможное образование силицена» . Письма по прикладной физике . 96 (18): 183102. Бибкод : 2010АпФЛ..96р3102А . дои : 10.1063/1.3419932 .
  32. ^ Jump up to: а б Лалми, Б.; Угадду, Х.; Энрикес, Х.; Кара, А.; Виццини, С.Б.; Еалет, Б.Н.; Офре, Б. (2010). «Эпитаксиальный рост силиценового листа». Письма по прикладной физике . 97 (22): 223109. arXiv : 1204.0523 . Бибкод : 2010ApPhL..97v3109L . дои : 10.1063/1.3524215 . S2CID   118490651 .
  33. ^ Jump up to: а б с д и ж г час Гринвуд и Эрншоу 1997 , с. 330.
  34. ^ Greenwood & Earnshaw 1997 , стр. 337–340.
  35. ^ Jump up to: а б «Хронология» . Кремниевый двигатель . Музей истории компьютеров . Проверено 22 августа 2019 г.
  36. ^ Jump up to: а б «1901: Полупроводниковые выпрямители запатентованы как детекторы «кошачьи усы»» . Кремниевый двигатель . Музей истории компьютеров . Проверено 23 августа 2019 г.
  37. ^ «1947: Изобретение точечного транзистора» . Кремниевый двигатель . Музей истории компьютеров . Проверено 23 августа 2019 г.
  38. ^ «1954: Моррис Таненбаум изготавливает первый кремниевый транзистор в Bell Labs» . Кремниевый двигатель . Музей истории компьютеров . Проверено 23 августа 2019 г.
  39. ^ Бассетт, Росс Нокс (2007). В эпоху цифровых технологий: исследовательские лаборатории, стартапы и развитие MOS-технологий . Издательство Университета Джонса Хопкинса . стр. 22–23. ISBN  978-0-8018-8639-3 .
  40. ^ Саксена, А. (2009). Изобретение интегральных схем: неописуемые важные факты . Международная серия о достижениях в области твердотельной электроники и технологий. Всемирная научная . стр. 96–97. ISBN  978-981-281-445-6 . [ постоянная мертвая ссылка ]
  41. ^ Jump up to: а б Фельдман, Леонард К. (2001). "Введение" . Фундаментальные аспекты окисления кремния . Springer Science & Business Media . стр. 1–11. ISBN  978-3-540-41682-1 .
  42. ^ Домбровский, Ярек; Мюссиг, Ханс-Иоахим (2000). «1.2. Кремниевый век» . Кремниевые поверхности и формирование интерфейсов: фундаментальная наука в индустриальном мире . Всемирная научная . стр. 3–13 . ISBN  978-981-02-3286-3 .
  43. ^ Зифферт, Пол; Криммель, Эберхард (2013). «Предисловие» . Кремний: эволюция и будущее технологии . Springer Science & Business Media . ISBN  978-3-662-09897-4 .
  44. ^ Ускали, Т.; Нордфорс, Д. (23 мая 2007 г.). «Роль журналистики в создании метафоры Кремниевой долины» (PDF) . Конференция «Инновационная журналистика 4», Стэнфордский университет . Архивировано из оригинала (PDF) 7 сентября 2012 г. Проверено 8 августа 2016 г.
  45. ^ «Кремний и германий» . гиперфизика.phy-astr.gsu.edu . Проверено 7 июня 2021 г.
  46. ^ Кинг 1995 , с. xii–xvii
  47. ^ Гринвуд и Эрншоу 1997 , стр. 372.
  48. ^ Jump up to: а б с д и Гринвуд и Эрншоу 1997 , с. 331.
  49. ^ Владимир Евгеньевич Дмитриенко и Вячеслав Александрович Чижиков (2020). «Бесконечное семейство метастабильных фаз типа bc8 в кремнии». Физ. Преподобный Б. 101 (24): 245203. arXiv : 1912.10672 . Бибкод : 2020PhRvB.101x5203D . дои : 10.1103/PhysRevB.101.245203 . S2CID   209444444 .
