Zobrazenie zdroja stránky Kremík

{{Dobrý článok}}
{{Infobox Chemický prvok
| Farba infoboxu = polokov
| Protónové číslo = 14
| Prvok vľavo = 13
| Prvok vpravo = 15
| Prvok hore = 6
| Prvok dole = 32
| Vzhľad = tuhá kryštalická látka sivej farby s modrastým nádychom
| Obrázok = SiliconCroda.jpg
| Emisné spektrá = Silicon Spectra.jpg
| Absorpčné spektrá = 
| Séria = [[polokov]]y
| Skupina = 14
| Perióda = 3
| Blok = p
| Atómová hmotnosť = 28.0855
| Atómový polomer = 111
| Atómový polomer vypočítaný = 
| Kovalentný polomer = 111
| Kovový polomer = 
| Van der Waalsov polomer = 210
| Iónový polomer = 
| Iónový polomer pre ión = 
| Elektronegativita = 1.90
| Ionizačná energia1 = 786.5
| Ionizačná energia2 = 1577.1
| Ionizačná energia3 = 3231.6
| Ionizačná energia4 = 
| Oxidačné čísla = -IV, II, '''IV'''
| Štandardný elektródový potenciál = 
| Štandardný elektródový potenciál rovnica = 
| Poznámka = 
| Skupenstvo = [[Pevná látka|pevné]]
| Hustota = 2.3290
| Hustota kvapaliny = 2.57
| Teplota topenia = 1687
| Teplota varu = 3538
| Teplota sublimácie = 
| Kritický bod teplota = 
| Kritický bod tlak = 
| Trojný bod teplota = 
| Trojný bod tlak = 
| Skupenské teplo topenia = 50.21
| Skupenské teplo varu = 359
| Tepelná kapacita = 19.789
| Tlak pary 1 = 1908
| Tlak pary 10 = 2102
| Tlak pary 100 = 2339
| Tlak pary 1000 = 2636
| Tlak pary 10000 = 3021
| Tlak pary 100000 = 3537
| Kryštálová sústava = [[Kubická sústava|kubická]]
| Magnetizmus = [[Diamagnetizmus|diamagnetický]]
| Elektrický odpor = 1000
| Súčiniteľ tepelnej vodivosti = 149
| Tepelná rozťažnosť = 2.6
| Rýchlosť zvuku = 8433
| Youngov modul = 185
| Pružnosť v šmyku = 52
| Objemová pružnosť = 100
| Poissonova konštanta = 0.28
| Mohsova stupnica tvrdosti = 7
| Brinellova tvrdosť = 
| CAS = 7440-21-3
| Legovacia báza = oceľ
| Materiálová tvrdosť = zvyšuje
| Pevnosť = zvyšuje
| Medza elasticity = výrazne zväčšuje
| Tepelná roztažnosť legúra = znižuje
| Zoškrtenie = výrazne nemení
| Prierazuvzdornosť = znižuje
| Elasticita = značne zvyšuje
| Žiarupevnosť = zvyšuje
| Ochladzovanie = výrazne spomaľuje
| Karbidácia = znižuje
| Oteruvzdornosť = výrazne znižuje
| Kujnosť = zhoršuje
| Obrábatelnosť = zhoršuje
| Nitridácia = zhoršuje
| Hrdzuvzdornosť = 
| Hysterézia = výrazne znižuje
| Permeabilita = výrazne zvyšuje
| Koercivita = výrazne zvyšuje
| Remanencia = 
| Výkonová strata = výrazne zvyšuje
| Dodatky = Odkysličovadlo. Podporuje zbavovanie uhlíka. Zvyšuje hranicu elasticity a preto sa dáva do [[Pružina|pružinových]] ocelí. Značne zvyšuje odolnosť proti zoxidovaniu. Ale keďže pri veľkých množstvách môže zhoršiť tvarovateľnosť ocele (aj za studena aj za horúca), treba s kremíkom opatrne.
Od 12 % robí [[oceľ]] odolnú proti kyselinám, lenže taká oceľ je zas tvrdá a krehká a dá sa obrábať len [[Brúsenie|brúsením]].
Značne znižuje [[Elektrická vodivosť|elektrickú vodivosť]], [[Koercitivita|koercitivitu]] a [[výkon]]ovú stratu a preto sa dáva do elektrotechnických plechov (napr. pre [[Transformátor(elektrotechnika)|transformátory]]).
| Izotopy = {{Infobox Chemický prvok/stabilný izotop
| Nukleónové číslo = 28
| Protónové číslo = 14
| Percentuálne zastúpenie = 92.23
}}
{{Infobox Chemický prvok/stabilný izotop
| Nukleónové číslo = 29
| Protónové číslo = 14
| Percentuálne zastúpenie = 4.67
}}
{{Infobox Chemický prvok/stabilný izotop
| Nukleónové číslo = 30
| Protónové číslo = 14
| Percentuálne zastúpenie = 3.10
}}
{{Infobox Chemický prvok/nestabilný izotop
| Nukleónové číslo = 32
| Protónové číslo = 14
| Percentuálne zastúpenie = stopy
| Polčas rozpadu = 170
| Polčas rozpadu jednotka = r.
| Rozpadový rad = [[Beta rozpad|β<sup>-</sup>]]
| Energia rozpadu = 13.020
| Produkt rozpadu nukleónové číslo = 32
| Produkt rozpadu protónové číslo = 15
}}
| Izotopy poznámka = 
| Commons = Category:Silicon
}}
'''Kremík''' (lat. ''silicium'' zo slov ''silex'' alebo ''silicis'', synonymá pre kremeň) je [[chemický prvok]] v [[Periodická tabuľka|Periodickej tabuľke prvkov]], ktorý má značku Si a [[protónové číslo]] 14. Je to pomerne [[Materiálová tvrdosť|tvrdý]] [[polokov]] s vysokou [[Afinita|afinitou]] ku [[kyslík]]u. Elementárny kremík je na vzduchu neobmedzene stály, v prírode sa s ním však stretávame prakticky iba vo forme zlúčenín v ktorých sa vyskytuje iba s [[Oxidačné číslo|mocnosťou]] Si<sup>IV</sup>, s výnimkou obmedzených nálezov mikrokryštálov čistého kremíka prevažne v [[sopka|sopečných]] oblastiach (typová lokalita Nuevo Potosí na [[Kuba|Kube]]).

