ケイ素・珪素・硅素・シリコン Si 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。
この「シリコン Si」という言い方は、半導体や鉄鋼用材料に対する言い方で、高分子化合物は「シリコーン」と言って区別するのがいいのですが、統一されていないために、今でも混同している人が多いので、間違わないようにしましょう。
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。つまり、近くの元素は、よく似た性質があるということです。
シリコンSiは非金属または半金属
シリコンは「非金属」となっている場合と「半金属」と書いてある場合があり、この周期表では半金属になっています。
物質は、おおきく「金属か非金属（それと希ガスに分ける場合もあります）」に分類されます。
「金属」は、機械加工ができる、電気や熱の良導体、金属光沢があり、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で、「非金属」は、金属以外のものです。
その境界にあるのが、シリコンSi、ホウ素B、ゲルマニウムGe、ヒ素Asなどで、これらには、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す。
そのために、Si の分類も、「非金属や半金属」となっていますが、この辺りの呼び方や分類は厳密なものではありません。
シリコンSi の主な用途は、半導体や電子部品がよく知られていますが、その他にも、ソーラーパネルの材料やシリコーンの材料、鉄鋼の合金元素など、いろんな用途に用いられています。
自然界のシリコン
花崗岩
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 を含む鉱物です。
上の写真は石英・長石・黒雲母からなる「花崗岩（かこうがん：御影石）」で、このように、岩石や砂などは、ほとんどがSiで構成されています。
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ケイ素Siと酸素Oの化合物はシリカと呼ばれます
岩石を構成する「2酸化ケイ素 SiO2」などから出来た物質は「シリカ」と呼ばれ、鉱石の石英などは 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。
非結晶性シリカの「シリカゲル」は無害だが結晶性の水晶は有害？
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いて、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。
有害な結晶性のシリカは、水晶やオパールにも含まれますから、長い時間それを体に密着させたり、口に入れたりした場合は心配になるかもしれませんが、粉にして食べると問題ですが、特に気にすることもありません。
もちろん、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。
ただ、これについては、よくわかっていないのが実情のようで、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。
そして、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。
これについても、「あえて摂る」ということをしなければ、特に気にするレベルではありません。
過去には有用だった石綿（アスベスト）は非常に有害
有害な石綿（アスベスト）も天然の鉱石なのでケイ素と関係あります。
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、地球上のどこにでもあるものです。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ていましたが、現在は製造や使用が禁止されています。
しかし、アスベストは「粉塵」が肺に入ると排出されないために、肺機能が損なわれるために、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と、解体時には、ダストを吸い込む恐れがあるので、適切な廃棄が要求されます。
現在は、アスベストに変わって、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）です。
特に無色透明なものを水晶（すいしょう、 rock crystal）と呼びます。
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不純物が混じった「色付き水晶」には、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も人気があります。
水晶にその他の物質(インクルージョン：内包物)を含んだ「変わり水晶」などはコレクターの話題になります。
水晶も結晶化しているシリコンですから、厳密に言えば無害とは言えません。
しかし、粉にして食べるなどの特殊なことで口に入れなければ問題はない有害さです。
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）を加えると変形し、逆に、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ます。
水晶の結晶軸に対する切り出し角度を変えると、周波数特性や温度係数が変わるので、ATカット と呼ばれる、広い温度範囲で安定した周波数がえられる方法で切り出したものが、クオーツ時計などに使われています。
水晶を切り出した後に、電圧をかけて高周波振動を与えると、厚みよって、一定の発振（振動）周波数で発振します。
それを利用して、周波数に応じた発振子（水晶発振子）が作られています。
シリコンウエハー（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。
主な製造法は、シリコンを加熱して溶融させたところに、種になる結晶を入れて、そこに純度の高いシリコンを成長させて大きくさせていきます。
上左の写真の丸棒は シリコンSi のインゴットで、それを1mm程度に切断して、手前にあるようなシリコンウエハーが作られますが、集積回路（ICやLSI）の製造には、インゴットが太いほうが歩留まりがいいので、インゴットは直径が300mmを超えるものが作られています。
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半導体が作られます。
ヒ素やホウ素も上の周期表では、シリコンに近くにある「半金属」ですね。
2018年の日本のウェハーの消費は7％と世界で7番目ですが、ウエハー製造は世界のトップで60％以上のウェファーを日系企業が製造しています。
近年は、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） … これは無害の「Siの高分子化合物」
ケイ素＝シリコン（silicon）で、この「シリコーン」は全くの別物です。
シリコーン (silicone) は、Siを含む高分子化合物で、その製品が「シリコン樹脂」「シリコンゴム」などと呼ばれていたために、それを短縮して「シリコン」と呼ばれたことで「有害なのでは … 」という間違った認識をされてしまったようです。
この高分子の「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ありません。
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、誘電率が低くて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。
シリコン入りとノンシリコンのシャンプーの話題 が聞かれましたが、ここでの「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ます。
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。
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、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られています。
この「シリコンゴム」は、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。
（来歴）R6年6月に確認 R8.4月に確認
