«Кремний»

(хим.)

Si (Silicium). — После кислорода К. является одним из наиболее распространенных элементов наземной поверхности. В виде кремнекислоты и ее солей (силикатов) он встречается во всех слоях земной коры, начиная от самых древнейших. Можно сказать, что в образовании минерального царства он играет такую же роль, как углерод в органическом. Он входит также в состав растительных и животных организмов: зола, напр., многих злаков содержит более 70% кремнезема; его находят в волосах, перьях и пр. Занимая в периодической системе элементов место в IV группе, рядом с углеродом с одной стороны и титаном с другой, он представляет с ними много общего, в особенности с углеродом. С последним он сходен, как по форме соединений (напр. с водородом, кислородом, хлором и пр. он дает SiH₄, SiO₂, SiCl₄и пр., как углерод СН₄, СО₂, CCl₄и пр.), так и по способности образовать сложные соединения, заключающие несколько атомов Si в частице, что так характерно для углерода; наконец, он способен замещать углерод и давать так назыв. кремнеорганические соединения, по свойствам близкие к исходным углеродистым. В отличие от углерода К. в свободном состоянии в. природе не встречается, но, подобно первому он известен в нескольких видоизменениях: в виде аморфного и кристаллического К. Аморфный К. в первый раз был получен Берцелиусом при разложении газообразного фтористого К. SiF₄металлическим калием. Для этого в сосуд, наполненный SiF₄и соединенный с газометром с SiF₄, вводился кусочек калия и нагревался. Калий горел в SiF₄и К. выделялся в виде черного порошка: SiF₄+ 4K=Si + 4KF. По окончании реакции порошок промывался большим избытком холодной воды для избежания действия щелочи на К. (причем происходило бурное выделение водорода, вероятно, от действия не прореагировавшего калия на воду), потом горячей водой и высушивался. В другом случае Берцелиус разлагал калием двойную соль Na₂SiF₆. Полученный таким образом К. представляет из себя бурый неблестящий порошок, по уд. весу тяжелее воды, непроводник электричества. При накаливании на воздухе он легко воспламеняется, но не сгорает до конца, так как быстро покрывается слоем кремнезема, прекращающим к нему доступ воздуха. Кислоты на него, кроме фтористо-водородной HF, не действуют. HF растворяет легко Si с образованием газообразного SiF₄: Si + 4HF = SiF₄+ 2Н₂. Аморфный К. при нагревании легко растворяется в крепких щелочах: Si + 2КНО +Н₂O = K₂SiO₃+ 2H₂. При нагревании он соединяется с серой, хлором, бромом, йодом. Брошенный в расплавленную селитру он вспыхивает. Если порошок К. сильно прокалить в закрытом тигле, то свойства его резко меняются: он становится мало деятельным. При накаливании на воздухе он не загорается, HF его не растворяет, растворы щелочей тоже, расплавленная селитра не окисляет его и пр.; с серой соединяется только при очень сильном накаливании. Такой К. растворяется в смеси HF и азотной кислоты, в расплавленных щелочах и углекислых солях щелочей, соединяется с галоидами. Берцелиус, который заметил эту разницу в свойствах К., объяснял ее существованием в непрокаленном К. какого-то соединения К. с водородом, которое разлагается прокаливанием (тем более, что при прокаливании выделяются какие-то летучие соединения, горящие на воздухе), и указывал, что здесь происходит то же явление, как и при переходе угля в кокс, значительно разнящийся от него в свойствах. Дальнейшее изучение показало, что здесь, вероятнее всего, происходит полимеризация К. подобно тому, что известно для углерода, но, вообще говоря, деятельное видоизменение аморфного К. еще мало изучено. Для получения аморфного К. (не деятельного) лучше всего пользоваться разложением кремнезема магнием. Гаттерман для небольших количеств советует поступать следующим образом. 10 гр. магнезиального порошка смешивают с 40 гр. высушенного и хорошо измельченного песка и кладут в тугоплавкую не особенно тонкостенную пробирку. Пробирку сначала прогревают умеренно всю, потом сильно накаливают внизу на паяльном столе; происходит реакция. Пробирку вращают и постепенно накаливают ее снизу вверх: SiO₂+ 2Mg = Si + 2MgO. Полученная масса прямо годна для получения различных препаратов К. Обрабатывая ее соляной кислотой и плавиковой можно выделить отсюда Si. Аморфный К. при сильном накаливании до 1300°-1500° плавится, а в вольтовой дуге (в электрической печи Муассана) он обращается в пар. Сплавленный К. показывает заметное кристаллическое строение. Для получения его в хороших кристаллах С. К. Девилль воспользовался растворимостью его в алюминии. Сильно накаливая алюминий в фарфоровой трубке, он пропускал над ним пары хлористого К. SiCl₄. Происходило разложение 3SiCl₄+ 4А1 = 3Si + 4А1С1₃; выделявшийся К. растворялся в алюминии, и когда раствор был насыщен, кристаллизовался из него. После охлаждения массу обрабатывали HCl, HF. Получение кристаллического К. аналогично получению графита или алмаза из чугуна и пр. К. можно кристаллизовать и из растворов его в цинке; поступают обыкновенно следующим образом. Берут 15 частей Na₂SiF₆, 20 ч. гранулированного цинка и 4 ч. мелко нарезанного натрия, хорошо перемешивают и кладут в накаленный тигель. Температура не должна быть очень высока — ниже кипения цинка. Когда реакция кончена, тигель разбивают, цинк плавят и осторожно сливают; оставшуюся массу обрабатывают соляной и азотной кисл. для удаления следов цинка, железа, свинца и пр., потом НЕ для удаления SiO₂. Для получения крист. Si можно сплавить с цинком нечистый К., полученный по Гаттерману. По словам Девилля он получается при электролизе раствора SiO₂в расплавленных солях NaF и KF поровну. К. выделяется на отрицательном электроде, который должен быть угольный. Кристаллический К. является то в виде шестиугольных табличек, напоминающих графит, то в виде игл стально-серого цвета. Девилль предполагал, что здесь мы имеем дело с двумя разновидностями К., подобно тому, как для углерода существует графит и алмаз, и назвал первую "графитным К." и вторую "алмазным К.". Ближайшие исследования показали, что как листочки, так и иголочки представляют октаэдры с различно развитыми плоскостями и по своим свойствам не представляют большой разницы. Кристаллический К. очень тверд — он режет стекло, мягче топаза, проводит электричество подобно графиту. Уд. вес 2,490-2,493 (по Велеру) и 2,194-2,197 (по Винклеру). Теплоемкость меняется с температурой подобно тому, как для бора и углерода, и только при высокой темпер. становится постоянной. При 40° она 0,136, 50°-0,1833, при 283⁰-0,2029. По своим химическим свойствам он вообще сходен с аморфным К. прокаленным, хотя можно найти и различия. Он, напр., уже на холоде растворяется щелочами, что отрицается для аморфного К. прокаленного. Вообще надо заметить, К. и его соединения недостаточно полно изучены. Здесь встречается много противоречий и пробелов. При переходе аморфного К. в кристаллический по опытам Троста и Готфейля выделяется 290 калорий на 1 гр. Si. Ближе не определено, был ли взят ими деятельный или недеятельный К.

