ケイ素・珪素・硅素・シリコン 原子番号14
日本語の表記も様々ですが、ここでは、ケイ素・シリコンとしています。
シリコーンという言葉もしばしば聞かれます。 これはケイ素を含む高分子材料で、元素の「シリコン」とは全く別物で、全く無毒・無害です。これについては、後に説明しています。
周期表で見ると、Siは原子番号14番で、Cの真下にあります。これらはよく似た性質があるということです。
シリコンは「非金属」と書いてある場合や、「半金属」と書いてある場合があります。
物質は、おおきく「金属か非金属（それと希ガス）」に分かれます。 非金属は、金属以外のもので、この場合の「金属」は、機械加工ができて、電気や熱の良導体で、金属光沢があるもので、原子が陽イオンが規則正しく並んだ金属結合をしているもの・・・とされています。
ここに見られるように、ホウ素B、ゲルマニウムGe、ヒ素Asなどは非金属との境界にあって、金属的な一部の性質があるので、半金属と呼ばれることも多いようで、そのために、Si の分類も、「非金属・半金属」となっているようです。
しかし、炭素CやリンPなども半金属性がある形態がありますし、非金属と金属が化合して金属性がある場合も金属に分類される場合もあるので、この辺りの呼び方や分類は厳密なものではないということです。
シリコンSi の主な用途として、赤外線域の波長において、高い透過率があるために、レンズなどに用いられたり、半導体やダイオード、太陽電池としての用途や鉄鋼の合金元素として用いられます。
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自然界のシリコン
地球上(地殻）に含まれる元素は、多い順から、酸素46.6％ シリコン27.7％ アルミニウム8.1％ 鉄5.0％ （Wikipediaより）で、地殻成分では6割が シリコンSi を含む鉱物といいます。
写真は石英・長石・黒雲母からなる花崗岩（かこうがん：御影石）ですが、このように、岩石や砂などは、Siで構成されたものからできています。
岩石を構成する「2酸化ケイ素」などから出来ている物質の総称は「シリカ」と呼ばれます。
鉱石の石英などは、そのうちの結晶性シリカで、乾燥剤に用いるシリカゲルは非結晶性シリカです。
非結晶性シリカは人間に無毒で、水溶性で非結晶性のシリカは、人間の体内にも微量が含まれており、免疫力に影響を与えたり、肌の保湿、骨や髪、爪、コラーゲンの再生・構築・補強・維持を手助けしているとされます。（体内には1ｇ程度のケイ素が含まれています）
それに対して、結晶性シリカには有害なものがあります。 これらを直接に長期間、体に密着させたり、摂取する可能性がなければ、気にすることもないでしょう。
食物からの摂取するシリコンについては、問題ないとされています。（よくわかっていないのが実情です）
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しかし、当然のことですが、ケイ素を含む、サプリメントや湧水の摂りすぎは、腎臓の障害を起こすこともありますし、ケイ素を含む粉を吸い込むと、呼吸器障害が起こすという記事もあります。これも、「あえて摂る」ということでなければ、特に気にすることではありません。
シリコーンとシリコンの間違った知識から来る不安・・・について、あとで説明しています。
石綿（アスベスト）は有害です
有害な石綿（アスベスト）も天然の鉱石ですので、ケイ素と関係あるでしょう。アスベストの成分は、珪酸、酸化マグネシウム、酸化鉄などで、この珪酸は SiO2 ですので、どこにでもあるものですが、アスベストの粉塵が問題で、肺に入ると、肺機能が損なわれます。
アスベストは蛇紋石や角閃石と呼ばれる鉱物が繊維状に変形したものから作られます。
非常に有用な鉱物製品でしたが、この微細な粒子が肺に入ると有害で、肺にダメージを与えます。現在でも、古い建築廃材などではそれが含まれるものが残っているので、解体時などに、ダストを吸い込まないように注意する必要があり、適切に廃棄しなければなりません。
現在アスベストは製造が禁止されており、これに変わって無害のセラミックス類などが使われています。
