Keemiline element · teatmeleht

14Si

Räni

Räni on keemiline element aatomnumbriga 14 ja sümboliga Si. See paikneb perioodis 3, rühmas 14, p-plokis. Toatemperatuuril on võrdlusolek tahke. Elektronkonfiguratsioon on [Ne] 3s2 3p2.

Aatomnumber14

Standardne aatommass[28.084, 28.086]

Rühm14

Periood3

Plokkp

Elektronkonfiguratsioon[Ne] 3s2 3p2

Elektronstruktuur

Mis määrab selle keemia

Räni asub 14. rühmas ja tal on neli valentselektroni. Kergemate liikmete puhul on eriti tähtis kovalentne side, rühmas allapoole suureneb metalliline iseloom.

Konfiguratsioon [Ne] 3s2 3p2 aitab seletada võrgustikuliste, molekulaarsete ja metallilisemate struktuuride erinevusi selles rühmas.

Keemilised vormid

Ühendid, ioonid ja materjalid

Räni moodustab ühendeid, mille omadused sõltuvad oksüdatsiooniastmest ja sidemetüübist. Olulised perekonnad võivad olla oksiidid, halogeniidid, hüdriidid, soolad või koordinatsiooniühendid.

Füüsikaline käitumine

Olek ja faasimuutused

Toatemperatuuril on võrdlusolek tahke. Esitatud tihedus on 2.329 g/cm³. Sulamispunkt on 1 688 K (1 415 °C). Keemispunkt on 3 538 K (3 265 °C). Rõhk, puhtus ja kristallstruktuur võivad mõõdetud füüsikalisi väärtusi nihutada.

Leidumine ja kasutus

Kus räni leidub ja kasutatakse

Praktikas seostub räni eelkõige järgmiste valdkondadega: elektroonika, päikesepatareid ja eriklaasid. Konkreetne kasutus sõltub elemendi keemilisest vormist, puhtusest ja vajalikust omadusest.

Praktikas

Näiteid tegelikust kasutusest

Elektroonika

Räni kasutatakse elektroonikakomponentides või materjalides, kus on oluline elektrijuhtivus, pooljuhtivus, optiline vastus või keemiline stabiilsus.

Päikesepatareid

Räni kasutatakse fotogalvaanilistes absorberites, kontaktides, katetes või pooljuhtkihtides, mis muudavad valguse elektrienergiaks.

Eriklaasid

Räni lisatakse klaasile murdumisnäitaja, värvuse, soojuspaisumise, kiirgusvastuse või keemilise vastupidavuse muutmiseks.

Asend perioodilisustabelis

Mida naaberelemendid näitavad

Räni paikneb perioodis 3 ja rühmas 14. Päris naaberelementidega võrdlemine aitab uurida aatomraadiuse, ionisatsioonienergia, elektronegatiivsuse ja sidemekäitumise perioodilisi trende.

Võrdlusandmed

Füüsikalised ja aatomilised omadused

Klassifikatsioonpoolmetall

Olek toatemperatuuriltahke

Elektronkihid2 · 8 · 4

Tihedus2.329 g/cm³

Sulamispunkt1 688 K (1 415 °C)

Keemispunkt3 538 K (3 265 °C)

Paulingu elektronegatiivsus1.9

Esimene ionisatsioonienergia786.5 kJ/mol

Elektronafiinsus134.1 kJ/mol

Väärtused kirjeldavad elementi või neutraalset aatomit, kui see on asjakohane. Füüsikalised andmed võivad sõltuda allotroobist, rõhust ja mõõtmistingimustest.

Ajalugu

Avastamine ja tuvastamine

Räni avastamist seostatakse teadlase või töörühmaga Jöns Jacob Berzelius. Elemendi äratundmine, puhta proovi eraldamine ja tänapäevase aatomnumbri omistamine ei pruukinud toimuda samal ajal.

Isotoobid ja aatommass

Kuidas isotoopkoostis arve mõjutab

Standardne aatommass esitatakse vahemikuna [28.084, 28.086]. Looduslike proovide isotoopsuhted võivad veidi erineda, seega peidaks üks universaalne kümnendväärtus tegeliku varieeruvuse.

Ränil on vähemalt üks stabiilne isotoop. Isotoopidel on sama prootonite arv ja seega sama elemendi identiteet, kuid erinev neutronite arv ning aatommass.

Ohutus

Käitlemine ja kokkupuude

Räniga seotud ohud sõltuvad keemilisest vormist, annusest ja kokkupuuteviisist. Puhas element, ioonid ja ühendid võivad bioloogiliselt ning keskkonnas väga erinevalt käituda, seetõttu tuleb lähtuda konkreetse aine ohutusandmetest.