Соединения К. С водородом К. прямо не соединяется ни при какой температуре, но водородистый К. SiH₄легко можно получить при разложении кислотами металлических соединений К.; прием тот же, как для получения водородистых соединений углерода, фосфора и пр. Берут обыкновенно сплав магния с К. и разлагают его соляной кислотой. Такие сплавы проще всего получаются при действии магния в избытке на песок, стекло и т. п. Полученный таким путем SiH₄на воздухе воспламеняется, сгорая в SiO₂и воду: SiH₄+ 2O₂= SiO₂+2H2O. Ближайшие исследования показали, что способность SiH₄воспламеняться на воздухе зависит от присутствия в нем различных примесей. Чистый SiH₄получен Фриделем и Ладенбургом при действии натрия на эфир SiH(OC₂H₅)₃, который при этом распадается следующим образом 4SiH(OC₂H₅)₃= SiH₄+3SiH(OC₂H₅)₄. Роль натрия здесь не выяснена. SiH₄представляет бесцветный газ, сжижающийся при-11° под давлением 50 атм., при-7°-70 атм., при +1°-100 атм., при +10° он не сгущается даже при 300 атм. При обыкновенной температуре и давлении он не загорается на воздухе; но достаточно его слегка нагреть или уменьшить его давление, или прибавить к нему водорода, как он начинает самовозгораться. В воде SiH₄не растворяется, с хлором взрывает, на растворы солей тяжелых металлов (напр. серебра, палладия, меди) действует сильно восстановляющим образом, выделяя металл в свободном состоянии или нерастворимые кремневые соединения. При высокой температуре он разлагается. Едкое кали КНО на холоде разлагает его с выделением 4 объемов водорода на 1 объем SiH₄: SiH₄+2KHO + H₂O = K₂SiO_З+4H₂. При действии ряда искр от индукционной спирали SiH₄разлагается, образуя желтое вещество, легко воспламеняющееся на воздухе при ударе или нагревании, менее богатое водородом; состав его вероятно Si₂H_З. Других соединений неизвестно; по бедности соединений с водородом К. резко отличается от углерода. Гораздо больше известно галоидных соединений К. С хлором он образует Si₂Cl₄, Si₂Cl₆, Si₂Cl₄. Наиболее изучен четырехлористый К. Si₂Cl₄. Он образуется многими способами: при действии хлора или HCl на свободный К. или в момент выделения, при действии хлора на SiH₄и пр. Для приготовления его можно взять не чистый К. (именно в том виде, как он непосредственно получается действием магния на К. по Гаттерману); его кладут в стеклянную трубку, не особенно сильно накаливают (напр. в печи для органического анализа) и через трубку пускают струю сухого хлора. Приемник для SiCl₄находится в охладительной смеси. По Гаттерману, если очень сильно накаливать трубку, то хлор действует на окись магния, примешанную к К., выделяющийся кислород соединяется с К. и SiCl₄не получается. Поступают также таким образом: берут безводный аморфный кремнезем, смешивают его с углем и, прибавив немного масла, делают небольшие шарики, которые прокаливают в закрытом тигле. После того их помещают в фарфоровую трубку, через которую при сильном накаливании пропускают хлор. Полученный тем или другим способом SiCl₄содержит в растворе хлор, от которого его освобождают взбалтыванием со ртутью; кроме того, здесь находятся и другие хлористые соединения К., от которых его отделяют фракционированной перегонкой. SiCl₄представляет прозрачную, очень подвижную жидкость с удушливым запахом, не застывающую при-21°. Удельный вес при 0°/4° = 1,52408, температура кипения 58-58,3° (Торп). Водой он разлагается с образованием соляной кислоты и гидрата кремнезема: SiCl₄+3Н₂O=SiH₂O₃+4HCl. Калий, натрий, цинк, серебро при накаливании разлагают SiCl₄, выделяя Si. При пропускании SiCl₄с сухим воздухом через накаленную трубку получаются различные хлор-оксисоединения К. Из них наиболее изучен Si₂OCl₆аналог охлоренного метилового эфира С₂OCl₆. Это бесцветная жидкость, кипящая при 137-138°, водой разлагающаяся подобно SiCl₄, со спиртом дает Si₂O(C₂H₅O)₆, а с цинк-метилом Si(C₂H₅)₄и Si₂O(C₂H₅)₆. SiCl₄присоединяет 6 частиц аммиака; Si₂Cl₆образуется при получении SiCl₄. Его можно приготовить также, пропуская SiCl₄над накаленным К., или из Si₂J₆при разложении с сулемой HgCl₂, напр.: Si₂J₆+3HgCl₂=Si₂Cl₆+3HgJ₂.Si₂Cl₆(аналог С₂Cl₆) кипит при 146-148°, кристаллизуется при -14°, водой разлагается подобно SiCl⁴; при 0° с водой дает вещество Si₂H₂O₄, аналогичное щавелевой кислоте: Si₂Cl₆+ 3H₂O = Si₂H₂O₄. Двухлористый К. SiCl₂(или Si₂Cl₄) — жидкость, мало изученная. С водой при 0° она дает гидрат, обладающий большой восстановительной способностью. Интересно соединение К. с водородом и хлором SiHCl₃— кремнехлороформ. Его получают, пропуская сухой HCl над нагретым К. (температура не должна быть очень высока, иначе получится много SiCl₄). К., полученный по Гаттерману, при этом предварительно нужно обработать соляной кислотой для удаления MgO и потом хорошо высушить, напр. пропуская ток сухого водорода. Вместе с SiHCl₃образуются и другие хлористые соединения К., от которых он отделяется фракционированной перегонкой. S₂HCl₃получают также, пропуская HCl над кремн. железом. SiHCl₃— жидкость; кипит при 35-37°. С воздухом при небольшом нагревании взрывает, так что при фракционировании нужно остерегаться перегревания паров его. С хлором SiHCl₃дает. SiCl₄. При накаливании отчасти разлагается с выделением К. Вода при обыкновенной температуре разлагает его с выделением водорода; при 0° же она образует соединение (SiHO)₂O, аналогичное ангидриду муравьиной кислоты: 2SiHCl₃+ 3H₂O = (SiHO)₂O + 6HCl. Кремнехлороформ со спиртом дает эфир SiH(C₂H₅O)₃, именно: SiHCl₃+ С₂Н₅(HO) = SiH(C₂H₅O)₃+ 3HCl. Вообще SiHCl₃служит исходным пунктом для получения многих кремнеорганических соединений. Подобные же соединения К. дает с бромом и йодом. Способы получения их аналогичны тому, что было сказано для кремнехлороформа. Физические свойства этих соединений довольно правильно изменяются, переходя от хлористых к бромистым и йодистым; напр. t° кипения увеличивается, уд. вес тоже и пр. В хим. отношении они очень близки, все водой разлагаются, с NH₃соединяются более или менее одинаково и пр. SiBr₄кипит при 153°-154°, при 12°-15° затвердевает, уд. вес при 0°-2,8128. Si₂Br₆кипит около 240°. Кремнебромоформ SiHBr₃кипит при 115°-117°, уд. вес ок. 2,7. Si₂J₆вместе с SiJ₂получ. при действии на SiJ₄серебра в порошке. SiJ₄кристаллизуется в октаэдрах подобно CJ₄, плав. при 120,5°, кип. при 290°. SiHJ₃, кремнейодоформ, жидк., кипящая ок. 200°, уд. в. 3,362 при 0°. Кроме того, известно множество соединений К., куда входит два галоида, напр., хлор и бром или хлор и йод и пр. Состав их SiX_mУ_n, где m+n=4. Особенного интереса они не представляют. Из всех галоидных соединений К. наиболее интересен фтористый К. SiF₄. Он образуется при действии фтора на К., HF на кремнезем и пр. Обыкновенно берут смесь кремнезема с плавиковым шпатом и действуют крепкой серной кислотой при небольшом нагревании. SiF₄газ, при-105° и давлении 9 атм. он сгущается, затвердевает при-140°; при высокой температуре не разлагается. При пропускании над накаленным К. получается белый порошок с меньшим содержанием фтора, чем в SiF₄, может быть, SiF₂. Безводные металлические окиси жадно поглощают SiF₄, причем температура их поднимается, иногда даже до накаливания. Подобно другим галоидным соедин. К., SiF₄присоединяет NH₃и дает летучее кристал. соединение (NH₃)₂SiF₄. Вода поглощает SiF₄в большом количестве; при этом происходит очень сложная реакция. Одна часть фтористого К. разлагается, выделяя гидрат кремнезема (SiF₄+ 4H₂O = Si(HO)₄+ 4HF), а по некоторым и фторогидрат HOSi₂O₃F, а другая дает так называемую кремнефтористо-водородную кислоту, остающуюся в растворе. Для получения ее — трубку, приводящую SiF₄, удобнее всего погружать в ртуть и на нее уже наливать слой воды; иначе выделившийся гидрат кремнекислоты быстро закупорит трубку. Прозрачный раствор затем отделяют от осадка. Другой способ получения кремнефтористоводородной кислоты состоит в растворении кремнезема в плавиковой кислоте. Раствор H₂SiF₆может быть сгущен выпариванием до известной концентрации, дальше которой идет распадение ее с выделением HF и SiF₄, и жидкость может быть выпарена без остатка. Сгущенная кремнефтористоводородная кислота притягивает влагу; по запаху она напоминает соляную кисл.; относительно ее состава было сделано много исследований. Основываясь на изучении ее солей, можно сказать, что это — двухосновная кислота состава H₂SiF₆. Указывают на существование гидрата H₂SiF₆+ 2H₂O, получаемого пропусканием SiF₄в довольно крепкую плавиковую кислоту; гидрат выделяется в виде кристаллов, плавящихся ок. 19°. Соли кремнефтористоводородной кисл. получаются при действии ее на соответственные окиси или углекислые соли и даже при растворении в ней металлов, напр. для цинка, железа. В воде они по большей части легко растворимы; соли калия и бария плохо. Серная кислота их разлагает; при нагревании они распадаются на SiF₄и фтористый металл.

