Кремний (Silicium). РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Кремний (Silicium), Si, хим. элемент IV группы периодич. системы элементов, ат. номер 14, ат. масса 28.0855, относится к неметаллам. Природный К. состоит из стабильных изотопов ²⁸Si (92,23%), ²⁹Si (4,67%) и ³⁰Si (3,10%). Конфигурация внеш. электронной оболочки 3s²p². Энергии последоват. ионизации 8,151, 16,342, 33,530, 45,141 эВ. Энергия сродства к электрону 1,8 эВ. Кристаллохим. радиус атома К. 0,134 нм, радиус иона Si⁴⁺ 0, 039 нм. Значение электроотрицательности 1,74.

В свободном виде К. тёмно-серое кристаллич. вещество, с кубич. гранецентрированной кристаллич. решёткой типа алмаза, параметр к-рой а=0,54304 нм. Известен также коричневый (т. н. аморфный) К., отличающийся от кристаллич. К. лишь высокой дисперсностью и повторяющий в ближнем порядке структуру типа алмаза. При давлениях 12-15 ГПа получен "металлич." К., переходящий при температуре ниже 6,7 К в сверхпроводящее состояние. Плотность кристаллич. К. 2,328 кг/дм³, t_пл==1415°С, t_кип ок. 3250 °С. Теплоёмкость c_р = 20,1 Дж/моль*К, теплота плавления 49,8 кДж/моль, теплота испарения 355 кДж/моль. К. диамагнитен. Темп-pa Дебая аморфного К. 645 К. Прозрачен для ИК-излучения с длиной волны

=1-9 мкм, показатель преломления 3,42 (

=6 мкм). Диэлектрич. проницаемость К. разной степени чистоты 11 - 15. Теплопроводность образцов К. разной чистоты составляет 84-126 Вт/м*К (25 °С). Температурный коэф. линейного расширения поликристаллич. К. 3,82

10^-6 К^-1 (при 293-1273 К). Тв. по Моосу 7,0, по Бринеллю 2,35 ГПа/м²; модуль упругости поликристаллич. образца 162,7 ГПа.

К.- типичный полупроводник с шириной запрещённой зоны 1.21 эВ (при 0 К), 1,09 - 1,1 эВ (при 300 К). Концентрация собств. носителей заряда (электронов и дырок) при комнатной температуре 6,8*10¹⁰ см^-3, эфф. подвижность электронов и дырок 0,1350-0,1450 и 0,0480- 0,0500 м²/В*с соответственно. Электропроводность К. сильно зависит от примесей; уд. электрич. сопротивление чистого К. при комнатной температуре равно (2,3- 2,5)*10³ Ом*м.

При комнатной температуре К. химически мало активен; в соединениях проявляет степень окисления +4, реже +2 и др.

Особо чистый К., легированный спец. добавками,- осн. материал микроэлектроники, он используется для изготовления разл. полупроводниковых приборов - транзисторов, тиристоров силовых выпрямителей тока, солнечных фотоэлементов, полупроводниковых лазеров и т. д. Монокристаллы SiO₂ применяются в радиотехнике, Si0₂ используют в оптич. приборостроении (напр., изготовляют линзы и призмы для УФ-приборов). К. прозрачен для длинноволнового излучения, поэтому его применяют в ИК-оптике. К. применяют также в металлургии (для раскисления сталей, как легирующую добавку), он является составной частью мн. сплавов. Кремнийорганич. соединения входят в состав разл. смазочных масел, спец. резины и т. д. Искусств. радионуклиды К. короткоживущи; наиб. значение имеет

-радиоактивный ³¹Si ( =2,62 ч).

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.