  50. ^ Jump up to: а б с д и ж г Ауди, Г.; Кондев, ФГ; Ван, М.; Хуанг, WJ; Наими, С. (2017). «Оценка ядерных свойств NUBASE2016» (PDF) . Китайская физика C . 41 (3): 030001. Бибкод : 2017ChPhC..41c0001A . дои : 10.1088/1674-1137/41/3/030001 .
  51. ^ Ершов, Алексей. «Интерактивная карта частот ЯМР» . Нью-Йоркский университет . Проверено 20 октября 2011 г.
  52. ^ Зайтенцаль, Иво Рольф; Таунсли, Дин М. (2017). «Нуклеосинтез в термоядерных сверхновых». Справочник сверхновых . стр. 1955–1978. arXiv : 1704.00415 . Бибкод : 2017hsn..book.1955S . дои : 10.1007/978-3-319-21846-5_87 . ISBN  978-3-319-21845-8 . S2CID   118993185 .
  53. ^ Хохлов А.М.; Оран, ES; Уилер, Дж. К. (апрель 1997 г.). «Переход от горения к детонации в термоядерных сверхновых». Астрофизический журнал . 478 (2): 678–688. arXiv : astro-ph/9612226 . Бибкод : 1997ApJ...478..678K . дои : 10.1086/303815 . S2CID   53486905 .
  54. ^ Кэмерон, AGW (1973). «Изобилие элементов в Солнечной системе» (PDF) . Обзоры космической науки . 15 (1): 121–146. Бибкод : 1973ССРв...15..121С . дои : 10.1007/BF00172440 . S2CID   120201972 . Архивировано из оригинала (PDF) 21 октября 2011 г.
  55. ^ Рейнольдс, Британская Колумбия (июнь 2009 г.). «Моделирование современного морского распределения δ 30 Si: МОДЕЛИРОВАНИЕ СОВРЕМЕННОГО МОРСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ δ 30 Si» . Глобальные биогеохимические циклы . 23 (2): 1–13. дои : 10.1029/2008GB003266 . S2CID   128652214 .
  56. ^ Стапф, Андре; Гондек, Кристоф; Крок, Эдвин; Рёвер, Герхард (2019), Ян, Дерен (редактор), «Очистка, травление и текстурирование пластин» , Справочник по фотоэлектрическому кремнию , Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg, стр. 311–358, doi : 10.1007/978- 3-662-56472-1_17 , ISBN  978-3-662-56471-4 , S2CID   226945433 , получено 7 марта 2021 г.
  57. ^ Jump up to: а б Грабмайер, Дж. (1982). Химическое травление кремния . Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. ISBN  978-3-642-68765-5 . OCLC   840294227 .
  58. ^ Greenwood & Earnshaw 1997 , стр. 331–5.
  59. ^ Каупп, Мартин (1 декабря 2006 г.). «Роль радиальных узлов атомных орбиталей для химической связи и таблицы Менделеева» (PDF) . Журнал вычислительной химии . 28 (1): 320–325. дои : 10.1002/jcc.20522 . ПМИД   17143872 . S2CID   12677737 . Проверено 14 октября 2016 г.
  60. ^ Jump up to: а б с Кинг 1995 , стр. 43–44.
  61. ^ Jump up to: а б Гринвуд и Эрншоу, 1997 , стр. 374.
  62. ^ Каупп, Мартин (2007). «Роль радиальных узлов атомных орбиталей для химической связи и таблицы Менделеева». Журнал вычислительной химии . 28 (1): 320–325. дои : 10.1002/jcc.20522 . ISSN   0192-8651 . ПМИД   17143872 .
  63. ^ Гринвуд и Эрншоу 1997 , стр. 327–328.
  64. ^ Гринвуд и Эрншоу 1997 , стр. 359–361.
  65. ^ Jump up to: а б Гринвуд и Эрншоу 1997 , с. 329.
