규소

규소 (硅素, Silicon)는 원소 기호 Si, 원자 번호 14번인 화학 원소이다. 탄소족에 속하는 준금속 원소로, 자연계에서 산소 다음으로 풍부하게 존재한다.

개요

규소는 지구 지각 질량의 약 27.7%를 차지하며, 주로 이산화규소(SiO₂) 형태, 즉 모래나 석영의 형태로 존재한다. 1823년 스웨덴의 화학자 옌스 야코브 베르셀리우스에 의해 처음 분리되었다. 규소는 반응성이 낮고 안정적인 특성을 지니며, 다양한 화합물을 형성한다.

특징

• 물리적 특성: 규소는 결정 구조를 가지며, 다이아몬드와 유사한 구조를 갖는다. 회색빛 금속 광택을 띠며, 녹는점은 1414°C, 끓는점은 3265°C이다. 반도체 특성을 지니고 있어 전기 전도도가 온도에 따라 변한다.
• 화학적 특성: 규소는 상온에서는 비교적 안정하지만, 고온에서는 할로젠, 산소, 질소 등과 반응한다. 알칼리 수용액에는 녹아 규산염을 형성한다.
• 동소체: 규소는 결정형과 비결정형 두 가지 동소체로 존재한다. 결정형 규소는 반도체 산업에 주로 사용되며, 비결정형 규소는 태양 전지 등에 사용된다.

활용

규소는 현대 산업에서 매우 중요한 역할을 한다.

• 반도체: 규소는 반도체 산업의 핵심 소재로, 트랜지스터, 집적 회로 등 전자 기기의 필수 부품으로 사용된다. 규소 웨이퍼는 이러한 반도체 소자를 만드는 데 사용된다.
• 합금: 규소는 철, 알루미늄 등과 합금을 만들어 강도와 내식성을 향상시키는 데 사용된다.
• 세라믹: 규소 화합물은 내열성, 내마모성이 우수한 세라믹 소재로 사용된다.
• 실리콘: 규소와 유기물을 결합시킨 실리콘은 고무, 오일, 레진 등 다양한 형태로 사용되며, 방수, 윤활, 접착 등의 기능을 제공한다. 건축, 의료, 화장품 등 다양한 산업 분야에서 활용된다.
• 태양광 발전: 비결정형 규소는 태양광 발전 셀의 소재로 사용되어 태양 에너지를 전기로 변환하는 데 기여한다.

안전성

규소 자체는 독성이 낮지만, 분진 형태로 흡입할 경우 규폐증을 유발할 수 있다. 또한, 일부 규소 화합물은 독성을 지닐 수 있으므로 취급 시 주의가 필요하다.