Кремния на нашей планете хватает с избытком, он является вторым по распространенности элементом после кислорода. Однако в чистом виде, в природе его найти достаточно сложно. Это связано с его способностью образовывать очень крепкую химическую связь с кислородом. В ходе этой реакции образуется минерал кварц.
Чистые кристаллы кварца, представляющие собой диоксид кремния, имеют красивую и правильную форму, а также обладают триболюминесценцией. Вспышки света можно наблюдать, если воздействовать 2-мя кусочками кварца друг на друга. Они образуются вследствие деформации кристаллических решеток. Энергия, высвобождаемая в ходе такого процесса, выделяется не только в виде тепла, но и в виде света.
Находится в составе аметистов, опалов и песка
Если в кристаллах кварца будет содержаться примесь железа, марганца или других переходных металлов, то полученный минерал фиолетового цвета будет называться аметистом. Если же в кварце наблюдаются вкрапления воды, то получится уже другой редко встречающийся минерал, именуемый опалом.
Такие образования встречаются не на каждом шагу в отличие от вездесущего песка, который состоит из диоксида кремния. Его желтоватый окрас обусловлен наличием небольшого количества оксида железа.
Открытие
Из-за прочной химической связи, возникающей между кремнием и кислородом, песок, как и другие кварцевые минералы, является очень инертным материалом, поэтому что-либо выделить из него химическим путем — задача довольно трудная.
Именно поэтому в чистом виде этот элемент был получен лишь в 1823 г. шведским химиком Якобом Берцелиусом в ходе реакции с использованием фторсиликата с расплавленным металлическим калием.
Использование в электроприборах и строительных материалах
На кремниевых полупроводниках сегодня устроены практически все электроприборы.
Кроме микропроцессоров и других высокотехнологичных устройств, соединения кремния можно увидеть, если просто выйти на улицу. Элемент входит в состав многих строительных материалов, находится в фарфоре и в стекле. Большинство домов, в которых мы живет, на 20-40% состоят из кремниевых минералов.
Для изготовления бронежилетов и алмазов
Этот элемент входит в состав одних из самых твердых материалов на планете — нитрида и карбида кремния. На их основе изготавливают очень прочную керамику, которая способна выдерживать воздействие высоких температур. Ее используют, например, для изготовления бронежилетов. Если пуля ударит о керамику, из которой он сделан, то рассыпется на множество осколков. На основе карбида кремния изготавливают абразивы, к примеру, всем известные абразивные диски для болгарок.
В последнее время синтетические кристаллы карбида кремния используют, создавая имитацию алмазов для украшений. Показатели твердости и преломления света у таких самоцветов практически идентичны натуральным.