Det periodiske system›Grundstoffer›Silicium

Grundstof · referenceark

14Si

Silicium

Silicium (Si) er grundstof 14, et halvmetal i gruppe 14, periode 3 og p-blokken. Elektronkonfigurationen [Ne] 3s2 3p2 hjælper med at forklare binding og reaktivitet; referencetilstanden ved stuetemperatur er fast stof.

Atomnummer14

Standardatomvægt[28.084, 28.086]

Gruppe14

Periode3

Blokp

Elektronkonfiguration[Ne] 3s2 3p2

Elektronstruktur

Hvad styrer kemien?

Grundstofferne i gruppe 14 har fire valenselektroner. Hos de lettere medlemmer dominerer kovalente bindinger; længere nede i gruppen bliver den metalliske karakter tydeligere.

For silicium viser konfigurationen [Ne] 3s2 3p2, hvor mange yderste elektroner der kan indgå i binding. Forskelle i struktur og oxidationstrin kan derfor give meget forskellige materialer og forbindelser.

Kemiske former

Forbindelser, ioner og materialer

Kemien omfatter kovalente netværk og molekylære forbindelser, oxider, halogenider og — for de tungere grundstoffer — tydeligt metalliske materialer. Oxidationstrinnene +4 og +2 er vigtige i forskellig grad.

Fysisk adfærd

Tilstand og faseændringer

Referencetilstanden ved stuetemperatur er fast stof. Den angivne massefylde er 2.329 g/cm³. Smeltepunktet er angivet til 1 688 K (1 415 °C). Kogepunktet er angivet til 3 538 K (3 265 °C). Tryk, renhed, allotropi og krystalstruktur kan forskyde målte fysiske værdier.

Forekomst og anvendelser

Hvor silicium findes og bruges

Silicium findes i jordskorpen især som siliciumdioxid og silikater. Det er vigtigt i glas, keramik, byggematerialer, halvledere og solceller.

I praksis

Konkrete anvendelser

Elektronik

Silicium spiller en rolle i elektronik. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Solceller

Silicium spiller en rolle i solceller. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Specialglas

Silicium spiller en rolle i specialglas. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Placering i det periodiske system

Hvad naboelementerne fortæller

Silicium ligger i periode 3, gruppe 14 og p-blokken. Det viste nabolag omfatter blandt andet Bor, Carbon, Nitrogen, Aluminium. Sammenligning med disse grundstoffer gør det lettere at følge tendenser i atomstørrelse, ioniseringsenergi, elektronegativitet og binding.

Referencedata

Fysiske og atomare egenskaber

Klassifikationhalvmetal

Tilstand ved stuetemperaturfast stof

Elektronskaller2 · 8 · 4

Massefylde2.329 g/cm³

Smeltepunkt1 688 K (1 415 °C)

Kogepunkt3 538 K (3 265 °C)

Pauling-elektronegativitet1.9

Første ioniseringsenergi786.5 kJ/mol

Elektronaffinitet134.1 kJ/mol

Værdierne beskriver grundstoffet eller det neutrale atom, hvor det er relevant. Fysiske data kan afhænge af allotropi, tryk, renhed og målebetingelser.

Historie

Opdagelse og identifikation

Opdagelsen af silicium forbindes i denne historiske registrering med Jöns Jacob Berzelius. Anerkendelse som grundstof, isolering af en ren prøve og den senere definition via atomnummer skete ikke nødvendigvis samtidig.

Isotoper

Hvordan isotopsammensætningen ændrer tallene

Standardatomvægten angives som intervallet [28.084, 28.086]. Naturlige prøver kan variere lidt i isotopforhold, så én fast decimalværdi ville skjule reel variation.

Silicium har mindst én stabil isotop. Isotoper har samme antal protoner og er derfor samme grundstof, men de har forskelligt antal neutroner og forskellig atommasse.

Sikkerhed

Håndtering og eksponering

Risikoen ved silicium afhænger af kemisk form, dosis og eksponeringsvej. Grundstoffet, dets ioner og dets forbindelser kan have meget forskellige biologiske og miljømæssige virkninger; sikkerhedsdata skal derfor vurderes for det konkrete stof.