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シリコン
 <---Aluminum Phosphorus---> |
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ケイ素は周期表の14列目から2番目の元素で、メタロイドに分類される。 宇宙では8番目に多く、地殻では酸素に次いで2番目に多い。 ケイ素原子は14個の電子と14個の陽子を持ち、外殻に4個の価電子を持つ。
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シリコンは標準状態では固体で、アモルファス（ランダム）の状態では茶色の粉末のようですが、結晶状態では銀灰色の金属のような見た目で、もろくて強い物質です。
シリコンは半導体と呼ばれ、絶縁体と導体の中間の電気伝導性を持ち、温度によって伝導率が上昇するため、エレクトロニクス分野では重要な元素とされている。
シリコンは4個の価電子を持ち、その4個の殻電子を供与または共有して共有結合やイオン結合を形成することができる一方、固体状態では酸素や水と反応しない比較的不活性な元素である。
シリコンは地球上のどこにあるのか？
地殻の約28%を占めるケイ素は、一般にそのままの状態では地上に存在せず、地殻の90%を占める珪酸塩鉱物に含まれている。 代表的な化合物として、二酸化ケイ素（SiO 2 シリカは、砂、火打石、石英などさまざまな形状をしています。
また、オパール、メノウ、アメジストなどの宝石にも含まれている。
現在、シリコンはどのように使われているのですか？
珪素は様々な用途や材料に使われていますが、珪酸塩鉱物を原料とするものが多く、ガラス（砂から作られる）、セラミックス（粘土から作られる）、研磨剤などがあります。 また、コンクリートやスタッコに使われるポルトランドセメントにも珪酸塩が使われています。
シリコーンは、潤滑油、グリース、ゴム材料、防水材、コーキング剤などの材料として使用される。
純粋なシリコンは、電子機器用の半導体チップの製造に使われ、コンピュータ、テレビ、ゲーム機、携帯電話など、今日の電子機器の頭脳を形成している。
また、シリコンはアルミニウムや鉄、鋼などと一緒に合金の材料としても使われている。
どのように発見されたのですか？
1789年、フランスの化学者アントワーヌ・ラヴォアジエが、水晶の中に新しい元素が含まれている可能性を指摘し、その後も研究が続けられたが、1824年にスウェーデンの化学者ヨンス・ヤコブ・ベルゼリウスが初めてケイ素を単離して試料を作製した。
シリコンの名前の由来は？
ラテン語で「火打石」を意味する "silicus "に由来し、火打石はケイ素を含む鉱物である。
同位体
ケイ素は、天然にはケイ素-28、ケイ素-29、ケイ素-30の3つの安定同位体のいずれかで存在する。 ケイ素の約92%はケイ素-28である。
シリコンに関する興味深い事実
- シリコンは、水のように凍ると膨張するという、元素としては比較的ユニークな性質を持っている。
- 1,400℃の高融点で、2,800℃で沸騰する。
- 地殻に最も多く含まれる化合物は二酸化ケイ素である。
- 炭化ケイ素（SiC）は研磨材としてよく使われ、ダイヤモンドとほぼ同じ硬度を持つ。
- コンピューターチップ用のシリコンウェハーは、Czochralskiプロセスで「成長」させる。
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