Из кислородных соединений К. с достоверностью известно только одно: SiO₂— кремнезем или кремнекислота. SiO₂в свободном состоянии или в соединении с другими окислами входит в состав большинства горных пород, образующих земную кору. Кремнезем встречается в кристаллическом виде и аморфном. Кристаллический кремнезем известен или в виде кварца (см.), или в виде тридимита (см.). Хотя они одной и той же твердости (ок. 7), но резко отличаются по уд. весу (для кварца 2,65-2,66, для тридимита 2,28-2,33). Как кварц, так и тридимит искусственно получаются разными способами. При продолжительном действии воды на стекло при 400° происходит разъедание его с образованием кварца. Машке нагревал в стеклянной трубке крепкий раствор кремнекислоты в едком натре; выше 180° выделялся кварц, ниже — тридимит; аморфный кремнезем при продолжительном прокаливании частью превращается в тридимит и пр. Аморфный кремнезем встречается в природе в виде опала (см.), трепела (см.). В чистом виде он получается при прокаливании гидратов кремнезема. Он представляет чрезвычайно тонкий порошок, который при пересыпании из одного сосуда в другой походит на жидкость (уровень его остается горизонтален). Уд. вес его 2,2. Аморфный кремнезем, также как и кристаллический, в пламени гремучего газа сплавляется в прозрачную стекловатую массу; в вольтовой дуге он обращается в пар. Указывают, что SiO₂, подобно борной кисл., летит с парами воды. Кислоты на SiO₂не действуют, исключая HF, причем кристаллический кремнезем труднее поддается ее действию, чем и пользуются при минералогических исследованиях; в расплавленной фосфорнонатриевой соли почти не растворяется (при качественном анализе минералов это служит указанием на присутствие SiO₂), хотя есть и исключения. SiO₂слабая кислота и при обыкновенной темп. легко вытесняется из растворимых солей даже углекислотой, при накаливании же, благодаря нелетучести, он, наоборот, с легкостью вытесняет не только СО₂, но даже серную и азотную кислоты. При сплавлении с углекисл. щелочами получается стеклообразная масса, растворяющаяся в воде, так называемое "растворимое стекло" (см.). При сплавлении со щелочами NaHO, KHO все виды SiO₂растворяются. Другое отношение является к водным растворам щелочей: аморфный кремнезем довольно легко растворяется, напр. в KHO, в особенности при кипячении, тогда как кварц почти не изменяется в этих условиях или очень медленно; это дает возможность отделять один вид кремнезема от другого. SiO₂при накаливании разлагается магнием, калием, натрием; то же производит уголь в присутствии железа, меди, хлора, серы и пр., которые соединяются с выделившимся К. SiO₂в воде не растворима, но образует с ней гидраты, из которых некоторые способны растворяться в ней. Гидраты кремнезема сравнительно мало изучены. Теоретически их можно представить множество. Действительно, если К. дает SiH₄, SiCl₄, SiO₂и пр. соед. типа SiX₄(где Х одноатомный элемент или одноэквивалентная группа), то для него должно существовать Si(HO)₄= SiO₂2H₂O. Это ортокремнекислота. Предполагают, что растворимая кремнекислота (см. далее) образована этим гидратом. Теряя одну частицу воды Si(HO)₄дает SiO₂H₂O — метакремнекислоту. Если представить себе, что выделение воды идет из нескольких частиц Si(НО)₄, то можно будет получить многочисленные гидраты вида (SiO₂)_m(H₂O)_n, где отношение между m и n крайне разнообразно и частицы гидрата очень сложны; при значительном выделении воды процентное содержание ее в гидрате может быть ничтожно; таким образом, между безводной SiO₂и гидратом SiO₂.2H₂O может быть постепенный незаметный переход. Изучение гидратов кремнезема крайне затруднительно, по причине их малой прочности и способности необыкновенно легко выделять воду при высушивании; перечисление всех полученных гидратов было бы излишне. С внешней стороны, в качественном отношении отличают растворимый гидрат кремнезема и нерастворимый. При разложении кислотами солей кремнекислоты, напр., если приливать соляной кислоты понемногу в разбавленное водой "растворимое стекло", то кремнекислота выделяется обыкновенно в виде студенистой массы (при известных условиях весь раствор застывает в студень), в воде почти нерастворимый. Если же слабый раствор растворимого стекла вливать в соляную кислоту, взятую в избытке, или, наоборот, соляную кислоту влить разом в раствор стекла, то раствор остается прозрачным и не выделяет гидрата кремнезема. При разложении сернистого К. водой тоже образуется кремнекислота, остающаяся в растворе. Так как обыкновенно растворы гидратов кремнезема получаются при разложении растворимого стекла соляной кислотой, то в них содержится NaCl и НС1. Для удаления их Грэм указал чрезвычайно остроумный способ — диализ (см.). Растворенная кремнекислота относится к диализу подобно коллоидам (см.). Раствор кремнекислоты бесцветен, имеет кислую реакцию. Слабые растворы могут быть сгущены выпариванием. При содержании SiO₂до 4,9% их можно кипятить. При осторожном сгущении до 14% SiO₂раствор еще прозрачен; но вообще растворы кремнекислоты мало прочны и легко выделяют ее в нерастворимом виде. 10%-12% раствор при обыкн. темп. уже через несколько часов выделяет нерастворимый гидрат, при нагревании же очень быстро; 5%-6% раствор может сохраняться 5-6 дней; 2% — два — три месяца и 1% — более двух лет. Нагревание ускоряет выделение (свертывание) кремнезема, оно происходит также от прибавления к раствору индифферентных веществ, напр. порошка графита, от действия растворов щелочей и щелочных земель даже в самых ничтожных количествах и др. причин. Кислоты соляная, серная, азотная, уксусная, винная, угольная (по Машке, хотя Грэм указывает противное), кислые и средние соли (хотя и здесь существует разноречие), аммиак, также спирт, сахар, глицерин не изменяют растворов кремнезема. Грэм, изучавший свойства таких коллоидов, как гидрат кремнезема, водные окиси алюминия, железа и пр., назвал растворимое видоизменение их гидрозолем (см.), нерастворимое — гидрогелем. Относительно свойств студенистых гидратов можно сказать немного. Воду они выделяют легко и при прокаливании дают безводный аморфный SiO₂. В воде студенистый свежеприготовленный кремнезем очень мало растворим. Разные исследователи дают различные числа: у одних 100 ч. воды растворяли 0,013 ч. SiO₂, у других 0,021 и даже 0,09 ч. SiO₂. 109 ч. соляной кислоты уд. веса 1,115 на холоде растворяют 0,009 ч. SiO₂, при кипячении-0,018ч. SiO₂. Студенистый гидрат, полученный при свертывании раствора SiO₂, при нагревании с очень слабым едким натром легко растворяется. 1 ч. Na(HO) в 10000 воды при кипячении в течение 1 часа растворяет 200 ч. SiO₂по Грэму. В растворимом состоянии кремнезем существует и в природе. Вода многих минеральных источников, в особенности горячих (напр. в Исландии гейзеры), содержит его довольно значительное количество. Выделяясь из такой воды, он образует кремневые сталактиты. При пропитывании такой водой дерева, если SiO₂выделяется, получается "окаменелое дерево" и пр. Что касается солей кремнекислоты, то здесь мы встречаемся с таким же богатством форм, как и в гидратах. Относительно классификации их, способов получения (искусственного) и пр. см. Силикаты. В общем свойства их следующие. Силикаты в воде нерастворимы, исключая соединения калия и натрия; однако, вода при продолжительном действии и особенно в присутствии углекислоты разлагает множество нерастворимых силикатов, содержащих в составе щелочь, которая в данном случае переходит в раствор в виде углекислой соли. При нагревании это разложение идет быстро. Большое количество силикатов, в особенности не богатых SiO₂или водных (цеолитов), разлагается соляной и азотной кислотами; некоторые силикаты, разлагаемые кислотами, после накаливания перестают разлагаться, другие — наоборот. Все они разлагаются HF; после сплавления со щелочами или щелочными землями, а также с их углекислыми солями, все они становятся разлагаемыми соляной и азотной кислотами. Относительно применения SiO₂и ее солей в технике см. Стекло, Цемент и др.

Кроме SiO₂других кислородных соединений К. ни высших, ни низших неизвестно, но существуют соединения К. с кислородом и водородом, которые можно отнести к гидратам низших степеней окисления К. Сюда принадлежит кремне-муравьиный ангидрид (SiOH)₂O, кремне-щавелевая кислота Si₂O₄H₂, силикон и лейкон. Как уже сказано (SiOH)₂O получается при разложении водой при 0° SiHCl₃, SiHBr₃или SiHJ₃. Это — белое, рыхлое, в воде мало растворимое тело, легче воды. Щелочи и их углекислые соли, также и аммиак, растворяют (SiHO)₂O с выделением водорода. Кислоты, кроме HF, на него не действуют; последняя растворяет его с выделением водорода. При накаливании он разлагается с образованием водородистого К. Раствор (SiOH)₂O в воде при хранении выделяет водород. Он обладает значительной восстановительной способностью. AuCl₂, SO₂, SeO₂восстановляются им до Au, S, Se. (SiHO)₂O может быть представлен как (SiO)₂Н₂O. Кремне-щавелевая кислота SiO₄H₂при разложении готовится при 0° Si₂J₆водой или спиртом, напр. Si₂J₆+ 6С₂Н₅(HO) = Si₂O₄H₂+ 6С₂Н₅J + 2H₂O. Солей этой кислоты неизвестно, так как при попытках получить их происходит разложение их с выделением водорода. Силикон получен Велером при разложении крепкой соляной кислотой сплава К. с кальцием; при этом получается желтое вещество, которое промывают и сушат в темноте. Оно нерастворимо в воде, спирте и в сернистом углероде. При накаливании оно загорается, а на солнечном свете белеет и выделяет водород. По отношению к кислотам, щелочам и по способности к восстановлению, силикон схож с (SiHO)₂O. Состав его Si₄O₄O₃или Si₃O₃O₂. При действии света на влажный силикон получается белое вещество, которое Велер назвал лейконом; по своим свойствам оно сходно с (SiHO)₂O. При разложении сплава Са и Si слабой соляной кислотой, сернистой и пр. Велер получил и другие соединения К., но они им не исследованы.

Азотистые соединения К. очень плохо изучены. При сильном накаливании К. прямо соединяется с азотом. Кольсон и Шютценбергер, накаливая К. добела в струе азота, в фарфоровой трубке, после обработки крепким КНО и HF, получили белое вещество состава N₃Si₂; они указывают также на существование SiN и Si₂N₂, отличающихся растворимостью в HF. При действии NH₃на SiCl₄Девилль и Велер получили белое, очень постоянное вещество, не окисляющееся при накаливании и не разлагаемое кислотами, исключая HF; последняя образует кремнефтористоаммиачные соединения. Раствор щелочи на него не действует; при сплавлении с К(НО) выделяется аммиак; тоже при накаливании в струе водяного пара. По Гаттерману при действии аммиака на SiCl₄образуется вещество состава SiN₂H₂. При накаливании К. с углем в азоте или К. в циане образуется вещество Si₂C₂N, нерастворимое в щелочах и кислотах и пр.