  66. ^ Гринвуд и Эрншоу 1997 , стр. 329–330.
  67. ^ Jump up to: а б с Трегер, Поль Дж.; Де Ла Роша, Кристина Л. (3 января 2013 г.). «Кремнеземный цикл Мирового океана». Ежегодный обзор морской науки . 5 (1): 477–501. doi : 10.1146/annurev-marine-121211-172346 . ПМИД   22809182 .
  68. ^ Jump up to: а б Теген, Мать; Кофельд, Карен (2006). Атмосферный транспорт кремния . Остров Пресс. стр. 81–91. ISBN  1-59726-115-7 .
  69. ^ «Отчет о сырьевых товарах кремния за 2011 год» (PDF) . Геологическая служба США . Проверено 20 октября 2011 г.
  70. ^ Зуленер, Нойер и Рау , с. 574
  71. ^ Камали, Арканзас (2019). «Сверхбыстрый синтез наноструктурированного кремния из песка ударно-волновым горением с отличными характеристиками хранения лития» . Устойчивая энергетика и топливо . 3 (6): 1396–1405. дои : 10.1039/C9SE00046A . S2CID   139986478 .
  72. ^ Гринвуд и Эрншоу 1997 , с. 356.
  73. ^ Кох, ЕС; Клемент, Д. (2007). «Специальные материалы в пиротехнике: VI. Кремний – старое топливо с новыми перспективами». Метательные вещества, взрывчатые вещества, пиротехника . 32 (3): 205. doi : 10.1002/prep.200700021 .
  74. ^ Уолш, Тим (2005). «Глупая шпаклевка» . Игрушки вне времени: классические игрушки и создатели их . Издательство Эндрюса МакМила. ISBN  978-0-7407-5571-2 .
  75. ^ Апелян, Д. (2009). «Литые алюминиевые сплавы: инструменты для повышения производительности» (PDF) . Уилинг, Иллинойс: Североамериканская ассоциация литья под давлением. Архивировано из оригинала (PDF) 6 января 2012 г.
  76. ^ Jump up to: а б с Коратерс, Лиза А. Ежегодник минералов, 2009 год . Геологическая служба США
  77. ^ "Полу" SemiSource 2006: Приложение к Semiconductor International. Декабрь 2005 г. Справочный раздел: Как сделать чип. Адаптировано из «Новостей дизайна». Группа Рид Электроникс.
  78. ^ SemiSource 2006: Приложение к Semiconductor International. Декабрь 2005 г. Справочный раздел: Как сделать чип. Адаптировано из «Новостей дизайна». Группа Рид Электроникс.
  79. ^ Зуленер, Нойер и Рау , с. 590
  80. ^ Зуленер, Нойер и Рау , с. 573
  81. ^ Деккер, Р; Усечак, Н; Фёрст, М; Дриссен, А (2008). «Сверхбыстрые нелинейные полностьюоптические процессы в волноводах кремний-на-изоляторе» (PDF) . Физический журнал Д. 40 (14): Р249–Р271. Бибкод : 2007JPhD...40..249D . дои : 10.1088/0022-3727/40/14/r01 . S2CID   123008652 . Архивировано из оригинала (PDF) 16 апреля 2024 г. Проверено 15 апреля 2024 г.
  82. ^ Полупроводники без квантовой физики. Архивировано 13 августа 2021 г. в Wayback Machine . Электропедия
  83. ^ Кларк, Ретт Дж.; Агаджамали, Марьям; Гонсалес, Кристина М.; Хадиди, Лида; Ислам, Мухаммад Амирул; Джавади, Мортеза; Мобарок, штат Мэриленд Хосней; Пуркайт, Тапас К.; Робидилло, Кристофер Джей Т.; Синельникова, Регина; Тиссен, Александра Н. (10 января 2017 г.). «От водородного силсесквиоксана к функционализированным кремниевым нанокристаллам» . Химия материалов . 29 (1): 80–89. doi : 10.1021/acs.chemmater.6b02667 . ISSN   0897-4756 .