Je odolný voči väčšine minerálnych anorganických kyselín (s výnimkou zmesi kyseliny fluorovodíkovej HF a kyseliny dusičnej HNO<sub>3</sub>), veľmi ľahko sa však rozpúšťa v alkalických roztokoch za vzniku kremičitanového aniónu [SiO<sub>3</sub>]<sup>2−</sup>.

== História ==
Kremík ([[latinčina|po lat.]] ''silex'', ''silicis'') prvýkrát identifikoval [[Antoine Lavoisier]] v roku [[1787]], a neskôr ho [[Humphry Davy]] ([[1800]]) omylom považoval za zlúčeninu. V roku [[1811]] [[Joseph_Louis Gay-Lussac|Gay Lussac]] a [[Louis Jacques Thénard|Thénard]] pravdepodobne pripravili amorfný a nečistý kremík redukciou fluoridu kremičitého [[draslík]]om. V roku [[1824]] [[Jöns Jakob Berzelius|Berzelius]] pripravil amorfný kremík pomocou približne rovnakej metódy ako Lussac. Berzelius tiež kremík vyčistil opakovaným premývaním. 

Pretože kremík ({{V jazyku|eng|silicon}}) je dôležitý prvok pre [[polovodič]]e a elektronické zariadenia, je región v [[Kalifornia|Kalifornii]], kde sú sústredené spoločnosti zaoberajúce sa vývojom takýchto zariadení, [[Silicon Valley]] (''Kremíkové údolie''), pomenovaný podľa tohto prvku.

== Výskyt v prírode ==
V prírode sa stretávame iba so zlúčeninami kremíka. Kremík je po [[kyslík]]u druhým najviac zastúpeným prvkom v zemskej kôre. Podľa posledných dostupných údajov tvorí kremík 26{{--}}28 % [[zemská kôra|zemskej kôry]]. V morskej vode je jeho koncentrácia pomerne nízka, iba 3 mg Si/l, vo [[vesmír]]e pripadá na jeden atóm kremíka približne 30 000 atómov [[vodík]]a.

Kremík je podstatnou zložkou veľkej väčšiny [[hornina|hornín]] tvoriacich zemskú kôru – príkladom môžu byť pieskovce, íly, [[granit|žuly]]. Významné zastúpenie v horninách majú hlinitokremičitany, z nich uvedieme [[Skupina živca|živce]]: [[ortoklas]] (KAlSi<sub>3</sub>O<sub>8</sub>) a [[plagioklas]] ((Na, Ca)Al<sub>1-2</sub>Si<sub>2-3</sub>O<sub>8</sub>).

Mineralogicky je bezpochyby najvýznamnejším zástupcom [[kremeň]] (lat. ''lapis cremans''), chemicky oxid kremičitý SiO<sub>2</sub>. Minerály s týmto zložením sa farebne líšia podľa prítomnosti malého množstva cudzích prvkov, ktoré spôsobujú charakteristické sfarbenie kryštalického oxidu kremičitého. Takmer čistý oxid kremičitý je označovaný ako [[krištáľ]], do fialova je sfarbený [[ametyst]], žltý je [[citrín (kremeň)|citrín]], ružový [[ruženín]], hnedý [[záhneda]] a napr. [[jaspis]], sa vyskytuje v niekoľkých farebných odtieňoch.
[[Súbor:Améthystre sceptre2.jpg|left|200px|thumb|[[ametyst]]]]

Zvláštny prípad minerálu na báze oxidu kremičitého je [[Amorfná látka|amorfná forma]] tejto zlúčeniny – [[opál]]. Tento módny [[polodrahokam]] sa vyskytuje v niekoľkých farebných odtieňoch. V súčasnosti sa najväčšie množstvo opálov doluje v [[Austrália (svetadiel)|Austrálii]] a strednej [[Amerika|Amerike]] vrátane [[Mexiko|Mexika]]. Na [[Slovensko|Slovensku]] sú známe opálové bane v blízkosti [[Prešov]]a ([[Červenica (okres Prešov)|Červenica]]).

