【説明】
ケイ素(
Si)は、地殻中では酸素に次いで2番目に多い元素である。その
単体及び
化合物は、人間生活に密着した利用が広範にわたって行われている。たとえば、
単体としてのシリコンは、半導体材料や
太陽電池として利用され、
化合物ではコンクリートやガラスがある。
単体の結晶性の固体は、ダイヤモンドと同じ正四面体構造を周期的に持った無機高分子体であり、非常に堅いがダイヤモンドとは異なり、もろい。
ケイ素の含まれる鉱石としては、石英、けい砂など、SiO
2を主成分とするものである。
単体のケイ素は、SiHCl
3やSiH
4といったシラン系
化合物を水素
還元したり、熱分解することで得られている。ケイ素は、水や通常の酸には溶けないが、アルカリ水溶液にはSiO
3 となって溶け、また王水にも徐々に溶ける。また、硝酸とフッ化水素の混合水溶液にも、SiF として溶ける。
ケイ素の
酸化物であるSiO
2(二酸化ケイ素)も無機高分子体である。こちらは、三次元の網の目構造で、一つの決まった形にだけになるものではない。二酸化ケイ素はガラスの主成分であり、また宝石の水晶の主成分でもある。近年ではケイ素と炭素の間で結合を持つ有機
ケイ素化合物も盛んに作られており、一つの研究分野として広まっている。
ケイ素の重要な用途は半導体である。ケイ素の半導体的性質は、高純度になっていくと特異なものが出てくるため、近年では、シリコンといえば、99. 99%以上の純度のものを指す。近年は、パソコンの普及により、シリコンの価格が高まる傾向にあり、
アルミニウムのような一般的な金属と比べ、10倍以上となっている。