  84. ^ Хессель, Колин М.; Хендерсон, Эрик Дж.; Вейно, Джонатан Г.К. (2007). «Водородный силсесквиоксан: молекулярный предшественник нанокристаллических композитов Si-SiO2 и отдельно стоящих кремниевых наночастиц с гидридными концевыми группами» . ХимИнформ . 38 (10). дои : 10.1002/chin.200710014 . ISSN   1522-2667 .
  85. ^ Лим, Чхоль Хонг; Хан, Чон Хи; Чо, Хэ Вон; Канг, Мингу (2014). «Исследование токсичности и распределения соединений индия в зависимости от размера частиц у крыс Спраг-Доули» . Токсикологические исследования . 30 (1): 55–63. дои : 10.5487/TR.2014.30.1.055 . ISSN   1976-8257 . ПМК   4007045 . ПМИД   24795801 .
  86. ^ Цзоу, Хуэй; Ван, Тао; Юань, Цзюньчжао; Сунь, Цзянь; Юань, Ян; Гу, Цзяньхун; Лю, Сюэчжун; Бянь, Цзяньчунь; Лю, Цзунпин (15 марта 2020 г.). «Цитотоксичность, индуцированная кадмием, в клетках печени мышей связана с нарушением аутофагического потока за счет ингибирования слияния аутофагосом и лизосом» . Письма по токсикологии . 321 : 32–43. дои : 10.1016/j.toxlet.2019.12.019 . ISSN   0378-4274 . ПМИД   31862506 . S2CID   209435190 .
  87. ^ Нгуен, Ан; Гонсалес, Кристина М; Синельникова, Регина; Ньюман, В; Сан, Сара; Локвуд, Росс; Вейно, Джонатан Г.К.; Мелдрам, Эл (10 февраля 2016 г.). «Обнаружение нитроароматических соединений в твердой, растворенной и паровой фазах с помощью датчиков кремниевых квантовых точек» . Нанотехнологии . 27 (10): 105501. Бибкод : 2016Nanot..27j5501N . дои : 10.1088/0957-4484/27/10/105501 . ISSN   0957-4484 . ПМИД   26863492 . S2CID   24292648 .
  88. ^ Гонсалес, Кристина М.; Вейно, Джонатан Г.К. (2 июня 2016 г.). «Кремниевые нанокристаллы для разработки сенсорных платформ» . Журнал химии материалов C. 4 (22): 4836–4846. дои : 10.1039/C6TC01159D . ISSN   2050-7534 .
  89. ^ Юэ, Чжао; Лисдат, Фред; Парак, Вольфганг Дж.; Хики, Стивен Г.; Ту, Липин; Сабир, Надим; Дорфс, Дирк; Бигалл, Надя К. (24 апреля 2013 г.). «Фотоэлектрохимические датчики на основе квантовых точек для химического и биологического обнаружения» . Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 5 (8): 2800–2814. дои : 10.1021/am3028662 . ISSN   1944-8244 . ПМИД   23547912 .
  90. ^ «Расплавленный кремний, используемый для хранения тепловой энергии» . Инженер . Архивировано из оригинала 4 ноября 2016 года . Проверено 2 ноября 2016 г. .
  91. ^ «Система накопления энергии на основе кремния из песка» . www.powerengineeringint.com . Архивировано из оригинала 4 ноября 2016 года . Проверено 2 ноября 2016 г. .
  92. ^ Ким, Сан Гю; Ким, Ки У; Пак, Ын У; Чой, Дойл (2002). «Индуцированное кремнием укрепление клеточной стенки листьев риса: возможный клеточный механизм повышенной устойчивости хозяина к взрыву». Фитопатология . 92 (10): 1095–103. дои : 10.1094/PHYTO.2002.92.10.1095 . ПМИД   18944220 .