Biologicky patrí kremík medzi [[biogénny prvok|biogénne prvky]], aj keď jeho obsah v tkanivách živých organizmov nie je veľmi vysoký. Uvádza sa, že v tele dospelého človeka sa nachádza približne 1 g kremíka, a to predovšetkým v kostiach, chrupavkách a zubnej sklovine, je nevyhnutný pre ich zdravý rast a vývoj. Kremík hrá kľúčovú úlohu pri tvorbe [[kolagén]]u, podieľa sa na elastickosti všetkých tkanív. Zvýšený obsah kremíka v rastlinných bunkách môžeme nájsť napr. v [[praslička|prasličkách]] alebo páliacich chĺpkoch [[žihľava|žihľavy]].

Kremík je mimoriadne dôležitý ako stavebný kameň jednobunkových rias [[rozsievka|rozsievok]]. Hlavným stavebným materiálom frustuly ''(bunkovej steny rozsievky)'' je vodnatý [[polymér]] oxidu kremičitého, príbuzný opálu. Rozsievky sú jedinou skupinou organizmov, ktorých rozvoj je úplne závislý od prítomnosti rozpustných foriem oxidu kremičitého v prostredí. Po vyčerpaní zdrojov kremíka sa zastaví replikácia [[deoxyribonukleová kyselina|DNA]]. Rozsievky sú významný primárny zdroj biomasy, ich [[biomasa (biológia)|biomasa]] tvorí až 25 % z celkového množstva biomasy vyprodukovanej rastlinami.

== Výroba a využitie ==
Výroba kremíka v priemyselnom meradle je založená na redukcii taveniny vysoko čistého oxidu kremičitého v oblúkovej elektrickej peci. Na uhlíkovej elektróde pritom dochádza k reakcii:

<center><math>\text{SiO}_2 + \text{C} \rightarrow \text{Si} + \text{CO}_2</math></center>

za vzniku kremíka o čistote 97{{--}}99 %. 

Pre potreby elektronického priemyslu je táto čistota absolútne nedostačujúca. Výroba elektronických súčiastok vyžaduje kremík s čistotou minimálne 99,9999 %, pretože aj nepatrné množstvo prímesí výrazne ovplyvňuje kvalitu vyrobených [[tranzistor]]ov a ďalších elektronických súčiastok. 

=== Výroba vysoko čistého kremíka ===
Jeden z najstarších spôsobov prípravy vysoko čistého kremíka je [[zonálne tavenie]]. Čistený materiál sa najskôr upraví do tvaru dlhej tenkej tyče. Tá sa potom v špeciálnej piecke postupne pretavuje tak, aby sa tavená zóna posúvala od jedného konca k druhému. Pritom sa nečistoty prítomné v materiáli sústreďujú v roztavenej zóne a postupne sa dostávajú ku koncu tyče, ktorý sa nakoniec odreže (časť nečistôt sa naopak koncentruje v tuhnúcej tavenine a na konci viacerých cyklov sa nachádza na druhom konci tyče; kvôli ekonomike sa však tento druh nečistôt obvykle odstraňuje už pri príprave suroviny chemicky). Niekoľkonásobným opakovaním tohto postupu vznikne veľmi čistý materiál.

[[Súbor:Monokristalines Silizium für die Waferherstellung.jpg|left|150px|thumb|vysoko čistý kremík]]
V súčasnosti sa na prípravu extrémne čistého kremíka používajú chemické metódy. V tzv. [[Siemensov postup|Siemensovom postupe]] je z kremíka najskôr pripravená nejaká plynná zlúčenina, zvyčajne [[trichlorsilán]] HSiCl<sub>3</sub> alebo chlorid kremičitý SiCl<sub>4</sub>. Tieto zlúčeniny sa potom preženú cez vrstvu vysoko čistého kremíka s teplotou viac ako 1 100 °C. Pritom dochádza k ich rozkladu a vzniknutý vysoko čistý kremík sa ukladá v kryštalickej podobe na pôvodnú kremíkovú podložku. Reakciu trichlorsilánu opisuje rovnica:
<center><math>2 \,\mathrm{HSiCl}_3 \rightarrow \text{Si} + 2 \,\mathrm{HCl} + \mathrm{SiCl}_4</math></center>

Uvedeným postupom vzniká tzv. polykryštalický kremík, ktorý zvyčajne obsahuje nečistoty v pomere 1 : 1 000 000 a úplne vyhovuje požiadavkám pre výrobu elektronických polovodičových súčiastok.