С углеродом К. дает соединение SiC — карборунд. Оно получается при восстановлении SiO₂углем в электрической печи в виде прозрачных зеленых зерен уд. веса 3,1, обладающих значительной твердостью (более корунда); его применяют для шлифовки. При накаливании он не изменяется и не горит. При накаливании Si в токе СО₂происходит разложение последней с образованием SiCO, именно 3Si+2CO₂=SiO₂+ 2SiCO. Это — зеленый порошок, нерастворимый в щелочах и кислотах и не изменяющийся при накаливании. Сходство К. с углеродом наиболее полно выражается в так назыв. кремнеорганических соединениях. Их можно рассматривать как органические вещества, в которых один или несколько атомов углерода заменены К., напр. параллельно С(СН₃)₄тетраметилметану известен Si(СН₃)₄и пр. Они принадлежат, главным образом, к типу SiX₄, изредка Si₂X₆. Относительно их надо сказать, что вообще замена углерода К. не вносит слишком глубокого различия в частицу углеродистых веществ; химическая функция их не изменяется, хотя свойства могут, понятно, сильно меняться. Кремнеорганические вещества получаются главным образом при действии цинкоорганических соединений на галоидосоединения К. или кремневые эфиры (в последнем случае обыкновенно в присутствии натрия). Напр. SiCl₄+ 2Zn(C₂H₅)₂= Si(C₂H₅)₄+ 2ZnC1₂, или Si(OC₂H₅)₄+ Zn(C₂H₅)₂=Si(C₂H₅)(C₂H₅O) + ZnO + (C₂H₅)₂. Что касается номенклатуры кремнеорганических соединений, то названия их обыкновенно образуются из названий соответственных органических соединений с прибавкой слов "кремний" или "силико". Рассмотрим главнейшие из них. Кремнийтетраметил Si(СН₃)₄жидкость, кипящая 30°-31°. Si(C₂H₅)₄(кремнийтетраэтил или силикононан) кип. 151-153°, уд. вес при 0°-0,834, в воде нерастворим, обладает значительной стойкостью: Na(HO), дымящая азотная и серная кислота на него не действуют на холоде. Хлор дает продукты замещения: Si(C₂H₅)₃(C₂H₄Cl) и другие. Si(C₂H₅)₃(C₂H₄Cl) отвечает спирт Si(C₂H₅)₃(C₂H₅O) в воде нерастворимый, с запахом камфоры, кип. 190°. SiH(C₂H₅)₃, силикогептан, кип. 107°, уд. вес (при 0°) 0,751. Один атом водорода здесь прямо соединен с Si и легко вступает в различные реакции. С азотной кислотой SiH(C₂H₅)₃взрывает. Силикогептану отвечает хлорюр SiCl(C₂H₅)₃, кип. 143°, уд. в. 0,925, и бромюр SiBr(C₂H₅)₃, кип. 161°. При действии водного аммиака на SiCl(C₂H₅)₃получается силикогептиловый спирт Si(HO)(C₂H₅)₃, прозрачная, в воде нерастворимая жидкость с камфарным запахом, кип. 154°, уд. веса при 0°-0,871. Si(HO)(C₂H₅)₃обладает всеми свойствами спиртов, с натрием дает алкоголят, с Н₂SO₄выделяет воду и образует эфир Si(C₂H₅)₃OSi(C₂H₅)₃и пр. При действии Zn(C₂H₅)₂на Si(C₂H₅O)₄получается целый ряд соединений (C₂H₅)Si(C₂H₅O)₃, (C₂H₅)₂Si (C₂H₅O)₂, (C₂H₅)₃Si (C₂H₅O). (C₂H₅)₃Si (C₂H₅O)₃кип. 158,5° и с хлорист. ацетилом дает (C₂H₅)₂SiCl₃по ур.: (C₂H₅)₂Si(C₂H₅O)₃+ 3C₂H₃OCl = C₂H₅SiCl₃+ 3C₂H₃O₂C₂H₅. C₂H₅SiCl₃водой разлагается и дает белое, нерастворимое в воде, но растворяющееся в КНО вещество C₂H₅SiOHO, силикопропионовую кислоту и пр. При действии на SiHCl₃цинкпропила ZnC₃H₇получаются SiH(C₃H₇)₃и Si(C₃H₇)₄. SiH(C₃H₇)₃кип. 170-171°, легко растворим в спирте и эфире и нерастворим в воде. Водород, соединенный с Si, и здесь легко замечается галоидами, гидроксилом и пр. К. образует также целый ряд ароматических соединений. Приведем некоторые из них: кремнийтетрафенил Si(C₆H₅)₄получается при действии натрия на SiCl₄и C₆H₅Cl в эфирном растворе. Это — кристаллическое вещество уд. веса 1,0780 при 20°, плав. 233°, в спирте и эфире плохо растворяется, очень легко в хлороформе, ацетоне, сероуглероде и пр. При действии PCl₅оно дает SiCl₂(C₆H₅)₂и SiCl(C₆H₅)₃, последний при кипячении с водой в присутствии аммиака дает спирт Si(HO)(C₆H₅)₃, вещество кристаллическое, плав. 139-141°, легко растворимое в спирте, эфире, бензоле. При осторожном действии на Si(C₆H₅)₄смеси азотной и серной кислоты получается нитропроизводное Si(C₆H₄NO₂)₄. Подобно Si(C₆H₅)₄при действии натрия на SiCl₄и пара-или мета-бромтолуола получается пара-и мета-Si(C₆H₄CH₃)₄, а с C₆H₅CH₂Cl или SiCl₄получается Si(C₆H₅CH₂)₄. Все это вещества кристаллические, очень высоко кипящие, хорошо растворимые в бензоле и плохо в спирте и пр.

Сернистые соединения. К. прямо соединяется с серой: аморфный, не прокаленный К. при небольшом нагревании, прокаленный — при белом калении. При пропускании паров CS₂через накаленную смесь угля с SiO₂в фарфоровой трубке на стенках садятся длинные игольчатые кристаллы состава SiS₂; водой они разлагаются с образованием SiO₂и сернистого водорода: SiS₂+2H₂O = SiO₂+ 2H₂S при нагревании на воздухе сгорают в SiO₂и SO₂; SiS₂, по Берцелиусу, соединяется с K₂S. При пропускании Н₂S над накаленным К. образуется SiS₂вероятно, вместе с Si₃S₄. При действии паров CS₂на К. указывают на образование SiS и SiS₂O. Эти соединения мало изучены. При пропускании паров SiCl₄и H₂S через накаленную трубку получается вещество, кипящее ок. 96°, водой разлагаемое, состава (по Фриделю и Ладенбургу) SiCl₃(HS). Со спиртом оно дает Si(C₂H₅O)HS и Si(C₂H₅O)₄.

Металлические соединения К. получаются или прямым взаимодействием К. и металлов, или действием SiH₄на соответственные соли. Все они кристаллического сложения, ломки и более легкоплавки, чем соответствующие металлы; одни кислотами легко разлагаются, другие не растворяются даже в царской водке. Для К и Na неизвестно соединений с К. Для получения кремнистого кальция поступают так: 20 гр. К. хорошо смешивают с 200 гр. сухого CaCl₂в порошке и 23 гр. мелко нарезанного натрия. Смесь бросают в накаленный тигель, на дно которого кладут немного NaCl и 23 гр. натрия и покрывают слоем NaCl. После сильного накаливания в течение¹/₂часа тигель охлаждать и на дне его находят сплав Са с К. с примесью Na, Al, Fe и проч. На воздухе он изменяется, водой разлагается и пр. С железом К. прямо соединяется при накаливании; железо с большим содержанием К. получается при действии его на SiO₂при высокой температуре, в особенности в присутствии угля или при накаливании с K₂SiF₆, указывают на существование соединений SiFe₂и Si₂Fe. В чугуне содержание К. может доходить до 3%. Известно, что содержание кремния в стали и чугуне в значительной степени изменяет их качество: при большом содержании они получаются хрупкими и пр. Платина прямо соединяется с К. при красном калении и образует хрупкую, довольно легкоплавкую массу; также золото и серебро при действии на K₂SiF₆в присутствии натрия. Ртуть не соединяется с K. Известны соединения его с марганцем, медью, магнием, но особенного интереса они не представляют.

