周期表第 IVB 族に属する炭素族元素の一つ。シリコンともいう。天然には遊離の状態では存在しないが，酸化物やケイ酸塩として岩石中に多く存在し，地殻形成の主成分となっている。1823年にJ. J. ベルセリウスがケイ化フッ素をカリウムで還元して初めて単離した。silicon の名称は，ラテン語の火打石(二酸化ケイ素 SiO2から成る)を意味する silex に由来している。
［性質･用途］　　ダイヤモンド型構造をもち，モース硬度7。無定形ケイ素(褐色粉末)と結晶性ケイ素(暗黒青色)がある。空気中，常温では安定であるが，無定形ケイ素は空気中で加熱すると二酸化ケイ素 SiO2を生ずる。結晶性ケイ素はフッ化水素酸には不溶だが，無定形ケイ素は溶ける。アルカリ溶液には両者とも水素を発生して容易に溶ける。
　Si＋2OH－＋H2O嚏嚥SiO32－＋2H2
1000℃以上では窒素とも反応し，窒化ケイ素SiN を生成する。ハロゲンとは反応しやすく，フッ素とは常温で，塩素や臭素とはそれぞれ430℃および500℃以上で反応し四ハロゲン化ケイ素(SiF4，SiCl4，SiBr4)を生ずる。王水には徐々に侵される。高温では多くの金属酸化物を還元して金属を遊離させる。また，有機ケイ素化合物も多く知られており，アルカン(パラフィン系炭化水素CnH2n＋2)に対応するシラン(水素化ケイ素SinH2n＋2)およびその誘導体，シロキサン結合－Si－O－Si－O－を有するケイ素樹脂(シリコーンsilicone)などはその代表的なものである。
　エレクトロニクス工業における半導体材料として重要であり，また，ケイ素鋼などの合金元素，金属製錬の際の還元剤，脱酸剤，ケイ素樹脂の製造原料として用いられる。

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高分子物質の固体の性質には低分子有機化合物とは異なる特徴がいくつかある。それは，前述したように，主として高分子の固体では結晶部分と非晶質部分が混在していることによる。
［熱的性質］　　高分子化合物を加熱して液体(融液)とし，温度を下げていくと部分的に結晶が生成する。このときの温度がその高分子化合物の融点である。さらに温度を下げていくと，もう一つその物質の性質に変化の起こる点が観測される(図3)。これは非晶質部分の分子の動きが凍結される温度に相当し，ガラス転移点と呼ばれる。ガラス転移点は高分子固体の性質に大きい影響を与える。これより高い温度では高分子物質はやわらかく，低い温度ではかたくなる。たとえばチューインガムのベースとして用いられる高分子化合物は，体温付近にガラス転移点をもつので口の中で柔軟になる。零下の気温でも弾性を示すタイヤ用のゴムの原料は，ガラス転移点の低い高分子である。
［力学的性質］　　低分子有機化合物の結晶がかたくてもろいのに対し，高分子化合物の固体は強じんである。この性質は繊維，プラスチック，ゴムなどとしての利用の基礎となっている。物体に力をかけたときに起こる変形には弾性変形と塑性(あるいは粘性)変形とがあるが，高分子物質の固体はこれらが同時に起こる例の代表である。たとえば高分子の固体を引っ張ると瞬間的な伸びが起こる(弾性変形)。そのまま同じ力をかけておくと時間とともに伸びは増大する(塑性変形)。力をとり除くと瞬間的に伸びが減少するが，その後も時間とともに伸びの減少は進む。しかし長時間放置しても元の長さには戻らず，永久変形が残る(図4)。このように弾性，塑性の両方が同時に現れる性質を粘弾性という。この性質も高分子の固体では結晶部分と非晶質部分とが混在していることによる。高分子の固体に力をかけると，分子をつくっている原子間の結合の長さや角度が変化するがその程度は小さく，力をかけるのをやめれば元に戻る。しかし，結合のまわりの回転による分子の形態の変化はより起こりやすい。この変化も力をかけるのをやめると，一部は元に戻るが，分子が互いに動いて相対的な位置関係が変わっていくので，時間とともに伸びが変化し，また永久変形が残ることになる。
ゴムでは，繊維やプラスチックに比べ，小さい力で引っ張っても大きく伸び，力をかけるのをやめると元に戻るのは日常経験することである。ゴムはほとんど非晶質部分だけからなり，またゴムを構成する分子の間にはところどころ橋が架かった網目構造になっている。引っ張ると，分子をつくっている結合のまわりに回転が起こり，分子の形態は大きく変化する。力をかけることによって起こるこの変化によって，分子はより秩序だった形態をとるようになる。しかし，橋架けによる網目構造のため分子が互いに位置を変えてしまうことはなく，力をかけるのをやめると，分子はより無秩序な形態をとろうとして元の形態に戻る(図5)。⇒ゴム状弾性
［溶液の性質］　　高分子物質の濃厚な溶液は，塗料，接着剤などとして目にすることができる。その特徴は粘いことである。このように高い粘性は同じ濃度の低分子物質の溶液ではみられない。溶液が流動するときには力がかかり，そのことによって高分子の形態に変化が起こり，また分子間の相対的位置関係も変化する。これらはさらに時間とともに変化する。これが粘性として観察されることになる。

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