Určitý čas bol alternatívou k Siemensovej metóde [[DuPontov postup]], ktorý vychádzal z chloridu kremičitého a jeho rozkladu pri teplote 950 °C na vysoko čistom [[zinok|zinku]] podľa rovnice:
<center><math>\mathrm{SiCl}_4 + 2 \,\mathrm{Zn} \rightarrow \mathrm{Si} + 2 \,\mathrm{ZnCl}_2</math></center>

Technické problémy s prchavosťou vznikajúceho chloridu zinočnatého, ktorý následne znečisťoval vyrobený čistý kremík, viedli nakoniec k tomu, že bol tento proces prakticky zavrhnutý.

Ďalším krokom spracovania extrémne čistého kremíka je príprava [[monokryštál]]u riadenou [[kryštalizácia|kryštalizáciou]] z taveniny, nazývaná [[Czochralského proces]]. Pri tomto postupe je do kremíkovej taveniny vložený zárodočný kryštál vysoko čistého kremíka. Tento kryštál sa pritom otáča a vyťahuje podľa vopred presne definovaného programu; teplota taveniny je tiež veľmi pozorne sledovaná a riadená. Celý proces sa uskutočňuje v nádobách z veľmi čistého [[kremeň]]a v inertnej atmosfére [[argón]]u. Na zárodočnom kryštáli sa potom vylučujú ďalšie vrstvy mimoriadne čistého kremíka, takže výsledný produkt môže mať až {{mm|400|m}} v priemere a dĺžku do {{m|2|m}}. 

V niektorých prípadoch je potrebné predísť možnej kontaminácii kremíka materiálom kelímka, ktorý obsahuje taveninu. Pre prípravu monokryštálu je preto používaná aj metóda ''letmej zóny'', podobná zonálnemu taveniu, pričom ingot je umiestnený zvisle a pomerne tenká roztavená zóna nie je v styku so žiadnym kelímkom ani podložkou a roztavený kremík je udržiavaný v ingote len [[povrchové napätie|povrchovým napätím]].

Vyrobený monokryštál kremíka vo forme valcového ingotu sa po vychladnutí a určení presnej kryštalografickej orientácie (označenej zbrúsením niektorej strany/strán ingotu) reže na tenké pláty ([[wafer]]y), leští a použije sa ako surovina na výrobu [[polovodič]]ových súčiastok.

=== Slnečné (Solárne) články ===
* monokryštalické [[Solárny článok|slnečné články]]: Sú vyrábané z monokryštalického kremíka. Ich účinnosť je asi 14%.
* polykryštalické slnečné články: Pri výrobe sa používa polykryštalický kremík, ktorý je oveľa lacnejší. Táto prednosť je však vykúpená menšou účinnosťou, ktorá je asi 8%.
* amorfné slnečné články: Na amorfnom kremíku je naviazaný vodík, ktorý nasycuje voľné [[valencia|valencie]] kremíka a tak prispieva k jeho stabilite. Mení pri tom výhodne jeho niektoré elektrické vlastnosti. Účinnosť je však iba 4%.

=== Zliatiny ===
Metalurgický význam kremíka je iba vo výrobe niektorých špeciálnych zliatin, v ktorých sa ho aj tak vyskytuje iba niekoľko percent. Najznámejšia je [[ferosilícium]], zliatina kremíka so [[železo]]m, ktorá sa vyznačuje vysokou [[Materiálová tvrdosť|tvrdosťou]] a chemickou odolnosťou. Na zvýšenie tvrdosti sa kremík v malom množstve pridáva aj do špeciálnych [[oceľ|ocelí]] a [[hliník]]ových zliatin.

== Zlúčeniny kremíka a ich význam ==

=== Oxid kremičitý ===
Asi najvýznamnejšia anorganická zlúčenina kremíka je oxid kremičitý, SiO<sub>2</sub>. Táto látka sa vyskytuje v mnohých modifikáciách s celkom odlišnými fyzikálno-chemickými vlastnosťami.

* Minerály na báze SiO<sub>2</sub> sa vo forme [[polodrahokam]]ov vyskytujú v najrôznejších farebných odtieňoch po celom svete. Ich základný prehľad bol spomenutý v predchádzajúcej kapitole.

* Vo veľkom množstve okolitých hornín je prítomný kremeň vo forme žíl a vrastlíc. Pri erózii hornín dochádza k narušeniu ich štruktúry a kremeň ako jedna z najtvrdších a najodolnejších súčastí je z horniny vyplavovaný vo forme [[kremenný piesok|kremenných pieskov]] a kamienkov. Tento materiál slúži ako cenná surovina pre sklársky a stavebný priemysel.