При анализе веществ, содержащих К., последний определяется всегда в виде SiO₂. Так как на практике это приходится делать, главным образом, при анализе силикатов, то остановимся на нем несколько подробнее. Силикат прежде всего хорошо измельчают в агатовой ступке, а при очень твердых образцах — в стальной; при этом осторожно удаляют частички стали, попавшие в силикат со стенок ступки. Полученный порошок просеивается через плотное полотно или, еще лучше, шелк. Для анализа берется проба или высушенная при 100° и выше, или при обыкновенной температуре, смотря по роду силиката. При анализе может представиться два случая: 1) силикат разлагается кислотой и 2) не разлагается. В первом случае навеска кладется в платиновую или фарфоровую чашку, хорошо смачивается водой, обливается крепкой соляной кислотой и нагревается на водяной бане при постоянном помешивании стеклянной палочкой. Чтобы узнать, разложился ли силикат до конца, водят стеклянной палочкой по дну чашки и, если при этом не замечают крупинок и не слышат особого хруста, то операцию можно считать оконченной. Жидкость выпаривают досуха и до полного удаления соляной кислоты (чтобы вполне перевести кремнекислоту в нерастворимое состояние); чтобы облегчить удаление соляной кислоты остаток время от времени смачивают водой; иногда же нагревают (что хуже) до 130°-140°. Когда выделенная кремнекислота переведена в нерастворимое видоизменение, остаток обливают вновь соляной кислотой и нагревают¹/₂часа на водяной бане (для растворения могущих образоваться при выпаривании хлорокисей металлов). Кремнекислоту промывают прежде всего декантацией, а потом горячей водой на фильтре; ее сушат, завертывают в фильтр, осторожно обугливают, сильно прокаливают и охлаждают под эксикатором. Чистоту полученной SiO₂пробуют или выпаривая с HF, причем не должно получаться никакого остатка, или вновь обрабатывают соляной кислотой и смотрят, не изменился ли ее вес после этой операции. Вместо соляной при анализе иногда применяется азотная кислота. Неразлагаемые кислотами силикаты анализируются разными способами: 1) измельченный силикат смешивается с 3-4 ч. по весу сухой соды или углекислого кали — натра в Pt тигле; последний должен быть наполнен лишь до половины. Стеклянная палочка, которой производили смешивание, старательно омывается порошком углекислой щелочи. Сначала тигель нагревается не особенно сильно, чтобы выделение СО₂происходило легко без разбрысывания массы, потом сильнее (до сплавления массы). Еще накаленный тигель ставят на холодную, толстую и чистую железную плитку; он быстро охлаждается и содержимое легко отстает от стенок. После охлаждения тигель кладется в стакан с водой, нагревается и содержимое его осторожно разлагается соляной кислотой. Затем поступают по предыдущему. Определение щелочей ведут в другой порции силиката. Разложение силиката производят сплавлением с баритом, известью или их углекислыми солями с прибавкой хлористых для плавкости. Берут, напр., на 1 ч. силиката 4 ч. безводного барита, хорошо смешивают, кладут в серебряный тигель, покрывают слоем углекислого бария и прокаливают; затем разлагают соляной кислотой (см. выше). Силикат сплавляют также с углекислым кальцием (8 ч.) и хлористым аммонием (1 ч.). Иногда силикаты разлагают HF, и тогда SiO₂определяется по разности. В этом случае мелкоизмельченный силикат прокаливается и потом понемногу в платиновой чашке обливается крепкой HF при постоянном помешивании платиновой проволочкой. Чашку потом нагревают на водяной бане и понемногу прибавляют в нее разбавленной серной кислоты; затем выпаривают досуха (для разложения фтористых металлов и удаления избытка серной кислоты). Остаток растворяют в соляной кислоте. Разложение ведут иногда газообразным HF. Силикат, лежащий тонким слоем в чашке, смачивают серной кислотой и ставят в свинцовый ящик, на дне которого лежит плавиковый шпат, облитый серной кислотой. При легком нагревании разложение силиката идет довольно хорошо. Для той же цели силикат смешивают иногда с фтористым аммонием (4 ч.), прибавляют серной кислоты и нагревают на водяной бане. Для определения К. в органических соединениях Полис (Polis) рекомендует способ, сходный с определением азота по Кьельдалю. Исследуемое вещество растворяется при нагревании в 20 к. с. крепкой серной кислоты, к которой, в случае надобности, прибавляют некоторое количество дымящей серной кислоты; сюда же осторожно прибавляют несколько к. с. крепкого раствора марганцово-калиевой соли; тотчас образуется осадок MnO₂, который при дальнейшем нагревании растворяется; снова приливают раствора хамелеона и так до тех пор, пока все вещество не окислится. К. целиком выделяется в виде кремнезема. Атомный вес К. и форма его соединений были предметом многочисленных исследований. Берцелиус, который при анализе силикатов, именно ортоклаза, пришел к убеждению, что кремнекислота аналогична серной кислоте, придавал кремнезему формулу SiO₃. Реньо, на основании своих определений теплоёмкостей, принимал кремнезем за Si₃O₅. Дюма в кремнеземе и хлористом К. видел сходство с оловянной и титановой кислотами и отвечающими им хлористыми соединениями и потому придавал кремнезему состав SiO и хлористому К. SiCl₂(O=8; Cl=17,75). Сходство в формах соединения К., олова и титана в особенности выяснилось после работ Мариньяка над двойными соединениями фтористого К., олова и титана с фтористыми металлами щелочными и щелочноземельными. Годен и затем Одлинг, исходя из взглядов Авогадро, принимали SiO₂, SiCl₄. Окончательное решение вопроса о форме соединений К. было дано Фриделем в сотрудничестве с Крафтсом и Ладенбургом. Применяя взгляды Авогадро-Жерара к целому ряду вновь полученных ими кремнеорганических соединений, они показали, что все относящиеся сюда факты могут быть легко сгруппированы и приведены в стройную систему, если признать Si четырехатомным подобно углероду и придавать предельным соединениям его вид SiX₄(где Х одноатомный элемент или группа). Атомный вес К. определялся многими исследователями. Берцелиус для этой цели превращал известное количество К. в кремнезем, растворяя К. в углекислых щелочах и выделяя кремнезем обычным путем. Кроме того, он произвел много анализов солей кремнефтористоводородной К., но он сам считал полученные результаты неудовлетворительными (К. был не чист и приходилось делать разные поправки и пр.). Большинство других определений касается состава SiCl₄; при этом определялся или вес серебра, необходимого для соединения с хлором при известном количестве SiCl₂, или вес получающегося AgCl. Пелуз, напр., а затем Дюма, навеску SiCl₄разлагал водой и прибавлял раствора AgNO₃, полученного растворением известного веса серебра в NHO₃. Серебра бралось немного меньше, чем требовалось. Остающийся хлор потом титровался очень слабым титрованным раствором серебра. Пелуз дает Si = 28,37-28,46; Дюма Si=27,95. В последнее время Торп определил, какое количество SiO₂получается при разложении SiBr₄водой. При таком косвенном приеме он нашел Si = 28,332, близко к найденному Пелузом.

С. П. Вуколов. Δ.

(лат. Silicium)

Si, химический элемент IV группы периодической системы Менделеева; атомный номер 14, атомная масса 28,086. В природе элемент представлен тремя стабильными изотопами: ²⁸Si (92,27%), ²⁹Si (4,68%) и ³⁰Si (3,05%).

Историческая справка. Соединения К., широко распространённые на земле, были известны человеку с каменного века. Использование каменных орудий для труда и охоты продолжалось несколько тысячелетий. Применение соединений К., связанное с их переработкой, — изготовление стекла (См. Стекло)— началось около 3000 лет до н. э. (в Древнем Египте). Раньше других известное соединение К. — двуокись SiO₂ (кремнезём). В 18 в. кремнезём считали простым телом и относили к «землям» (что и отражено в его названии). Сложность состава кремнезёма установил И. Я. Берцелиус. Он же впервые, в 1825, получил элементарный К. из фтористого кремния SiF₄, восстанавливая последний металлическим калием. Новому элементу было дано название «силиций» (от лат. silex — кремень). Русское название ввёл Г. И. Гесс в 1834.

Распространённость в природе. По распространённости в земной коре К. — второй (после кислорода) элемент, его среднее содержание в литосфере 29,5% (по массе). В земной коре К. играет такую же первостепенную роль, как углерод в животном и растительном мире. Для геохимии К. важна исключительно прочная связь его с кислородом. Около 12% литосферы составляет кремнезём SiO₂ в форме минерала Кварца и его разновидностей. 75% литосферы слагают различные Силикаты и Алюмосиликаты (полевые шпаты, слюды, амфиболы и т. д.). Общее число минералов, содержащих кремнезём, превышает 400 (см. Кремнезёма минералы).

При магматических процессах происходит слабая дифференциация К.: он накапливается как в гранитоидах (32,3%), так и в ультраосновных породах (19%). При высоких температурах и большом давлении растворимость SiO₂ повышается. Возможна его миграция и с водяным паром, поэтому для пегматитов гидротермальных жил характерны значительные концентрации кварца, с которым нередко связаны и рудные элементы (золото-кварцевые, кварцево-касситеритовые и др. жилы).

Физические и химические свойства. К. образует тёмно-серые с металлическим блеском кристаллы, имеющие кубическую гранецентрированную решётку типа алмаза с периодом а = 5,431Å, плотностью 2,33 г/см³. При очень высоких давлениях получена новая (по-видимому, гексагональная) модификация с плотностью 2,55 г/см³. К. плавится при 1417°С, кипит при 2600°С. Удельная теплоёмкость (при 20—100°С) 800 дж/(кг․К), или 0,191 кал/(г․град);теплопроводность даже для самых чистых образцов не постоянна и находится в пределах (25°С) 84—126 вт/(м․К), или 0,20—0,30 кал/(см․сек․град). Температурный коэффициент линейного расширения 2,33․10^-6 К^-1; ниже 120K становится отрицательным. К. прозрачен для длинноволновых ИК-лучей; показатель преломления (для λ=6 мкм) 3,42; диэлектрическая проницаемость 11,7. К. диамагнитен, атомная магнитная восприимчивость —0,13․10^-6. Твёрдость К. по Моосу 7,0, по Бринеллю 2,4 Гн/м² (240 кгс/мм²), модуль упругости 109 Гн/м² (10890 кгс/мм²), коэффициент сжимаемости 0,325․10^-6 см²/кг. К. хрупкий материал; заметная пластическая деформация начинается при температуре выше 800°С.

К. — полупроводник, находящий всё большее применение. Электрические свойства К. очень сильно зависят от примесей. Собственное удельное объёмное электросопротивление К. при комнатной температуре принимается равным 2,3․10³ ом․м(2,3․10⁵ ом․см).

