Химичен елемент · справочна страница

14Si

Силиций

Силиций е химичен елемент с атомен номер 14 (Si), разположен в период 3, група 14 и блок p. Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Електронната конфигурация е [Ne] 3s2 3p2.

Атомен номер14

Стандартна атомна маса[28.084, 28.086]

Група14

Период3

Блокp

Електронна конфигурация[Ne] 3s2 3p2

Електронна структура

Какво определя химичното поведение

Елементите от група 14 имат четири валентни електрона. Това прави ковалентното свързване особено важно при по-леките представители, докато металният характер нараства надолу по групата.

При Силиций електронната конфигурация [Ne] 3s2 3p2 определя броя и енергията на валентните електрони, които участват в химичните връзки. След това структурата и степента на окисление определят свойствата на материалите и съединенията му.

Химични форми

Съединения, йони и материали

Типичните съединения включват оксиди, халогениди и хидриди. По-леките представители могат да изграждат здрави ковалентни мрежи или вериги, докато при по-тежките елементи нарастват металният характер на връзките и значението на степента на окисление +2.

Физично поведение

Агрегатно състояние и фазови преходи

Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Посочената плътност е 2.329 g/cm³. Температурата на топене е 1 688 K (1 415 °C). Температурата на кипене е 3 538 K (3 265 °C). Налягането, чистотата и кристалната структура могат да променят измерените физични свойства.

Разпространение и приложения

Къде се среща силиций и за какво се използва

На практика силиций се среща в приложения като Електроника, Слънчеви клетки и Специални стъкла.

На практика

Конкретни примери за приложение

Електроника

Силиций се използва в електронни компоненти или материали, при които са полезни електропроводимостта, полупроводниковото поведение, оптичният отклик или химичната устойчивост.

Слънчеви клетки

Силиций се използва във фотоволтаични абсорбери, контакти, покрития или полупроводникови слоеве, които преобразуват светлината в електрическа енергия.

Специални стъкла

Силиций се добавя към стъкло, за да се изменят показателят на пречупване, цветът, топлинното разширение, реакцията към лъчение или химичната устойчивост.

Положение в периодичната система

Какво показват съседните елементи

Силиций е в период 3 и група 14. В показаната област той се намира между алуминий и фосфор в същия период; въглерод е над него, а германий е под него в същата група. Тези позиции позволяват сравнение на атомния размер, йонизационната енергия и химичното свързване със съседните елементи.

Справочни данни

Физични и атомни свойства

Класификацияметалоид

Агрегатно състояние при стайна температуратвърдо

Електронни слоеве2 · 8 · 4

Плътност2.329 g/cm³

Температура на топене1 688 K (1 415 °C)

Температура на кипене3 538 K (3 265 °C)

Електроотрицателност по Полинг1.9

Първа йонизационна енергия786.5 kJ/mol

Електронен афинитет134.1 kJ/mol

Стойностите се отнасят за елемента или за неутралния атом, когато това е приложимо. Физичните данни могат да зависят от алотропната форма, налягането и условията на измерване.

История

Откриване и идентифициране

Откриването на силиций се свързва с Jöns Jacob Berzelius. Разпознаването на елемента, изолирането на чиста проба и определянето на съвременния му атомен номер не е задължително да са станали едновременно.

Изотопи и атомна маса

Как изотопният състав променя числените стойности

Стандартната атомна маса е дадена като интервал [28.084, 28.086]. Естествените проби могат леко да се различават по изотопния си състав, затова една универсална десетична стойност би скрила реалните различия между материалите.

Силиций има поне един стабилен изотоп. Различните изотопи имат еднакъв брой протони и затова принадлежат към един и същ химичен елемент, но се различават по броя на неутроните и атомната маса.

Безопасност

Работа и експозиция

Рисковете, свързани с силиций, зависят от химичната форма, дозата и пътя на експозиция. Чистият елемент, неговите йони и съединения могат да имат много различни биологични и екологични ефекти, затова данните за безопасност трябва да се проверяват за конкретното използвано вещество.