* V [[ílovité horniny|ílovitých horninách]] je kremík prítomný vo forme mikroskopických častíc. Tieto horniny sú základnou surovinou v keramickom priemysle a uplatnili sa aj pri výrobe stavebných materiálov (pálené tehly a škridle).

* Pri príprave [[elektronika|elektronických prvkov]] a [[integrovaný obvod|integrovaných obvodov]] sa vytvárajú rôzne druhy SiO<sub>2</sub> oxidáciou Si podložky za rôznych podmienok, obvykle za účelom izolácie alebo pasivácie, príp. ako [[dielektrikum]] integrovaného [[kondenzátor]]a. Vrstva SiO<sub>2</sub> presne definovanej hrúbky tvorí dôležitú súčasť napr. [[MOSFET]] tranzistorov a [[EEPROM]]/[[FLASH]] pamätí.

==== Výroba skla ====
[[Súbor:Val-Saint-Lambert JPG02.jpg|right|200px|thumb|ozdobná sklenená váza]]
<!-- Z technického hľadiska je [[sklo]] podchladená tekutina - nemá kryštalickú štruktúru. Sklo skutočne tečie aj keď veľmi pomaly. Môžeme to pozorovať napr. na veľmi starých okenných tabuliach, ktoré sú v dolnej časti merateľne hrubšie, ako hore. Veľké problémy spôsobuje tečenie skla v [[šošovka (optika)|šošovkách]] a zrkadlách obrých optických [[teleskop]]ov, kde aj zmeny rozmerov v stotinách milimetrov môžu zhoršiť optické vlastnosti prístroja. -->

V súčasnosti sa vyrábajú stovky druhov skla pre najrôznejšie praktické aplikácie, ktoré sa líšia fyzikálnymi vlastnosťami aj vzhľadom. Základnou surovinou pre výrobu skloviny je zmes, nazývaná [[sklársky kmeň]] s približným zložením: 50 % [[piesok]] ([[kremeň]] alebo [[oxid kremičitý]]), 16 % [[sóda]] ([[uhličitan sodný]]), 12 % [[vápenec]] ([[uhličitan vápenatý]]), 18 % recyklované [[sklo]] (rozdrvené črepy). Táto zmes sa taví pri teplote okolo 1 500 °C a ďalej sa spracováva predovšetkým na výrobu fliaš liatím alebo fúkaním.

Druhy skla:
* Pridaním [[potaš]]e, čiže [[uhličitan draselný|uhličitanu draselného]], sa získava [[Sklo#Tabuľové sklo|tabuľové sklo]] na výrobu okien, výkladných skríň a pod. Sklovina pritom tuhne na vrstve roztaveného [[cín]]u a vzniknuté tabule majú obzvlášť hladký povrch – tzv. plavené sklo.

* Sklo s vyšším obsahom [[olovo|olova]] sa vyznačuje vysokým indexom lomu a je obzvlášť ťažké. [[Olovnaté sklo]] sa používa na výrobu lustrov, bižutérie, ozdobných karáf a pohárov.

* Sklo na výrobu [[optické prístroje|optických prístrojov]] (šošovky, hranoly, optické filtre) obsahuje okrem olova aj [[bárium]], [[zinok]] a [[Titán (chemický prvok)|titán]].

* Borosilikátové sklá majú časť sklotvorného SiO<sub>2</sub> nahradenú oxidom [[bór|boritým]]. Prísada oxidu hlinitého zvyšuje ich pevnosť a zlepšuje spracovateľnosť skloviny. Borosilikátové sklá sú žiaruvzdorné a chemicky odolné. Používajú sa ako laboratórne a varné sklo pre domácnosť.

* Chemicky najjednoduchšie je [[Sklo#Kremenné sklo|kremenné sklo]], tavený čistý oxid kremičitý SiO<sub>2</sub>. Prepúšťa ultrafialové lúče, má výbornú chemickú a tepelnú odolnosť, znesie prudké ochladenie bez popraskania. Vysoká taviaca teplota okolo 1 800 °C a s tým spojená cena kremenného skla obmedzuje jeho praktické využitie na výrobu laboratórnych potrieb a špeciálnych žiaroviek.

=== Kremičitany ===
[[Súbor:ZeolitaEZ.jpg|right|250px|thumb|[[Zeolit]]]]

Kremík vytvára celý rad kyslíkatých kyselín, z ktorých najjednoduchšia je [[kyselina tetrahydrogénkremičitá]] H<sub>4</sub>SiO<sub>4</sub>. Ďalšie kyseliny obsahujú viacero zreťazených skupín [SiO<sub>3</sub>]. Všetky sú pomerne slabé a nestále. Naopak, ich soli [[kremičitan]]y, sú veľmi stabilné. 

Kremičitany alkalických kovov a kovov alkalických zemín sú podstatnou súčasťou [[Vyvretá hornina|vyvretých hornín]], [[íl]]ov, tehlárskej hliny a ďalších. 