Полупроводниковый К. с проводимостью р-типа (добавки В, Al, In или Ga) и n-типа (добавки Р, Bi, As или Sb) имеет значительно меньшее сопротивление. Ширина запрещенной зоны по электрическим измерениям составляет 1,21 эв при 0 К и снижается до 1,119 эв при 300 К.

В соответствии с положением К. в периодической системе Менделеева 14 электронов атома К. распределены по трём оболочкам: в первой (от ядра) 2 электрона, во второй 8, в третьей (валентной) 4; конфигурация электронной оболочки 1s²2s²2p⁶3s²3p² (см. Атом). Последовательные потенциалы ионизации (эв): 8,149; 16,34; 33,46 и 45,13. Атомный радиус 1,33Å, ковалентный радиус 1,17Å, ионные радиусы Si⁴⁺ 0,39Å, Si^4- 1,98Å.

В соединениях К. (аналогично углероду) 4-валентен. Однако, в отличие от углерода, К. наряду с координационым числом 4 проявляет координационное число 6, что объясняется большим объёмом его атома (примером таких соединений являются кремнефториды, содержащие группу [SiF₆]^2-).

Химическая связь атома К. с другими атомами осуществляется обычно за счёт гибридных sp³-орбиталей, но возможно также вовлечение двух из его пяти (вакантных) 3d-орбиталей, особенно когда К. является шестикоординационным. Обладая малой величиной электроотрицательности, равной 1,8 (против 2,5 у углерода; 3,0 у азота и т. д.), К. в соединениях с неметаллами электроположителен, и эти соединения носят полярный характер. Большая энергия связи с кислородом Si—O, равная 464 кдж/моль(111 ккал/моль), обусловливает стойкость его кислородных соединений (SiO₂ и силикатов). Энергия связи Si—Si мала, 176 кдж/моль (42 ккал/моль); в отличие от углерода, для К. не характерно образование длинных цепей и двойной связи между атомами Si. На воздухе К. благодаря образованию защитной окисной плёнки устойчив даже при повышенных температурах. В кислороде окисляется начиная с 400°С, образуя Кремния двуокисьSiO₂. Известна также моноокись SiO, устойчивая при высоких температурах в виде газа; в результате резкого охлаждения может быть получен твёрдый продукт, легко разлагающийся на тонкую смесь Si и SiO₂. К. устойчив к кислотам и растворяется только в смеси азотной и фтористоводородной кислот; легко растворяется в горячих растворах щелочей с выделением водорода. К. реагирует с фтором при комнатной температуре, с остальными галогенами — при нагревании с образованием соединений общей формулы SiX₄ (см. Кремния галогениды). Водород непосредственно не реагирует с К., и Кремневодороды (силаны) получают разложением силицидов (см. ниже). Известны кремневодороды от SiH₄ до Si₈H₁₈ (по составу аналогичны предельным углеводородам). К. образует 2 группы кислородсодержащих силанов — Силоксаны и силоксены. С азотом К. реагирует при температуре выше 1000°С. Важное практическое значение имеет нитрид Si₃N₄, не окисляющийся на воздухе даже при 1200°С, стойкий по отношению к кислотам (кроме азотной) и щелочам, а также к расплавленным металлам и шлакам, что делает его ценным материалом для химической промышленности, для производства огнеупоров и др. Высокой твёрдостью, а также термической и химической стойкостью отличаются соединения К. с углеродом (Кремния карбидSiC) и с бором (SiB₃, SiB₆, SiB₁₂). При нагревании К. реагирует (в присутствии металлических катализаторов, например меди) с хлорорганическими соединениями (например, с CH₃Cl) с образованием органогалосиланов [например, Si (CH₃)₃CI], служащих для синтеза многочисленных кремнийорганических соединений (См. Кремнийорганические соединения).

К. образует соединения почти со всеми металлами — Силициды (не обнаружены соединения только с Bi, Tl, Pb, Hg). Получено более 250 силицидов, состав которых (MeSi, MeSi₂, Me₅Si₃, Me₃Si, Me₂Si и др.) обычно не отвечает классическим валентностям. Силициды отличаются тугоплавкостью и твёрдостью; наибольшее практическое значение имеют ферросилиций (восстановитель при выплавке специальных сплавов, см. Ферросплавы) и силицид молибдена MoSi₂ (нагреватели электропечей, лопатки газовых турбин и т. д.).

Получение и применение. К. технической чистоты (95—98%) получают в электрической дуге восстановлением кремнезёма SiO₂ между графитовыми электродами. В связи с развитием полупроводниковой техники разработаны методы получения чистого и особо чистого К. Это требует предварительного синтеза чистейших исходных соединений К., из которых К. извлекают путём восстановления или термического разложения.

Чистый полупроводниковый К. получают в двух видах: поликристаллический (восстановлением SiCI₄ или SiHCl₃ цинком или водородом, термическим разложением Sil₄ и SiH₄) и монокристаллический (бестигельной зонной плавкой и «вытягиванием» монокристалла из расплавленного К. — метод Чохральского).

Специально легированный К. широко применяется как материал для изготовления полупроводниковых приборов (транзисторы, термисторы, силовые выпрямители тока, управляемые диоды — тиристоры; солнечные фотоэлементы, используемые в космических кораблях, и т. д.). Поскольку К. прозрачен для лучей с длиной волны от 1 до 9 мкм, его применяют в инфракрасной оптике (см. также Кварц).

К. имеет разнообразные и всё расширяющиеся области применения. В металлургии К. используется для удаления растворённого в расплавленных металлах кислорода (раскисления). К. является составной частью большого числа сплавов железа и цветных металлов. Обычно К. придаёт сплавам повышенную устойчивость к коррозии, улучшает их литейные свойства и повышает механическую прочность; однако при большем его содержании К. может вызвать хрупкость. Наибольшее значение имеют железные, медные и алюминиевые сплавы, содержащие К. Всё большее количество К. идёт на синтез кремнийорганических соединений и силицидов. Кремнезём и многие силикаты (глины, полевые шпаты, слюды, тальки и т. д.) перерабатываются стекольной, цементной, керамической, электротехнической и др. отраслями промышленности.

В. П. Барзаковский.

Кремний в организме находится в виде различных соединений, участвующих главным образом в образовании твёрдых скелетных частей и тканей. Особенно много К. могут накапливать некоторые морские растения (например, диатомовые водоросли) и животные (например, кремнероговые губки, радиолярии), образующие при отмирании на дне океана мощные отложения двуокиси кремния. В холодных морях и озёрах преобладают биогенные илы, обогащенные К., в тропических морях — известковые илы с низким содержанием К. Среди наземных растений много К. накапливают злаки, осоки, пальмы, хвощи. У позвоночных животных содержание двуокиси кремния в зольных веществах 0,1—0,5%. В наибольших количествах К. обнаружен в плотной соединительной ткани, почках, поджелудочной железе. В суточном рационе человека содержится до 1 г К. При высоком содержании в воздухе пыли двуокиси кремния она попадает в лёгкие человека и вызывает заболевание — Силикоз.

В. В. Ковальский.

Лит.: Бережной А. С., Кремний и его бинарные системы. К., 1958; Красюк Б. А., Грибов А. И., Полупроводники — германий и кремний, М., 1961; Реньян В. Р., Технология полупроводникового кремния, пер. с англ., М., 1969; Салли И. В., Фалькевич Э. С., Производство полупроводникового кремния, М., 1970; Кремний и германий. Сб. ст., под ред. Э. С. Фалькевича, Д. И. Левинзона, в. 1—2, М., 1969—70; Гладышевский Е. И., Кристаллохимия силицидов и германидов, М., 1971; Wolf Н. F., Silicon semiconductor data, Oxf. — N. Y., 1965.

1. кре́мний;
2. кре́мнии;
3. кре́мния;
4. кре́мниев;
5. кре́мнию;
6. кре́мниям;
7. кре́мний;
8. кре́мнии;
9. кре́мнием;
10. кре́мниями;
11. кре́мнии;
12. кре́мниях.

КРЕ́МНИЙ, -я, муж. Химический элемент, тёмно-серые кристаллы с металлическим блеском, одна из главных составных частей горных пород.

| прил. кремниевый, -ая, -ое.

-я, м.

Химический элемент, входящий в состав большинства горных пород.

[От греч. κρημνός — утес, скала]

КРЕ́МНИЙ, кремния, мн. нет, муж. (хим.). Химический элемент, входящий в состав большинства горных пород.

м.

Химический элемент, тёмно-серые кристаллы с металлическим блеском, являющийся составной частью большинства горных пород.

КРЕМНИЙ (лат. Silicium) - Si, химический элемент IV группы периодической системы, атомный номер 14, атомная масса 28,0855. Темно-серые кристаллы с металлическим блеском; плотность 2,33 г/см³

КРЕМНИЙ (Silicium), Si, химический элемент IV группы периодической системы, атомный номер 14, атомная масса 28,0855; неметалл, tпл 1415шC. Кремний - второй после кислорода по распространенности на Земле элемент, содержание в земной коре 27,6% по массе. Один из основных полупроводниковых материалов в электронике, восстановитель при металлотермическом получении металлов, компонент сталей, чугунов и других сплавов. Открыт французскими учеными Ж. Гей-Люссаком и Л. Тенаром в 1811.

муж.;
хим. siliconм. хим. silicon.

silicium, silicon

хим.

