Кремний – основа земной коры
В одной из баллад Жуковского рассказывается, как некий иностранец, приехав в Амстердам, расспрашивал прохожих о том, кому принадлежат магазины,
дома, суда и поместья, и на все получал один и тот же ответ: «Кан-нит-ферштан». «Как он богат!» — думал иностранец, завидуя этому человеку и не догадываясь о том, что эти слова означают по-голландски: «не понимаю».
Эта история всегда приходит мне на память, когда рассказывают о кварце. Показывают мне самые разнообразные предметы: прозрачный шар, сверкающий на солнце чистотой холодной ключевой воды, красивый пестрого рисунка агат, яркой игры многоцветный опал, чистый песок на берегу моря, тонкую, как шелковинка, нитку из плавленного кварца или жароупорную посуду из него, красиво ограненные груды кристаллов горного хрусталя, таинственный рисунок фантастической яшмы, окаменелое дерево, превращенное в кремень, грубо обработанный наконечник стрелы древнего человека, и о чем бы я ни спросил, мне ответят: все это состоит из кварца и близких к нему по составу минералов. Все это одно и то же химическое соединение элементов кремния и кислорода.
Кремний имеет условный химический знак Si — силиций. После кислорода он является самым распространенным элементом в природе. В свободном виде он никогда не встречается, а всегда образует соединение с кислородом — Si02, которое носит название: кремнезем, или окись кремния.
При слове «кремний» обычно чаще всего вспоминаешь кремень — минерал, который многие хорошо знают еще с детства; кремень твердый, дающий горячую искру при ударе о сталь и применявшийся древним человеком для получения огня, а позднее для зажигания пороха в кремневом ружье.
Однако минерал кремень — это не кремний химиков, а лишь одно, и притом не самое важное, его соединение. Сам же кремний — это замечательный химический элемент, атомы которого широко распространены вокруг нас в природе и в технике.
Кремний и кремнезем
В граните около 80 % кремнезема, или 40 % элемента кремния. Из его соединений состоит большинство твердых горных пород. Порфир мавзолея Ленина и Сталина на Красной площади, красивые граниты облицовки гостиницы «Москва», темно-синие сверкающие пятна Лабрадора в фундаментах домов на улице Дзержинского в Москве и др., — словом, все твердые и прочные породы земли состоят больше чем на треть из кремния.
Кремний — главная составная часть простой глины. Из него же состоят в основном простой песок речных берегов, толщи песчаников и сланцев.
Не удивительно поэтому, что около 30% по весу всей нашей земной коры состоит из этого элемента, что до глубины в 16 километров около 65% приходится на его главное соединение с кислородом Si02, которое химики называют кремнеземом и которое мы называем чаще всего кварцем. Мы знаем свыше двухсот различных разновидностей природного кремнезема, и больше ста различных названий употребляют минералоги и геологи, перечисляя разные виды этого важнейшего минерала.
Мы говорим об окиси кремния, когда называем кремень, кварц, горный хрусталь, говорим о ней, когда восторгаемся красотой фиолетового аметиста, пестрого опала или красного сердолика, черного оникса или серого халцедона, к нему относятся и красивые разновидности яшмы, и точильный камень, и простой песок. Самые разнообразные названия даются отдельным ее разновидностям, и, может быть, нужна целая наука, чтобы разобраться в соединениях этого замечательного элемента.
Но в природе встречается еще гораздо больше соединений, где наш кремнезем, или кремневая, кислота сочетается с окислами других металлов. При этом получаются тысячи новых видов минералов, называемых силикатами.
Человек применяет их в своей строительной технике и хозяйстве; важнейшие из них — глины и полевые шпаты — он использует для получения различных сортов стекла, фарфора и фаянса, для отливки оконных стекол, хрусталя для стаканов, для создания величайшей силы строительной техники — прочного, как броня, бетона, одного из основных материалов для полотна новых автострад, мостов и железобетонных перекрытий заводов и фабрик, театров, домов и т. д.
Что может сравниться в руках человека по прочности и разнообразию своих свойств с кремнием и его соединениями?