Veľmi bežné sú horniny na báze [[hlinitokremičitan]]ov (aluminosilikátov). Aluminosilikátové minerály sú napr. [[Skupina živca|živce]] [[ortoklas]] KAlSi<sub>3</sub>O<sub>8</sub> a [[plagioklas]] NaAlSi<sub>3</sub>O<sub>8</sub>. 
[[Súbor:Zeolit-struktura.jpg|left|250 px|thumb|Štrukturálne usporiadanie rôznych typov zeolitov, krúžok = kyslík, štvorec = kremík, alebo hliník.]]

Veľmi cenné sú aluminosilikáty nazývané [[zeolit]]y, ktoré vytvárajú komplikované priestorové siete, zložené z [[tetraéder|tetraédrov]] SiO<sub>4</sub> a AlO<sub>4</sub>, navzájom zviazaných zdieľanými vrcholovými atómami [[kyslík]]a. Tvoria vzájomne prepojené kanály a dutiny, ktoré obsahujú slabo viazané, teda v podstate pohyblivé, molekuly vody a [[katión]]y alkalických kovov (Na, K, Li, Cs) a kovov alkalických zemín (Ca, Mg, Ba, Sr), ktoré vyrovnávajú nenasýtenú negatívnu valenciu AlO<sub>4</sub>. Zeolity sa správajú ako prírodné [[ionex]]y alebo [[molekulové sito|molekulové sitá]]. 

----

==== Keramika a stavebné materiály ====
[[Súbor:Nymphenburg-porzellan.jpg|thumb|Porcelánové výrobky, vzniknuté vypálením kaolínu.]]

Keramika je všeobecný názov pre výrobky zhotovené vypaľovaním keramických zmesí, ktorých hlavnými zložkami sú [[kaolín]]y, íly a hliny. Keramické zmesi získajú po premiešaní s vodou plastické vlastnosti, v tom stave ich možno tvarovať a naopak po vypálení pri teplote 800 až 1 500 °C plastické vlastnosti strácajú a menia sa v trvalo tvrdú látku nazývanú črep.

Najhodnotnejšou keramickou hmotou je [[porcelán]], ktorého vstupné suroviny tvoria zmes, ktorá obsahuje priemerne 50 % najčistejšieho kaolínu, 25 % kremenného piesku a 25 % živcov. Veľmi známy a hodnotný je napríklad meissenský a karlovarský porcelán.

Tehlárske hliny ako menej hodnotné keramické suroviny slúžia na výrobu [[Tehla (stavebníctvo)|tehál]], strešných [[škridla|škridiel]] a iných stavebných materiálov. Z ílov alebo menej hodnotného kaolínu, živca a kremeňa sa vypaľovaním pri teplote okolo 1 300 °C vyrába buď obyčajná [[kamenina]] (potrubie, dlaždice) alebo jemná [[biela kamenina]] (taniere, umývadlá, kachličky, sošky).

Ďalšie uplatnenie v stavebníctve nachádza kremenný piesok ako zložka [[malta|malty]] a spájacích materiálov a predovšetkým pri výrobe [[betón]]u.

==== Aerogél ====
{{Hlavný článok|Aerogél}}

[[Súbor:Aerogel hand.jpg|left|thumb|250px|Vzorka [[Aerogél|aerogélu]].]]
''Zamrznutý dym'' – tak pomenovali vedci špeciálny materiál, ktorý svojím výzorom skutočne pripomína dym, no svojimi vlastnosťami drží 15 svetových fyzikálnych rekordov. Je to jeden z najlepších tepelných [[izolant]]ov a taktiež je aj veľmi pevná látka s najmenšou známou hustotou. Blok aerogélu o veľkosti dospelého človeka váži necelý pol [[kilogram]] a unesie váhu malého osobného auta. Pritom 99,8 % objemu tvorí obyčajný vzduch, zvyšok, čiže 0,2 %, je kremík.

Aerogél sa vyrába zo zmesi oxidu kremičitého (SiO<sub>2</sub>) a kvapalného oxidu uhličitého (CO<sub>2</sub>). Potom sa za obrovského tlaku z tohto ''gélu'' odstráni všetka kvapalná zložka ([[superkritické vysušenie]]). Jedine tak nedôjde k zrúteniu kremíkových buniek a následnej deformácii gélu. Vznikne tak teleso s niekoľkými miliardami buniek z kremíka, ktoré držia pokope silné [[Molekulová väzba|molekulové väzby]] '''O-Si'''. Zatiaľ čo [[svetlo]] so svojou krátkou vlnovou dĺžkou prejde cez aerogél takmer bez zmeny, teplo a zvuk sa cez blok aerogélu takmer nedostane. V súčasnosti je jeho výroba veľmi nákladná a využíva sa najmä v kozmickom výskume. Je to však materiál s obrovským potenciálom využitia v budúcnosti<ref>{{Citácia elektronického dokumentu
  | priezvisko = 
  | meno = 
  | odkaz na autora = 
  | titul = Aerogel
  | url = http://stardust.jpl.nasa.gov/tech/aerogel.html
  | dátum vydania = 2005
  | dátum aktualizácie = 
  | dátum prístupu = 
  | vydavateľ = nasa
  | miesto = 
  | jazyk = po anglicky
}}</ref>.