Silizium n

кремний хим. Silizium n 1

м. хим.

silicium m

м. хим.

silíceo m

КРЕМНИЙ

(Si), синтетич. монокристалл, полупроводник. Точечная группа симметрии m3m, плотность 2,33 г/см3, Tпл=1417°С. Твёрдость по шкале Мооса 7, хрупок, заметная пластич. деформация начинается при T>800°С. Теплопроводен, температурный коэфф. линейного расширения изменяет знак при T=120 К. Оптически изотропен, прозрачен для ИК области в диапазонах l=1—9 мкм, коэфф. преломления n=3,42. Диэлектрич. проницаемость e=11,7, диамагнетик, собств. удельное электросопротивление 23
• 105 Ом
• см. Применяется как материал для полупроводниковых приборов, в т. ч. интегр. схем.

КРЕМНИЙ (символ Si), широко распространенный серый химический элемент IV группы периодической таблицы, неметалл. Впервые был выделен Иенсом БЕРЦЕЛИУСОМ в 1824 г. Кремний встречается только в соединениях, таких как КРЕМНЕЗЕМ (диоксид кремния) или в СИЛИКАТАХ. Будучи основным компонентом многих минералов, он является вторым элементом по распространенности в земной коре (27,7% от общей массы). Кремний содержится также во многих растениях и животных и является основным компонентом клеточной стенки ДИАТОМОВЫХ. В промышленности кремний получают путем нагревания песка и кокса в печи. Он применяется как составная часть сплавов, а чистый кремний используется для изготовления силиконов. Кремний также используется в производстве СТЕКЛА. КРЕМНИЕВЫЕ ЧИПЫ широко применяются в компьютерной технике в качестве транзисторов и полупроводниковых устройств. Свойства: атомный номер 14, атомная масса 28,086; плотность 2,33; температура плавления 1410 °С; температура кипения 2355 °С; наиболее распространенный изотоп ²⁸Si (98,21%). см. также ПОЛЕВОЙ ШПАТ;КВАРЦ;ПОЛУПРОВОДНИК;КОМПЬЮТЕР.

(Silicium; Si)

химический элемент IV группы периодической системы Д.И. Менделеева, атомный номер 14, атомная масса 28,086; в виде различных соединений входит в состав большинства тканей живых организмов; влияет на обмен липидов, образование коллагена, костной ткани; систематическое вдыхание пыли, содержащей двуокись кремния, приводит к возникновению силикоза.

Si (silicium)

химический элемент IVA подгруппы (C, Si, Ge, Sn и Pb) периодической системы элементов, неметалл. Кремний в свободном виде был выделен в 1811 Ж.Гей-Люссаком и Л.Тенаром при пропускании паров фторида кремния над металлическим калием, однако он не был описан ими как элемент. Шведский химик Й.Берцелиус в 1823 дал описание кремния, полученного им при обработке калиевой соли K2SiF6 металлическим калием при высокой температуре, однако лишь в 1854 кремний был получен в кристаллической форме А.Девилем. Кремний - второй по распространенности (после кислорода) элемент в земной коре, где он составляет более 25% (масс.). Встречается в природе в основном в виде песка, или кремнезема, который представляет собой диоксид кремния, и в виде силикатов (полевые шпаты M[[AlSi3O8]] (M = Na, K, Ba), каолинит Al4[[Si4O10]](OH)8, слюды). Кремний можно получить прокаливанием измельченного песка с алюминием или магнием; в последнем случае его отделяют от образующегося MgO растворением оксида магния в соляной кислоте. Технический кремний получают в больших количествах в электрических печах путем восстановления кремнезема углем или коксом. Полупроводниковый кремний получают восстановлением SiCl4 или SiHCl3 водородом с последующим разложением образующегося SiH4 при 400-600° С. Высокочистый кремний получают выращиванием монокристалла из расплава полупроводникового кремния по методу Чохральского или методом бестигельной зонной плавки кремниевых стержней

(см. также ЗОННАЯ ПЛАВКА).

Элементный кремний получают в основном для полупроводниковой техники, в остальных случаях он используется как легирующая добавка в производстве сталей и сплавов цветных металлов (например, для получения ферросилиция FeSi, который образуется при прокаливании смеси песка, кокса и оксида железа в электрической печи и применяется как раскислитель и легирующая добавка в производстве сталей и как восстановитель в производстве ферросплавов). Применение. Наибольшее применение кремний находит в производстве сплавов для придания прочности алюминию, меди и магнию и для получения ферросилицидов, имеющих важное значение в производстве сталей и полупроводниковой техники. Кристаллы кремния применяют в солнечных батареях и полупроводниковых устройствах - транзисторах и диодах. Кремний служит также сырьем для производства кремнийорганических соединений, или силоксанов, получаемых в виде масел, смазок, пластмасс и синтетических каучуков. Неорганические соединения кремния используют в технологии керамики и стекла, как изоляционный материал и пьезокристаллы.

См. также КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ.СВОЙСТВА КРЕМНИЯ

Атомный номер 14 Атомная масса 28,086 Изотопы

стабильные 28, 29, 30

нестабильные 25, 26, 27, 31, 32, 33

Температура плавления, ° С 1410 Температура кипения, ° С 2355 Плотность, г/см3 2,33 Твердость (по Моосу) 7,0 Содержание в земной коре, % (масс.) 27,72 Степени окисления -4, +2, +4

Свойства. Кремний - темносерое, блестящее кристаллическое вещество, хрупкое и очень твердое, кристаллизуется в решетке алмаза. Это типичный полупроводник (проводит электричество лучше, чем изолятор типа каучука, и хуже проводника - меди). При высокой температуре кремний весьма реакционноспособен и взаимодействует с большинством элементов, образуя силициды, например силицид магния Mg2Si, и другие соединения, например SiO2 (диоксид кремния), SiF4 (тетрафторид кремния) и SiC (карбид кремния, карборунд). Кремний растворяется в горячем растворе щелочи с выделением водорода: Si + NaOH (r) Na4SiO4 + 2H2­. 4 (тетрахлорид кремния) получают из SiO2 и CCl4 при высокой температуре; это бесцветная жидкость, кипящая при 58° С, легко гидролизуется, образуя хлороводородную (соляную) кислоту HCl и ортокремниевую кислоту H4SiO4 (это свойство используют для создания дымовых надписей: выделяющаяся HCl в присутствии аммиака образует белое облако хлорида аммония NH4Cl). Тетрафторид кремния SiF4 образуется при действии фтороводородной (плавиковой) кислоты на стекло: Na2SiO3 + 6HF -> 2NaF + SiF4­ + 3H2O SiF4 гидролизуется, образуя ортокремниевую и гексафторокремниевую (H2SiF6) кислоты. H2SiF6 по силе близка к серной кислоте. Многие фторосиликаты металлов растворимы в воде (соли натрия, бария, калия, рубидия, цезия малорастворимы), поэтому HF используют для перевода минералов в раствор при выполнении анализов. Сама кислота H2SiF6 и ее соли ядовиты.

Диоксид кремния (кремниевый ангидрид). Природный диоксид кремния встречается преимущественно в форме кварца, хотя существуют и другие минералы - кристобалит, тридимит, китит, коусит. Кристаллический диоксид кремния широко распространен в природе в виде прозрачных бесцветных или окрашенных монокристаллов (горный хрусталь, аметист, дымчатый кварц, тридимит, кварцит, розовый кварц, агат, яшма, сердолик, кремень, опал и халцедон) и в форме обломочных пород (морской песок, гравий, галька, песчаник и конгломерат). Окраска аметиста объясняется примесями Mn и Fe, а дымчатого кварца - органическими включениями. Опал и кремень являются слабогидратированными формами SiO2. Аморфный кремнезем встречается в диатомовых отложениях на дне морей и океанов (трепел, кизельгур); эти отложения образовались из SiO2, входившего в состав диатомовых водорослей и некоторых инфузорий. Диатомитовая земля и трепел обнаружены в Калифорнии, Орегоне и в разных частях Европы. Ежегодно добывается до 2 млн. т SiO2 для производства абразивов, теплоизоляции, фильтрующих сред, наполнителя полимеров, красок и композиций. См. также КВАРЦ.

Кремниевые кислоты. Две оксокислоты кремния H4SiO4 (ортокремниевая) и H2SiO3 (метакремниевая, или кремниевая) существуют только в растворе и необратимо превращаются в SiO2, если выпарить воду. Другие кремниевые кислоты получаются за счет различного количества воды в их составе: H6Si2O7 (пирокремниевая кислота из двух молекул ортокремниевой кислоты), H2Si2O5 и H4Si3O8 (ди- и трикремниевая кислоты из двух и соответственно трех молекул метакремниевой кислоты). Все кислоты кремния слабые. При добавлении в раствор силиката серной кислоты образуется гель (желатинообразное вещество), при нагревании и высушивании которого остается твердый пористый продукт - силикагель, имеющий развитую поверхность и используемый как адсорбент газов, осушитель, катализатор и носитель катализаторов.

Силикаты (соли кремниевых кислот). В тетраэдрической структуре природных силикатов атом кремния окружен четырьмя атомами кислорода; ион щелочного или щелочноземельного металла, слишком малый по сравнению с кислородными атомами, размещается в пространстве между тетраэдрами. Иногда тетраэдры выстраиваются в протяженные цепи (например, асбест), иногда образуется слоистая структура (слюда), в других случаях формируется кольцевая структура (например, берилл). К природным силикатам относятся полевые шпаты, слюды, глины, асбест и др. Силикаты входят в состав горных пород: гранита, гнейса, базальта, различных сланцев и т.д. Многие драгоценные камни (изумруд, топаз, аквамарин и др.) - это прозрачные кристаллы силикатов. Силикаты в большинстве своем (кроме силикатов натрия и калия) нерастворимы в воде. Силикаты натрия и калия внешне напоминают стекло, поэтому их называют растворимым стеклом. Жидкое стекло - это водный раствор силиката натрия или калия. Силикат натрия получается сплавлением кварцевого песка со щелочью (NaOH) или содой (Na2CO3) или кипячением смеси кварца с NaOH под давлением. Коммерческий продукт содержит Na2SiO3 с непостоянной примесью SiO2. Растворимое стекло широко используется как наполнитель в мылах. Некоторые моющие средства тоже содержат силикат натрия. Жидкое стекло используют для придания влаго- и огнестойкости деревянным строениям, в технологии кислото- и огнеупорного цемента и бетона, керосинонепроницаемых штукатурок по бетону, для пропитывания тканей, для приготовления огнезащитных красок по дереву, для химического укрепления слабых грунтов.

