Složení atomů křemíku
Křemík (Si) je 14. prvek v periodické tabulce a nachází se ve skupině IVA třetí periody. Jeho atomové číslo je 14, což znamená, že v jádře křemíku je 14 protonů. Tyto protony nesou kladné náboje a jsou obklopeny záporně nabitými elektrony, aby byla zachována elektrická neutralita atomu. Elektronová konfigurace atomů křemíku je 2, 8, 4, to znamená, že v první vrstvě jsou 2 elektrony, ve druhé vrstvě 8 elektronů a v nejvzdálenější vrstvě jsou 4 elektrony. Tato elektronová konfigurace umožňuje atomům křemíku ztrácet elektrony, aby se staly kladnými ionty, nebo přijímat elektrony, aby se staly negativními ionty v chemických reakcích. Proto má křemík určité kovové a nekovové vlastnosti a nazývá se polokovový nebo polovodičový prvek.
Charakteristika atomů křemíku
Vlastnosti polovodičů: Vzhledem k tomu, že počet elektronů v nejvzdálenější vrstvě křemíku není ani zcela naplněn (jako jsou inertní plyny), ani postrádá pouze jeden elektron (jako jsou alkalické kovy), může za určitých podmínek vést elektřinu, ale jeho vodivost je mezi vodiči a izolanty. Je to klíčový materiál pro výrobu polovodičových součástek.
Vysoký bod tání: Křemík má velmi vysoký bod tání asi 1414 stupňů, díky čemuž je stabilní i v prostředí s vysokou teplotou.
Dobrá chemická stabilita: Při pokojové teplotě křemík nereaguje snadno s většinou látek, ale při vysokých teplotách nebo při reakci s určitými silnými oxidanty se chemické vlastnosti křemíku stávají relativně aktivními.
Fotovodivost: Křemík má určitou schopnost absorbovat a vést světlo, což je základem optoelektronických zařízení na bázi křemíku (jako jsou solární články).
Existence molekul křemíku
Ačkoli křemík v přírodě existuje hlavně ve formě jediné látky, za určitých specifických podmínek, jako je vysoká teplota a vysoký tlak nebo při specifických chemických reakcích, se atomy křemíku mohou spojovat a vytvářet molekuly křemíku. Tyto molekuly křemíku (jako je Si2, Si3, Si4 atd.) však nejsou stabilní při pokojové teplotě a tlaku a nejsou tak běžné jako křemík (krystalický křemík). Kromě toho se v organické chemii může křemík také kombinovat s prvky, jako je uhlík a vodík, za vzniku organokřemičitých sloučenin. Atomy křemíku v těchto sloučeninách jsou spojeny s jinými atomy prostřednictvím kovalentních vazeb za vzniku složitých molekulárních struktur.