=== Halogenidy kremíka ===
Kremík vytvára zlúčeniny s [[fluór]]om SiF<sub>4</sub>, [[chlór]]om SiCl<sub>4</sub> a [[bróm]]om SiBr<sub>4</sub>, ktoré sa môžu ďalej zreťaziť za vzniku vyšších [[halogenid]]ov. Všetky uvedené zlúčeniny sú veľmi nestále a pri styku s vodou okamžite hydrolyzujú za vzniku gelovitej kyseliny kremičitej.

[[Chlorid kremičitý]] je veľmi dôležitou zlúčeninou pri príprave čistého kremíka pre polovodičové súčiastky (''pozri vyššie''). 

Prchavosť [[fluorid kremičitý|fluoridu kremičitého]] sa v analytickej chémii používa k odstráneniu [[fluór]]u z jeho stabilných [[fluorid]]ov AlF<sub>3</sub> a fluoridov [[lantanoid]]ov. Vzorka sa pritom varí pri asi 150 °C v 50 % [[kyselina sírová|kyseline sírovej]] v sklenenej aparatúre a vzniknutý prchavý SiF<sub>4</sub> je okamžite odvádzaný prúdom horúcej vodnej pary do roztoku alkalického [[hydoxid]]u, kde je potom možné ľahšie určiť jeho obsah. 

=== Karbid kremíka ===
[[Karbid kremičitý]] SiC tvorí analogickú kryštalickú štruktúru ako [[diamant]] a patrí preto medzi jedny z najtvrdších známych látok. V [[Mohsova stupnica tvrdosti|Mohsovej stupnici tvrdosti]] dosahuje stupeň 9 až 10 a nachádza preto praktické uplatnenie ako brusivo pod názvom [[karborundum]].

== Kremíkaté analógy uhľovodíkov ==
Pretože kremík a [[uhlík]] sa v periodickej tabuľke prvkov nachádzajú v jednej skupine pod sebou, dalo by sa usudzovať, že kremík bude rovnako ako uhlík vytvárať nesmierne pestrú škálu zlúčenín analogických organickým látkam. V staršej vedecko-fantastickej literatúre sme sa mohli pomerne často stretnúť so živými bytosťami, ktoré na rozdiel od nás majú telo zložené zo silikónových molekúl, kúpu sa v kvapalnom čpavku, dýchajú sírne výpary apod. Skutočnosť je však ďaleko prozaickejšia.

Napriek tomu, že kremík dokáže vytvárať celý rad analogických zlúčenín k [[uhľovodík]]om, nemôže ich množstvo nikdy dosiahnuť pestrosť organickej chémie. Dôvodom je predovšetkým fakt, že atómy kremíka nie sú schopné vytvárať dvojitú väzbu Si=Si a pochopiteľné ani väzbu trojitú. Ďalší významný dôvod je sila väzby medzi dvoma atómami kremíka, ktorá je približne polovičná, ako pri väzbe C-C. V dôsledku toho sú molekuly s vysokým počtom väzieb Si-Si nestále a veľmi ľahko sa rozkladajú. Napriek tomu však existujú skupiny látok, ktoré sú analógy (?) medzi organickými zlúčeninami a podobnými zlúčeninami kremíka:

=== Silány ===
Silány sú bezfarebné látky so zložením Si<sub>n</sub>H<sub>2n+2</sub>. Prvé dva silány sú plynné, od trisilánu Si<sub>3</sub>H<sub>8</sub> kvapalné. Všetky sú mimoriadne reaktívne a na vzduchu samozápalné, reakciou s kyslíkom vzniká oxid kremičitý a voda. Vo vode tiež rýchlo hydrolyzujú, pričom sa uvoľňuje plynný vodík a vzniká gél kyseliny kremičitej.

Silány sú veľmi silné [[redukčné činidlo|redukčné činidlá]]. S halogénmi reagujú explozívne, za istých podmienok (prítomnosť AlCl<sub>3</sub> a vhodná teplota) je možné pripraviť molekuly s jedným atómom halogénu SiH<sub>3</sub>Cl až SiHCl<sub>3</sub> a podobne.

Silány sa uplatňujú predovšetkým ako počiatočné zlúčeniny pre výrobu zložitejších kremíkatých látok, napr. pre výrobu čistého polovodičového kremíka.