Гидриды. Подобно углероду кремний образует ковалентные связи Si-Si и Si-H. Соединения, в которых атомы кремния соединены одинарной связью, называются силанами, а если атомы кремния соединены двойной связью, -силенами. Подобно углеводородам эти соединения образуют цепи и кольца. SiH4 называется моносилан, Si2H6 - дисилан, Si3H8 - трисилан, Si4H10 - тетрасилан и т.д. Соединения, в которых атомы кремния соединены через атом кислорода, называются силоксанами, а через атомы серы - силазанами. Силаны и силены могут образовывать связь с углеводородными радикалами и галогенами, например, метилдихлорсилан CH3SiHCl2. Все силаны могут самовозгораться, образуют взрывчатые смеси с воздухом и легко реагируют с водой.

См. также

КЕРАМИКА ПРОМЫШЛЕННАЯ;

ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКИЕ;

СТЕКЛО;

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ.

ЛИТЕРАТУРА

Андрианов К.А. Методы элементоорганической химии. Кремний. М., 1968 Воронков М.Г. и др. Кремний и жизнь. Рига, 1978 Самсонов Г.В. и др. Силициды. М., 1979 Айлер Р. Химия кремнезема. М., 1982

(Silicium) Si, химический элемент IV гр. периодич. системы, ат. н. 14, ат. м. 28,0855. Состоит из трех стабильных изотопов ²⁸Si (92,27%), ²⁹Si (4,68%) и ³⁰Si (3,05%). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов 1,3^.10^-29 м ². Конфигурация внеш. электронной оболочки <3s²3p²;> степень окисления +4 (наиб. устойчива), +3, +2 и +1; энергии ионизации при последоват. переходе от Si° к Si⁴⁺ соотв. 8,1517, 16,342, 33,46 и 45,13 эВ; сродство к электрону 1,22 эВ; электроотрицательность по Полингу 1,8; атомный радиус 0,133, ионный радиус Si⁴⁺ (в скобках указаны координац. числа) 0,040 нм (4), 0,054 нм (6), ковалентный - 0,1175 нм. К.-второй после кислорода по распространенности в земной коре элемент (27,6% по массе). В своб. состоянии в природе не встречается, находится преим. в виде SiO₂ (см. Кремния диоксид) или силикатов. В виде SiO₂ К. входят в состав растит. и животных организмов (напр., скелетные части).

Свойства. Компактный К.- в-во серебристо-серого цвета с металлич. блеском. Кристаллич. решетка устойчивой модификации кубич. гранецентрированная типа алмаза, а=0,54307 нм, пространств. группа Fd3m,z=4. При высоких давлениях существуют др. полиморфные модификации: при 20 ГПа-К. I с тетрагон. решеткой (а=0,4686 нм, с=0,2585 нм), выше 20 ГПа-К. II с кубич. (а=0,644 нм) и К. III с гексагон. (а=0,380 нм, с=0,628 нм). При кристаллизации из газовой фазы на пов-стях с т-рой ниже 600 °С образуется аморфный К. Для кристаллич. Si т. пл. 1415 °С (плавится с уменьшением объема на 9%), т. кип. 3249 °С; плотн. 2,33 г/см ³; C⁰_p20,16 Дж/(моль ^. К); DH⁰ _пл 49,9 кДж/моль, DH⁰ _исп 445,2 кДж/моль; S₂₉₈ 18,9 Дж/(моль ^. К); давление пара 0,046 Па (1415 °С); температурный коэф. линейного расширения 3,72^.10^-6 К ^-1 (291-1273 К) и -.0,6^.10^-6 К ^-1 (84 К); теплопроводность 95,5 Вт/(м ^. К); р 2,4-10⁷ Ом м (25 °С); т-ра Дебая 645 К; e 12; диамагнетик, магн. восприимчивость Ч 3,9^.10^-6. При обычных условиях К. хрупок, выше 800 °С становится пластичным. К. прозрачен для И К излучения при длинах волн l>1 мкм; коэф. преломления 3,565 (l=1,05 мкм), 3,443 (l=2,6 мкм), 3,45 (l= 2-10 мкм); отражат. способность 0,3 (l>1,5 мкм). К. - полупроводник; ширина запрещенной зоны 1,21 эВ при т-ре ок. 0 К и 1,09 эВ при 300 К; концентрация носителей тока в К. с собственной проводимостью 1,5-10¹⁶ м ^-3 (300 К); температурная зависимость подвижности электронов и дырок [м ²/(В ^. с)] определяется соотв. выражениями: m_n=4,0^.10⁵ Т ^-2,6 (300[T[400 К) и m _р = 2,5^.10⁴T^-2,3 (150[T[400 К); при 300 К m_n= 0,145 м ²/(В ^. с), m_p=0,048 м ²/(В ^. с), коэф. диффузии электронов 3,5^.10^-3 м ²/с, дырок - 1,3^.10^-3 м ²/с. Электрофиз. св-ва К. зависят от природы и концентрации присутствующих примесей и структурных дефектов. Для получения монокристаллов К. с дырочной проводимостью используют легирующие добавки В, Al, Ga, In (акцепторные примеси), с электронной проводимостью - Р, As, Sb (донорные примеси). Примеси Аu, Сu, Fe, Mn, V и нек-рые др. существенно снижают время жизни носителей тока в монокристаллах К. Макс, р-римость примесей в К. наблюдается при 1200-1300 °С и м. б. грубо оценена по значению коэф. распределения между твердым К. и его расплавом. Акцепторные примеси в К. имеют большие значения коэф. диффузии, чем донорные. Ряд примесей (Li, Сu, Аu) диффундирует по междоузлиям кристаллич. решетки с очень высокими скоростями. Для определения содержания примесей в К. высокой чистоты используют прецизионные методы: спектральный и активационный анализ, метод ЭПР и др. Производят монокристаллы К. без дислокаций диаметром до 0,156 м. Осн. дефекты в таких монокристаллах К.-скопления собств. междоузельных атомов, вакансий и атомов остаточных примесей. Для определения природы и содержания структурных дефектов в К. применяют избират. травление (в осн. смесью к-т: HF, HNO₃ и СН ₃ СООН), рентгеновский и др. методы. Электрич. св-ва К. могут сильно изменяться при термич. обработке. Так, нагревание монокристаллов, содержащих кислород, до 400-500 °С приводит к увеличению электронной проводимости, а при послед. нагревании до 1 1000-1200 °С этот эффект пропадает. Обычно термич. обработка приводит к существ. снижению времени жизни носителей тока. Для предотвращения вредного действия термич. обработки используют предварит. обработку пов-сти монокристаллов К. спец. орг. реактивами, отжиг в хлорсодержащей атмосфере, грубую шлифовку, бомбардировку ионами и др. методы. При низких т-рах К. химически инертен, при нагр. его реакц. способность резко возрастает. Особенно активен расплавленный К. Координац. число атома К. 4, иногда 6 (напр., во фторосиликатах, содержащих анион [SiF₆]^2-). Соед., где К. формально двухвалентен, по-видимому, содержат связь SiЧSi и, как правило, полимерны. Благодаря образующейся на пов-сти защитной оксидной пленке К. устойчив на воздухе даже при повыш. т-рах. Окисляется О ₂ выше 400°С до SiO₂ (см. также Кремния оксид). Стоек к действию к-т, взаимод. только со смесью HNO₃ и фтористоводородной к-ты. Хорошо реагирует с р-рами щелочей с выделением Н ₂ и образованием силикатов. Взаимод. с F₂ уже при комнатной т-ре, с остальными галогенами - при 300-500 °С с образованием галогенидов SiX₄ или Si_n,X_2n+2 (см. Кремния иодиды, Кремния фториды, Кремния хлориды). С парами S при 600 °С дает дисульфид SiS₂, к-рый выше 600 °С переходит в моносульфид SiS; аналогичные, хотя и менее прочные соед., образует с Те и Se. С Н ₂ К. непосредственно не реагирует, поэтому силаныSi_nH_2n+2 получают косвенным путем - разложением силицидов. Аморфный К. обладает способностью растворять значит. кол-ва разл. газов, прежде всего Н ₂. При этом образуется твердый р-р (до 47 ат. % водорода), называемый l-Si:H, к-рый обладает полупроводниковыми св-вами. С азотом выше 1000 °С К. образует кремния нитридSi₃N₄, с фосфором - фосфид SiP, с мышьяком - арсениды SiAs₂ и SiAs, с углеродом -кремния карбидSiC, с бором - термически и химически стойкие бориды SiB₃, SiB₆ и SiB₁₂. С большинством металлов дает тугоплавкие высокотвердые силициды. Об орг. производных К. см. Кремнийорганические полимеры, Кремнийорганические соединения, Кремнийэлементоорганические соединения.