실리콘이 준금속인 이유는 무엇입니까? (+ 알아야 할 기타 3가지 사항)

예, 실리콘은 준금속으로 간주됩니다. 실리콘은 금속 과 비금속 의 특성을 모두 나타내기 때문에 준금속으로 분류됩니다. 적당한 전기 전도도를 갖는 반도체와 같은 일부 금속 특성을 갖는 동시에 부서지기 쉽고 빛나는 외관과 같은 비금속 특성도 나타냅니다.

뭐, 그냥 간단한 대답이었습니다. 하지만 이 주제에 대해 개념을 매우 명확하게 하기 위해 알아야 할 몇 가지 사항이 더 있습니다.

그럼 바로 시작해 보겠습니다.

설명: 실리콘은 왜 반금속인가?

실리콘은 금속과 비금속의 특성을 모두 나타내기 때문에 종종 준금속으로 분류됩니다. 준금속은 금속과 비금속의 중간 특성을 갖는 원소입니다.

실리콘이 준금속으로 간주되는 몇 가지 이유는 다음과 같습니다.

• 전기 전도성: 실리콘은 반도체입니다. 즉, 전기 전도성이 금속과 비금속 사이에 있음을 의미합니다. 특정 조건에서는 전기를 전도할 수 있지만 대부분의 금속만큼 효율적이지는 않습니다.
• 화학 반응성: 실리콘은 화학 반응성 측면에서 비금속과 일부 유사합니다. 탄소와 같은 비금속과 마찬가지로 다른 원소와 공유 결합을 쉽게 형성합니다.
• 구조: 실리콘은 금속과 유사한 결정 구조를 가지고 있습니다. 그것은 금속의 특징인 규칙적인 원자 네트워크를 형성합니다. 그러나 그 네트워크는 순수 금속의 네트워크보다 덜 컴팩트합니다.
• 물리적 특성: 실리콘은 금속 광택을 가지며 실온에서 고체이며 금속의 전형적인 특성입니다. 그러나 대부분의 금속처럼 전성과 연성이 있는 것이 아니라 비금속처럼 부서지기 쉽습니다.

실리콘은 다른 준금속과 어떻게 다릅니까?

실리콘은 여러 면에서 다른 준금속과 다릅니다. 실리콘 게르마늄 및 비소와 같은 다른 준금속과 일부 유사점을 공유하지만 이를 구별하는 뚜렷한 차이점이 있습니다. 실리콘과 다른 준금속의 차이점은 다음과 같습니다.

• 풍부함과 존재감: 실리콘은 지각에서 두 번째로 풍부한 원소로, 전체 중량의 약 28%를 차지합니다. 그것은 널리 분포되어 있으며 석영, 규산염과 같은 광물에서 흔히 발견됩니다. 대조적으로, 게르마늄 및 비소와 같은 다른 준금속은 상대적으로 드뭅니다.
• 반도체로서의 응용: 실리콘은 주로 전자 산업에서 반도체 재료로 광범위하게 사용되는 것으로 알려져 있습니다. 풍부함과 제조 가능성이 결합된 독특한 전기적 특성으로 인해 컴퓨터 칩 및 기타 전자 장치 생산에 선택되는 재료가 되었습니다. 이 응용 프로그램은 실리콘을 다른 준금속과 구별합니다.
• 결정 구조: 실리콘은 다른 준금속의 구조와는 다른 다이아몬드와 같은 결정 구조를 가지고 있습니다. 이 구조는 반도체 특성에 기여하며 집적 회로 제조를 위한 중요한 구성 요소가 됩니다.
• 생물학적 역할: 실리콘은 특정 유형의 식물과 규조류(단세포 조류)를 포함한 특정 유기체의 성장과 발달에 필수적입니다. 실리콘은 생물학적 과정에 관여한다는 점에서 실리콘이 일반적으로 살아있는 유기체에서 중요한 역할을 하지 않는 다른 준금속과 구별됩니다.
• 산화 상태: 실리콘은 일반적으로 이산화규소(실리카)와 같은 +4 산화 상태의 화합물을 형성합니다. 대조적으로, 비소 및 안티몬과 같은 다른 준금속은 양성 상태와 음성 상태를 모두 포함하여 더 넓은 범위의 산화 상태를 나타낼 수 있습니다.

준금속 특성을 기반으로 한 실리콘의 용도

준금속인 실리콘은 많은 응용 분야에서 가치 있는 특성을 가지고 있습니다. 다음은 준금속 특성을 기반으로 한 실리콘의 몇 가지 용도입니다.

• 반도체 산업: 실리콘의 가장 중요한 응용 분야는 반도체 산업입니다. 완전한 도체나 절연체가 아닌 반도체 역할을 하는 능력은 컴퓨터 칩, 트랜지스터, 태양 전지 및 기타 전자 부품 생산에 이상적입니다. 실리콘 웨이퍼는 집적회로와 마이크로칩을 만드는 기판으로 사용됩니다.
• 태양 에너지: 실리콘은 태양광 패널에 사용되는 광전지(PV) 셀 제조의 핵심 요소입니다. 이 세포는 햇빛을 전기로 변환합니다. 실리콘의 반도체 특성으로 인해 광자를 효율적으로 흡수하고 전류를 생성할 수 있습니다. 태양 에너지 시스템에서 실리콘의 광범위한 사용은 재생 가능 에너지원의 성장에 기여했습니다.
• 유리 및 세라믹: 일반적으로 실리카 또는 석영으로 알려진 이산화규소는 유리 및 세라믹의 주요 구성 요소입니다. 실리카는 유리 제품에 강도, 내열성 및 투명성을 제공합니다. 이는 창문, 렌즈, 광섬유 및 실험실 유리 제품과 같은 다양한 품목의 생산에 사용됩니다. 실리콘의 화합물인 탄화규소는 고온 세라믹, 연마재, 내화물에도 사용됩니다.
• 화학 산업: 실리콘 기반 화합물은 화학 산업에서 다양한 용도로 사용됩니다. 예를 들어, 실리콘과 수소로 만들어진 화합물인 실란은 실리콘, 윤활제, 발수제 생산 시 전구체로 사용됩니다. 실리카의 다공성 형태인 실리카겔은 수분을 흡수하는 건조제로 널리 사용됩니다.
• 건축 자재: 실리콘 기반 재료는 건축에 응용됩니다. 실리콘에서 파생된 실리콘은 유연성, 안정성 및 극한 온도에 대한 저항성으로 인해 밀봉재, 접착제 및 방수제로 사용됩니다. 실리콘은 전기절연재, 자동차 부품, 의료기기에도 사용됩니다.
• 농업: 실리콘은 농업에 유익한 것으로 입증되었습니다. 식물의 건강과 해충, 질병, 가뭄과 같은 스트레스 요인에 대한 저항력을 향상시킬 수 있습니다. 실리콘 비료 또는 토양 개량제는 식물에 이용 가능한 실리콘을 제공하여 식물의 성장과 회복력을 향상시키는 데 사용됩니다.

이는 준금속 특성을 기반으로 한 실리콘 사용의 몇 가지 예일 뿐입니다. 실리콘은 전기적, 화학적, 물리적 특성의 독특한 조합으로 인해 모든 산업 분야에 널리 응용할 수 있는 다용도 소재입니다.

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