Grundämne vs. kiseldioxid vs. silikoner

Kisel är grundämnet Si. Kiseldioxid är SiO₂ (kvarts, kristobalit, tridymit, opal). Silikater är mineraler byggda av SiO₄-tetraedrar (fältspat, pyroxen, mika, etc.). Silikoner är syntetiska polymerer med Si–O–Si-ryggrader—praktiska för bakformar, inte mineraler. Samma familjenamn, mycket olika personligheter.

En metalloid med två världar

I det periodiska systemet ligger kisel mellan metaller och icke-metaller och delar egenskaper med båda: det är glänsande och sprött, leder värme väl, men i ren form är det en halvledare—isolerande vid låga temperaturer, ledande när det påverkas av värme, ljus eller dopningsämnen.

Skalet av jordskorpan

Efter syre är kisel det näst mest förekommande grundämnet i jordskorpan, bundet som SiO₂ och silikater. Från graniter (kvarts + fältspat + mika) till basalt (pyroxen + plagioklas + olivin) är silikat-tetraedrar de grundläggande byggstenarna.

Tetraedrar hela vägen ner

SiO₄-gruppen länkar ihop sig i kedjor (pyroxener), dubbelkedjor (amfiboler), skikt (mika, lera) och ramverk (fältspat, kvarts). Att omorganisera dessa länkar är geologins favoritsysselsättning – och anledningen till att silikater visar så många strukturer och egenskaper.

Vittring & sand

Kvarts (SiO₂) är kemiskt tålig, överlever vittring för att bli sand och sandsten. Smält den med flussmedel och du får glas, färglöst tills spårmetaller färgar det som glasmålningar.

Elementärt kisel

• Stålgrå till gevärsmetall med en svag blå ton (tunn oxidinterferens).
• Yta: metallisk glans när bruten eller polerad; glasartade konkoidala flisor som flinta.
• Form: kristallina wafers/skivor av ingot, blockig polykrystallin “metall-Si” från smältugnar, eller ömtåliga dendriter odlade från smältor.

Kiseloxid & silikatrelaterade

• Kvartsvarianter: färglös bergkristall, lila ametist, rökig, citrin, rosé—du har redan mött många i denna Crystalopedia.
• Kiseldioxidkarbid (moissanit): sällsynt naturlig, vanlig syntetisk; briljant, hård, eldig—mycket annorlunda än elementärt Si.
• Kiselnitrid & silikatkeramiker: tåliga, matta till sidenmatta; värderade inom teknik.

Fototips: Tunn oxid på polerat Si ger iriserande blått; ett enda diffust ljus vid ~30° visar det utan hårt spekulärt blänk.

Steg 1 — Kiselmetall

Högren kvarts + kol smälts i en elektrisk bågugn för att göra metallurgiskt Si (~98–99% renhet). Det ser ut som mörkt, glänsande, blockigt metall med en glasliknande brott.

Steg 2 — Polysilikon

Raffinera metallen kemiskt (t.ex. via triklorsilansvägar) till ultrarent polysilikon (9N+). Tänk bleka, frostiga stavar eller pärlor—råmaterial för både chip och solceller.

Steg 3 — Enkristaller

Smält och dra en kärna för att odla en Czochralski-ingot (mono‑Si). Skiva i wafers, polera och odla en tunn oxid. Mönstra med ljus och kemi för att forma transistorer mindre än en röd blodkropp. Magi, men gör det till materialvetenskap.

Kisel vs. silikon

Kisel = grundämne (Si). Silikon = polymer (bakformar, tätningsmedel). Om det böjer sig som gummi är det inte elementärt kisel.

Kisel vs. kiseldioxid (kvarts)

Elementärt Si är metalliskt grått och ogenomskinligt. Kvarts är färglöst till många färger, glasartat och transparent/translucent; sammansättningen är SiO₂.

Kisel vs. kiselkarbid (moissanit)

SiC är en keramik, extremt hård (Mohs ~9,25) med hög briljans—populär som diamantalternativ. Elementärt Si är mjukare, mattare och ogenomskinligt.

Metalliska mineral

Kiselklumpar kan misstas för galenit eller hematit. Snabba kännetecken: låg vikt (2,33 g/cm³), konkoidala flisor och ett blåaktigt oxidglimmer—inte kubisk klyvning (galenit) eller röd strimma (hematit).

”Blå wafers”

Den vackra blå färgen på polerade wafers är en tunn oxidinterferensfärg, inte pigment. Luta och den ändras subtilt—det är fysik som visar mode.

Snabb checklista

• Stålgrått, sprött, glasartat brott? → troligen elementärt Si.
• Transparent/glasklart kristall med konkoidal brott? → kiseldioxid (kvarts).
• Studsigt, gummiaktigt ”Si”? → silikonpolymer, inte grundämnet.

Vad samlare ser

I samlingar betyder ”kisel” vanligtvis raffinerad kiselsmetall: blockiga, glänsande bitar från smältugnar; ömtåliga dendriter odlade från smältor (snöflingeliknande); eller tunna waferfragment som visar interferensfärger. Äkta naturligt kisel är en sällsynthet och vanligtvis mikroskopiskt.

Där historien börjar

Geologiskt är kisels historia överallt: kvartsådror i graniter, sandstenar och stränder; fältspater och glimmer i jordskorper; och högteknologiska, människotillverkade enkristaller odlade där chipfabriker surrar.

För elementärt Si-prov

• Hantera som glas: det är hårt men sprött—kanterna kan flisa sig.
• Undvik långa blötläggningar; torka med en mjuk, torr trasa. Ett andetag luft + mikrofiber lyfter glansen.
• Förvara individuellt; tunga mineral kan slå kanterna.

För wafers/ingoter

• Fingeravtryck etsar in oxidtoner—använd handskar eller håll i kanten.
• Visa i en liten vinkel med en liten spotlight; blå interferens framträder vackert.
• Håll magneter borta? Magneter skadar inte kisel, men närliggande ferromagnetiska kan välta ömtåliga ställ—detta tips handlar mer om fysik än kemi.

För kiseldioxid-kusiner

• Kvartsvarianter är hållbara (Mohs 7). Mild tvål + vatten är okej.
• Undvik termisk chock på inkluderad kvarts (läkta sprickor kan spricka upp).
• Separera från korund/diamantgrannar för att bevara poleringen.