규소(Si)의 어원, 특징, 활용

 

규소는 원자번호 14번이며 주기율표상 3주기 14족의 원소입니다.

원소기호는 Si로 라틴어의 ‘부싯돌(Silicis)’에서 유래하였으며

1810년 스웨덴의 화학자 ‘베르셀리우스’가 Si라고 명명하였습니다.

규소(Silicon)의 어원이 된 부싯돌

 

일상 생활에서는 반도체의 재료인 ‘실리콘’으로 알려져 있으며

지구의 지각에서 산소 다음으로 많은 원소(27.7%)를 차지하며,

우주에서는 질량 기준으로 8번째로 많이 존재하는 원소입니다.

흔히 모래, 암석과 같은 곳에서 이산화규소나 규산염의 상태를 하고 있습니다.

 

규산염이 들어가있는 '석영"

규소는 이러한 기본적인 특성을 가지고 있습니다.

원자량: 28.084 g/mol

밀도: 2.33g/cm³

녹는점: 1449.85 ℃

끓는점: 3264.85 ℃

상온 상태: 고체

전기 음성도: 1.90

 

 

규소의 대표적인 특징으로는 고체 상태일 때보다 액채 상태일 때 밀도가 더 높으며,

물처럼 고체가 되면 부피가 더 커지는 성질이 있습니다.

또한 반도체의 성질을 가져서 전기 저항과 온도가 반비례하는 성질을 보입니다.

 

규소는 최외각 전자 4개를 가져서 반도체의 성질을 보인다.

일상생활에서 규소는 규산염의 상태로 존재하며 가공전에는

건축 자채, 도자기, 세라믹, 유리 등의 제조에 사용됩니다.

 

여러 가공을 거치고 나온 순수한 규소 단결정은

반도체 산업에 주로 사용되는 규소 웨이퍼를 생산하는데 이용됩니다.

이러한 웨이퍼를 베이스로 반도체가 만들어지며 트랜지스터, 태양 전지, 각종 반도체 제품에 중요 원소로 사용됩니다.

규소 단결정을 이용한 태양 전지의 모습

 

하지만 이러한 규소를 활용한 규소 화합물의 미세한 분말을 마시게 되면 폐에 축척되어

진폐증(폐 세포에 염증과 섬유화가 일어난 상태)을 유발할 수 있으며

눈, 피푸, 호흡기 등에 자극을 주기 때문에 규소를 가공하는 공정에서 일을 하게 되면

반드시 보호 장구를 착용하여 작업에 임해야 합니다.

보호 장구를 착용하고 실리콘 가공을 하는 연구원의 모습

 

 

 

 

<사진 출처>

 

부싯돌 사진: https://www.istockphoto.com/kr/%EC%82%AC%EC%A7%84/%EB%B6%80%EC%8B%AF%EB%8F%8C-silex-stones-gm465075497-33202784

석영 암석 사진: https://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B7%9C%EC%82%B0%EC%97%BC_%EA%B4%91%EB%AC%BC

규소 원자구조 사진: https://gamma0burst.tistory.com/462

태양광 사진: https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2018/09/06/2018090600046.html

연구원 사진: https://www.hankyung.com/it/article/201907054278i