  93. ^ Jump up to: а б с Эпштейн, Эмануэль (1999). «КРЕМНИЙ». Ежегодный обзор физиологии растений и молекулярной биологии растений . 50 : 641–664. doi : 10.1146/annurev.arplant.50.1.641 . ПМИД   15012222 .
  94. ^ Лерой, Николя; де Томбер, Феликс; Вальграфф, Изолт; Корнелис, Жан-Тома; Верхегген, Франсуа (23 октября 2019 г.). «Кремний и естественная защита растений от насекомых-вредителей: влияние на летучие органические соединения растений и каскадные эффекты на мультитрофические взаимодействия» . Растения . 8 (444): 444. doi : 10.3390/plants8110444 . ПМК   6918431 . ПМИД   31652861 .
  95. ^ Рахман, Атта-ур- (2008). «Силикон». Исследования по химии натуральных продуктов . Том. 35. Эльзевир Наука. п. 856. ИСБН  978-0-444-53181-0 .
  96. ^ Эксли, К. (1998). «Кремний в жизни: бионеорганическое решение биоорганической необходимости». Журнал неорганической биохимии . 69 (3): 139–144. дои : 10.1016/S0162-0134(97)10010-1 .
  97. ^ Агилера Мочон, Хуан Антонио (2016). Внеземная жизнь [ Внеземная жизнь ] (на испанском языке). РБА. стр. 43–45. ISBN  978-84-473-8665-9 .
  98. ^ Бидл, Кей Д.; Манганелли, Маура; Азам, Фарук (6 декабря 2002 г.). «Регулирование сохранения океанического кремния и углерода путем контроля температуры бактерий» . Наука . 298 (5600): 1980–1984. Бибкод : 2002Sci...298.1980B . дои : 10.1126/science.1076076 . ISSN   0036-8075 . ПМИД   12471255 . S2CID   216994 .
  99. ^ Дуркин, Коллин А.; Кестер, Джули А.; Бендер, Сара Дж.; Армбруст, Э. Вирджиния (2016). «Эволюция переносчиков кремния у диатомовых водорослей» . Журнал психологии . 52 (5): 716–731. Бибкод : 2016JPcgy..52..716D . дои : 10.1111/jpy.12441 . ISSN   1529-8817 . ПМК   5129515 . ПМИД   27335204 .
  100. ^ Jump up to: а б Дагдейл, Колорадо; Вилкерсон, ФП (30 декабря 2001 г.). «Источники и судьба кремния в океане: роль диатомей в климате и ледниковых циклах» . Сциентия Марина . 65 (С2): 141–152. дои : 10.3989/scimar.2001.65s2141 . ISSN   1886-8134 .
  101. ^ Бейнс, Стивен Б.; Твининг, Бенджамин С.; Бжезинский, Марк А.; Краузе, Джеффри В.; Фогт, Стефан; Ассаэль, Дилан; Макдэниел, Ханна (декабрь 2012 г.). «Значительное накопление кремния морскими пикоцианобактериями» . Природа Геонауки . 5 (12): 886–891. Бибкод : 2012NatGe...5..886B . дои : 10.1038/ngeo1641 . ISSN   1752-0908 .
  102. ^ Тернер, Джефферсон Т. (январь 2015 г.). «Фекальные гранулы зоопланктона, морской снег, фитодетрит и биологический насос океана» . Прогресс в океанографии . 130 : 205–248. Бибкод : 2015Proce.130..205T . дои : 10.1016/j.pocean.2014.08.005 . ISSN   0079-6611 .
  103. ^ Юл, Эндрю; Тиррелл, Тоби (2003). «Роль диатомовых водорослей в регулировании круговорота кремния в океане» . Глобальные биогеохимические циклы . 17 (4): н/д. Бибкод : 2003GBioC..17.1103Y . CiteSeerX   10.1.1.394.3912 . дои : 10.1029/2002GB002018 . ISSN   1944-9224 . S2CID   16849373 .