=== Siloxány (silikóny) ===
Siloxány sú zlúčeniny, ktoré obsahujú v molekule väzbu Si-O-Si. Táto chemická skupina je veľmi stabilná a môže byť preto pripravený prakticky nekonečný reťazec so zložením –(O-Si-O-Si-O)-, zostávajúce dve voľné väzby kremíkového atómu môžu byť obsadené napr. skupinami –HO alebo najčastejšie organickými ligandami ako -CH<sub>3</sub>a ďalšími. Najbežnejšie používané zlúčeniny tohto typu sú polydimetylsiloxány a majú vzorec: (CH<sub>3</sub>)<sub>3</sub>SiO[SiO(CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>]<sub>n</sub>Si(CH<sub>3</sub>)<sub>3</sub>.

Uvedené látky sú pritom za bežných podmienok úplne stabilné a nepodliehajú rozkladu ani v prítomnosti kyslíka alebo vody. Podľa počtu siloxanových skupín a ich [[ligand]]ov môžu byť výslednými produktmi ako kvapalné, tak aj pevné látky. Ich ďalšími vlastnosťami sú [[hydrofóbia]] (odpudzujú vodu) a prakticky úplná neškodnosť pre živé organizmy. 

Praktické využitie siloxánov je veľmi široké:

* V stavebníctve sa využívajú predovšetkým ich hydrofóbne vlastnosti. Sú zložkou špeciálnych [[omietka|omietok]] a náterov, ktoré zabraňujú prenikaniu vlhkosti do stavieb.

* Pevné polymérne zlúčeniny na báze siloxánov sú väčšinou označované ako [[silikónový kaučuk]]. Táto látka má elastické vlastnosti podobné klasickému kaučuku, navyše však znáša omnoho vyššie teploty a je takmer nehorľavá. Vzhľadom na tieto vlastnosti sa zo silikónového kaučuku vyrábajú rôzne tesnenia alebo výstelky nádob pre chemický priemysel.

* Hydrofóbne vlastnosti siloxánov je možné utlmiť tým, že na určité percento kremíkových atómov sú naviazané skupiny –OH. Takéto polyméry sa potom uplatňujú v medicíne na výrobu chirurgických [[implantát]]ov (najznámejšie je pravdepodobne umelé zväčšovanie veľkosti ženských pŕs).

* Kvapalné alebo polotuhé siloxány sú známe ako [[silikónové oleje]] príp. [[silikónové tuky]]. Ich prednosťou oproti klasickým mazivám je odolnosť voči vysokým teplotám a sú preto nasadzované do prostredí so zvýšeným teplotným namáhaním nielen ako mazadlá, ale aj ako médiá na prenos tepla (olejové kúpele).

== Zdravotné riziká ==
Kremík ani jeho bežné anorganické zlúčeniny nie sú toxické, sú natoľko inertné, že prejdú tráviacou sústavou úplne neporušené. Problémy nastávajú skôr pri dlhodobom vdychovaní mikroskopických čiastočiek, vznikajúcich pri brúsení za použitia silikátových materiálov alebo pri mechanickom opracovávaní silikátových výrobkov. Pľúcne ochorenie spôsobené dlhodobým ukladaním oxidu kremičitého do pľúc (zaprášenie [[pľúca|pľúc]]) s následnou novotvorbou [[väzivo|väziva]] ([[pneumokonióza]]), ktoré môže poškodiť funkciu pľúc sa nazýva [[silikóza]]. V ťažších formách sa prejavuje znížením pľúcnej kapacity, kašľom, infekciami, dušnosťou a srdečnými poruchami (lat. ''cor pulmonale''). Postihuje najčastejšie baníkov, pracovníkov v kameňolomoch a tuneloch.

Pri priemyselnej výrobe a spracovaní silánov a ich chlórovaných derivátov samozrejme musia byť dodržané prísne bezpečnostné opatrenia. Ich reakcie s kyslíkom alebo vlhkosťou môžu spôsobiť výbuch a únik toxického a žieravého [[chlorovodík]]a a iných nebezpečných zlúčenín.

Keďže sa kremík podieľa sa na tvorbe kostí, zabezpečuje elasticitu ciev, zúčastňuje sa na príjme vápnika z potravy a na raste vlasov a nechtov, jeho nedostatok u človeka môže zapríčiniť abnormality kostí, celkovú retardáciu rastu, neplodnosť, nedostatočný vývoj a [[osteoporóza|osteoporózu]]. Za normálnych okolností jeho dodávanie v podobe liekov nie je potrebné.

== Referencie ==
{{Referencie}}

== Iné projekty ==
{{Projekt|commonscat=Silicon|wikt=kremík|štítok=kremík}}

== Externé odkazy ==

* {{filit|fvk/kristal.html}}
* [http://uef.fei.stuba.sk/html5/semi/kremik.html Slovenská technická univerzita v Bratislave]
* [https://people.ksp.sk/~yoyo/prvky/prvok014.htm Kremik] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20231030132338/https://people.ksp.sk/~yoyo/prvky/prvok014.htm |date=2023-10-30 }}
{{Periodická tabuľka}}

[[Kategória:Kremík| ]]
[[Kategória:Polokovy]]
[[Kategória:Redukčné činidlá]]