A környezetünkben szinte mindenütt találkozunk a Föld egyik legelterjedtebb elemének vegyületeivel. Szilíciumvegyületek a kavicsok, a homok, a különböző agyagok.

Az elemi szilícium is jelen van az otthonunkban, az iskolánkban, csak sokan nem tudnak róla. A szilícium fő felhasználója az elektronika.

Kvarckristály

Kaolinit

Agyag

Az elemi szilícium a gyémánthoz hasonló atomrácsban kristályosodik, melyben az atomok tetraéderes elrendeződéssel kapcsolódnak. A nagyobb méretű szilíciumatomok között azonban gyengébb kötés alakul ki, mint a szénatomok között, ezért az olvadáspontja is alacsonyabb (1410 °C), mint a gyémánté. Keménysége is kisebb, de a gyémánthoz hasonlóan ennek az elemnek sincs oldószere. Színe a fémekére emlékeztet. Kémiailag igen ellenálló anyag.

A megfelelően szennyezett szilíciumfélvezető sajátságú. E tulajdonsága alapján használják az elektronikában: szilíciumtartalmú mikrochipet tartalmaz a számítógépek memóriája, a telefonkártya, a modernebb autók gyújtásszabályozóját is mikrochip működteti.

A szilícium egyik legismertebb vegyülete a kvarc. A tiszta kvarc szilícium-dioxid (SiO₂).

Kísérelj meg feloldani kvarchomokot vízben, benzinben, illetve olajban!

A tiszta kvarc színtelen, kristályos anyag. Csakúgy mint a szilíciumnak és a gyémántnak, a kvarcnak sincs oldószere. Ebből arra következtethetünk, hogy a kvarc is atomrácsos kristályt alkot.


A kvarc kristályában a szilícium - a gyémánthoz hasonlóan - négy egyszeres kötéssel, tetraéderesen kapcsolódik négy oxigénatomhoz. Ezek viszont másik párosítatlan elektronjukkal egy további szilíciumatomhoz kapcsolódnak.

A szilícium és az oxigén kapcsolódása a szilícium-dioxidban

A szilícium-dioxid kristályában kialakuló SiO₄-tetraéderek az oxigénatom körül kialakuló V alakú térszerkezet miatt egymáshoz képest elméletileg elfordíthatók, így a szilícium-dioxid kristálya a gyémántétól és az elemi szilíciumétól eltérő szerkezetű.