  104. ^ Маринов И.; Гнанадэсикан, А.; Тоггвайлер-младший; Сармьенто, JL (июнь 2006 г.). «Биогеохимический разрыв Южного океана». Природа . 441 (7096): 964–967. Бибкод : 2006Natur.441..964M . дои : 10.1038/nature04883 . ПМИД   16791191 . S2CID   4428683 .
  105. ^ Мартин, Кейт Р. (2013). «Кремний: польза металлоида для здоровья». В Астрид Сигел; Хельмут Сигель; Роланд К.О. Сигел (ред.). Взаимосвязь между ионами незаменимых металлов и заболеваниями человека . Ионы металлов в науках о жизни. Том. 13. Спрингер. стр. 451–473. дои : 10.1007/978-94-007-7500-8_14 . ISBN  978-94-007-7499-5 . ПМИД   24470100 .
  106. ^ Джугдаосингх, Р. (март – апрель 2007 г.). «Кремний и здоровье костей» . Журнал питания, здоровья и старения . 11 (2): 99–110. ПМЦ   2658806 . ПМИД   17435952 .
  107. ^ Лопер, Дж.; Франьи, М. (1978). «Физиологическая роль кремния и его антиатероматозное действие». Биохимия кремния и связанные с ней проблемы . стр. 281–296. дои : 10.1007/978-1-4613-4018-8_13 . ISBN  978-1-4613-4020-1 .
  108. ^ Нильсен, Форрест Х. (1984). «Ультрамикроэлементы в питании». Ежегодный обзор питания . 4 : 21–41. дои : 10.1146/annurev.nu.04.070184.000321 . ПМИД   6087860 .
  109. ^ Липпард, Стивен Дж.; Джереми М. Берг (1994). Основы бионеорганической химии . Милл-Вэлли, Калифорния: Университетские научные книги. п. 411. ИСБН  978-0-935702-72-9 .
  110. ^ Мухаммад Ансар Фарук; Карл-Йозеф Дитц (2015). «Кремний как универсальный игрок в биологии растений и человека: упущенный из виду и плохо понятый Мухаммад Ансар Фарук и Карл-Дж» . Передний. Наука о растениях . 6 (994): 994. doi : 10.3389/fpls.2015.00994 . ПМК   4641902 . ПМИД   26617630 .
  111. ^ «Совет директоров AAPFCO, полугодовое собрание 2006 г.» (PDF) . Ассоциация американских чиновников по контролю за растительными продуктами. Архивировано из оригинала (PDF) 6 января 2012 года . Проверено 18 июля 2011 г. Для компании Excell Minerals была проведена презентация о признании кремния признанным питательным веществом для растений.
  112. ^ Миранда, Стивен Р.; Баркер, Брюс (4 августа 2009 г.). «Кремний: Краткое описание методов добычи» . Харско Минералс. Архивировано из оригинала 12 ноября 2012 года . Проверено 18 июля 2011 г.
  113. ^ Научная лаборатория.com. «Паспорт безопасности материала: кремний MSDS» . sciencelab.com . Архивировано из оригинала 23 марта 2018 года . Проверено 11 марта 2018 г.
  114. ^ «CDC – Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям – кремний» . www.cdc.gov . Проверено 21 ноября 2015 г.
  115. ^ Джейн А. Плант; Ник Вульвулис; К. Вала Рагнарсдоттир (2012). Загрязняющие вещества, здоровье человека и окружающая среда: подход, основанный на риске . Том. 26. Джон Уайли и сыновья. п. 273. Бибкод : 2011ApGC...26S.238P . doi : 10.1016/j.apgeochem.2011.03.113 . ISBN  978-0-470-74261-7 . Проверено 24 августа 2012 г. {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )

Библиография

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Silicon&oldid=1238676022#Alloys"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 1afc398f89aef6f2cf86d9a13f0e7d81__1722817380
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/1a/81/1afc398f89aef6f2cf86d9a13f0e7d81.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Silicon - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)