シリコンは金属ですか、それとも非金属ですか? (+ 知っておくべき 3 つのこと)

シリコンは金属でも非金属でもありません。シリコンは半金属であり、金属と非金属の両方の特性を持つ元素です。シリコンは硬くて脆い結晶固体で、青灰色の金属光沢があります。四価の半金属および半導体です。

まあ、それは単純な答えでした。ただし、このトピックについては、コンセプトを明確にするために知っておくべきことがいくつかあります。

それでは早速本題に入りましょう。

なぜシリコンは半金属なのでしょうか?

シリコンは金属と非金属の両方の特性を備えているため、半金属として分類されます。半金属とも呼ばれる半金属は、金属と非金属の両方の特性を示す元素です。

金属と同様に、シリコンは室温で固体であり、金属光沢があり、電気の良導体です。

ただし、熱の伝導性が悪く、非金属と同様に壊れやすいです。

さらに、シリコンは融点が比較的高く、金属のような展性や延性はありません。

シリコンには中間の電気陰性度もあり、これは元素の電子を引き付ける能力を測定します。

この特性は、一般に金属よりも電気陰性度が高い非金属に似ています。

全体として、シリコンの特性は金属と非金属の中間に位置し、半金属または半金属になります。

半金属として分類されるシリコンの特性

シリコンを半金属に分類するいくつかの特性を次に示します。

• 中間の導電性:シリコンは半導体です。つまり、金属と絶縁体の中間の導電性を持っています。実際、部分的に満たされた価電子帯と空の伝導帯を持っています。金属は電気伝導率が高く、非金属は電気伝導率が低いです。
• 壊れやすい:シリコンは非金属と同様にもろく、簡単に壊れます。実際、その原子構造は共有結合のネットワークで構成されており、そのため硬くて柔軟性がありません。対照的に、金属は可鍛性と延性があり、壊れることなく形を整えたり曲げたりすることができます。
• 高融点:シリコンは金属と同様に比較的高い融点を持っています。これは、その共有結合ネットワーク構造を破壊するのに多大なエネルギーを必要とするためです。非金属は金属や半金属よりも融点が低くなります。
• 半導体の挙動:シリコンは半金属の特性として、電子デバイスの半導体として使用できます。半導体は、不純物を添加することによって制御できるさまざまな導電率を備えているため、エレクトロニクス産業で役立ちます。
• 中間の電気陰性度:シリコンは非金属と同様に中間の電気陰性度を持っています。電気陰性度は、元素が電子を引きつける能力の尺度です。金属は電気陰性度が低く、非金属は電気陰性度が高くなります。

要約すると、シリコンの特性は金属と非金属の特性の中間に位置します。中間の導電性、脆性、高融点、半導体挙動、および中間の電気陰性度は、金属と非金属の特性です。

シリコンは他の半金属とどう違うのですか?

シリコンは最もよく知られ、広く使用されている半金属の 1 つですが、いくつかの点で他の半金属とは異なります。

シリコンと他の半金属の違いは次のとおりです。

• 豊富さ:シリコンは地球の地殻で 2 番目に豊富な元素であり、その質量の約 28% を占めています。この存在量は、あまり一般的ではないホウ素のような他の半金属の存在量よりもはるかに高くなります。
• 特性:シリコンの特性により、シリコンはエレクトロニクス産業やその他の産業で非常に役立ちます。たとえば、その半導体としての性質により、コンピューター チップやソーラー パネルの重要なコンポーネントとなっています。対照的に、ヒ素やアンチモンなどの他の半金属は有毒であり、工業用途は限られています。
• 生物学的役割:ケイ素は、人間を含む多くの生物にとって必須の栄養素です。骨、軟骨、結合組織の成長と発達に役割を果たします。ホウ素やヒ素などの他の半金属は、既知の生物学的役割を持たないか、生体にとって有毒です。
• 同素体:シリコンには複数の同素体、つまり、異なる構造と特性を持つ同じ元素の異なる形態があります。これらには、ソーラーパネルに使用されるアモルファスシリコンや、コンピューターチップに使用される結晶シリコンが含まれます。ホウ素やヒ素などの他の半金属は、同素体を 1 つだけ持ちます。

全体として、シリコンは他の半金属といくつかの特性を共有していますが、他とは異なる独自の特性もあります。その豊富さ、特性、生物学的役割、反応性、および同素体は他の半金属とは区別され、多くの産業において非常に用途が広く重要な元素となっています。

参考文献

リンは金属ですか、それとも非金属ですか?
なぜ硫黄は非金属なのでしょうか?
塩素は金属ですか、それとも非金属ですか?
アルゴンは金属ですか、それとも非金属ですか?
カリウムは金属ですか、それとも非金属ですか?