石英の結晶「水晶」や宝石類
鉱石の「石英（せきえい）」の英語名がクオーツ（quartz）で、特に無色透明なものを水晶（すいしょう、 rock crystal）と呼びます。
不純物が混じった「色付き水晶」に、紫水晶(アメシスト)、黄水晶(シトリン)、紅水晶（ローズクオーツ）などがあり、パワーストーンとして人気がありますし、その他の物質(インクルージョン：内包物)を含んだ「変わり水晶」などもコレクターなどには話題の多いものです。
エレクトロニクスには欠かせない 水晶振動子
水晶の結晶に電圧（電界）を加えると、変形が生じます。同様に、水晶に力を加えて変形させるとその表面に電荷（電気といってもよい）が生じます。
これを圧電効果といい、結晶軸に対する切り出し角度によって、周波数特性や温度係数が変わるために、水晶の結晶を、ATカットと呼ばれる方法で切り出した後で、厚みよって発振周波数が決まるので、周波数を変えた発振子が作られています。
時計などでは、体温付近で温度係数が最小になるような角度で切り出し、音叉のように発振させ共振振動させることで正確な時間周期を得るように加工されます。
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シリコンウエファー
現在はシリコン単結晶は「フィフティーンナイン99.9999999999999％」の純度で製造できるといいます。
半導体に使用するには、高純度なシリコンにヒ素やホウ素などを混ぜて電子の流れを制御するという方法で半導体が作られます。2018年の日本のウェファー消費は7％で、世界で7番目ですが、製造は世界のトップで55％のウェファーを作っています。
写真の右端は直径が400ｍｍもあり、ICチップや太陽電池のベースとして、また、大電力用の整流器などに利用されます。
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シリコーン(silicone) ・・・Siとは別物
ここでは、ケイ素＝シリコン（silicon）とシリコーンは別物ですので、これを説明します。
シリコーン (silicone) とは、Siを含む高分子化合物で、その製品の、「シリコン樹脂」「シリコンゴム」などと呼ばれていたものを略して「シリコン」と呼んだこともあって、そのために、多くの人が間違った認識をしているようです。
この高分子「シリコーン」は化学的に安定で、酸化分解されにくく、人体への毒性がほとんどないものです。
シリコン樹脂の食器が、電子レンジに使用されることからわかるように、電気絶縁性が高く、誘電率が低く、紫外線や放射線にもある程度耐えられるという 夢のような材料 です。
シャンプーで、シリコン入りとノンシリコンの話題が聞かれますが、このシリコンも「シリコーン」のことです。
シリコーンオイルを配合したシャンプーは、髪をコーティングして軋み感がなくなることで、髪のつやが増し、キューティクルが再生したようなさらさら感が得られることから、大手シャンプーメーカーがこぞって配合して、その効果をPRしたことで、売上量がブレークしました。
しかしその後「シリコンとシリコーン」をごっちゃにした噂などが流布したことで論争になり、「ノンシリコン」が好まれるようになっているようです。
このシリコーンは、髪や身体に悪いものではありません。何回も書きますが、シリコーンはシリコンSiとは別物です。
シリコーン素材のトップメーカー信越化学工業さんによると、5千以上の品種にシリコーンが使用されているようですので、これが有害なら大変なことになってしまうでしょう。
非常に使用感の良い「シリコーン入りシャンプー」が、間違った噂によって悪者にされて、販売される銘柄が激減してしまいました。無害で最高の使用感があるのに嫌われてしまったのは残念です。
ちなみにシリコンゴムですが、これも、耐熱・耐水・耐薬品性に優れる無害のゴムですが、たくさん炊事キッチン用品として使われるようになっていますね。
これももちろん、シリコンSiではなく、無害のシリコーンで、シリコーン樹脂を重合して硬化した後に、整形して作ります。
医療用のカテーテルや心肺の人工弁などにも用いられる、安全性の高いものです。