ケイ素【Silicon】

ケイ素の基本情報

最終更新

2007-04-26T00:00:00+09:00

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https://www.7key.jp/data/science/element/si.html#basic

ケイ素の一般特性

名称/記号/番号

ケイ素 / Si / 14

分類

半金属

族/周期/ブロック

14（IVB） / 3 / p

密度/硬度

2330kg・m^-3 / 6.5

単体の色

淡く青みがかった暗灰色

ケイ素の原子特性

原子量

28.0855amu

原子半径（計測値）

110（111）pm

共有結合半径

111pm

VDW半径

210pm

電子配置

[Ne]3s² 3p²

電子殻

2,8,4

酸化数（酸化物）

4,2（両性酸化物）

結晶構造

面心立方構造

ケイ素の物理特性

相

固体（反磁性）

融点

1687K（1410℃）

沸点

3173K（2600℃）

モル体積

12.06×10^-3m³・mol^-1

気化熱

384.22kJ・mol^-1

融解熱

50.55kJ・mol^-1

蒸気圧

4.77Pa（1683K）

音の伝わる速さ

不明

その他

クラーク数

25.8%

電気陰性度

1.90（ポーリング）

比熱容量

700J・kg^-1・K^-1

導電率

2.52×10^-4m・Ω

熱伝導率

148W・m^-1・K^-1

イオン化エネルギー

第1イオン化エネルギー：786.5kJ・mol^-1/第2イオン化エネルギー：1577.1kJ・mol^-1/第3イオン化エネルギー：3231.6kJ・mol^-1/第4イオン化エネルギー：4355.5kJ・mol^-1/第5イオン化エネルギー：16091kJ・mol^-1/第6イオン化エネルギー：19805kJ・mol^-1/第7イオン化エネルギー：23780kJ・mol^-1/第8イオン化エネルギー：29287kJ・mol^-1/第9イオン化エネルギー：33878kJ・mol^-1/第10イオン化エネルギー：38726kJ・mol^-1

ケイ素のその他情報

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ケイ素の特徴

地球に最も多く含まれる元素のひとつ。常温、常圧で安定な結晶構造は、ダイヤモンド構造。ボロンやリンなどの不純物を微量添加させることにより、p型半導体、n型半導体となる電子工学上非常に重要な元素。

ケイ素の歴史

-

ケイ素の用途

• 最も重要用途として、四塩化ケイ素やトリクロロシランなどから作られる高純度ケイ素が半導体作成に用いられることが挙げられる。また、液晶ディスプレイの TFT や太陽電池にはアモルファスシリコンや多結晶シリコンなどが用いられる。
• 製鉄材料として鉄1トンあたり2キロ弱のケイ素が添加されるほか、ケイ素合金として製鉄の脱酸素剤に用いられる。
• ケイ素を混ぜた鋼板（ケイ素鋼板）は、うず電流による損失が少なくなるため、変圧器に使われている。アルミニウム工業の分野でもケイ素の合金が使われている。
• ケイ素の酸化物（シリカ）を原料とするガラスは、窓その他で使われるほか、繊維状にして断熱材や吸音材としても用途がある。
• ゼオライトは、イオン交換体、吸着剤あるいは、有機化学工業における触媒ともなっている。
• シリカゲルとしては、非常に利用しやすい乾燥剤になる。
• 炭化ケイ素は、耐火材や抵抗体として使われたり、高いモース硬度（9.5）を持つために研磨剤として使われる。
• アルミン酸塩が粘土に含まれ、陶器やセメント・レンガなどセラミックスと呼ばれる材料の主成分になっている。
• カルシウム化合物を除去する働きから、水の精製に使われる。
• アスベストは、繊維状のケイ酸塩鉱物であり、その耐薬品性や耐火性から以前は建材などに広く用いられたが、人体への悪影響が問題になったため、使用量は激減している。
• 有機基を有するケイ素二次元および三次元酸化物はシリコーンと呼ばれ、優れた耐熱性、耐薬品性、低い毒性などの有用な性質を示し、油状のものはワックス、熱媒体、消泡剤などに用いられる。三次元シリコーンはゴム弾性を示し、ゴム状のものはホースやチューブ、樹脂状のものは塗料や絶縁材、接着剤など各種の用途に利用される。

その他

ラテン語の「火打ち石、かたいもの（silicis/silex）」から命名。