Alkuaine · viitesivu

14Si

Pii

Pii on järjestysluvun 14 alkuaine (Si). Se sijaitsee jaksossa 3, ryhmässä 14 ja p-lohkossa. Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Elektronikonfiguraatio on [Ne] 3s2 3p2.

Järjestysluku14

Standardiatomipaino[28.084, 28.086]

Ryhmä14

Jakso3

Lohkop

Elektronikonfiguraatio[Ne] 3s2 3p2

Elektronirakenne

Mikä ohjaa kemiallista käyttäytymistä

Ryhmän 14 alkuaineilla on neljä valenssielektronia. Kovalenttinen sitoutuminen hallitsee kevyimpiä jäseniä, kun taas metalliluonne kasvaa ryhmässä alaspäin.

Tämän atomin elektronikonfiguraatio on [Ne] 3s2 3p2. Valenssielektronien määrä ja energia määräävät, miten atomi sitoutuu ja millaisia ionisia tai kovalenttisia rakenteita se voi muodostaa.

Kemialliset muodot

Yhdisteet, ionit ja materiaalit

Pii muodostaa puhtaana kovalenttisen verkkorakenteen. Yhdisteissä tärkeimpiä muotoja ovat piidioksidi ja silikaatit, ja sama vahva kovalenttinen sitoutuminen on tärkeää myös puolijohdemateriaaleissa.

Fysikaalinen käyttäytyminen

Olomuoto ja faasimuutokset

Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Ilmoitettu tiheys on 2.329 g/cm³. Sulamispiste on 1 688 K (1 415 °C). Kiehumispiste on 3 538 K (3 265 °C). Paine, puhtaus ja kiderakenne voivat vaikuttaa mitattuihin fysikaalisiin ominaisuuksiin.

Esiintyminen ja käyttö

Missä alkuainetta esiintyy ja käytetään

Käytännössä pii liittyy erityisesti seuraaviin yhteyksiin: elektroniikka, aurinkokennot ja erikoislasit.

Käytännössä

Konkreettisia käyttökohteita

Elektroniikka

Pii-alkuainetta käytetään elektroniikassa silloin, kun sen sähkönjohtavuus, puolijohdeominaisuudet, optinen vaste tai kemiallinen vakaus on hyödyllinen.

Aurinkokennot

Yksi käytännön yhteys on aurinkokennot. Alkuaineen tarkka rooli riippuu käytetystä kemiallisesta muodosta, seoksesta, materiaalista tai isotoopista.

Erikoislasit

Yksi käytännön yhteys on erikoislasit. Alkuaineen tarkka rooli riippuu käytetystä kemiallisesta muodosta, seoksesta, materiaalista tai isotoopista.

Paikka jaksollisessa järjestelmässä

Mitä naapurialkuaineet kertovat

Pii sijaitsee jaksossa 3 ja ryhmässä 14. Todelliset naapurialkuaineet auttavat vertaamaan atomikokoa, ionisaatioenergiaa, elektronirakennetta ja sidostapoja jaksollisen järjestelmän sisällä. Tässä lähialueessa näkyvät esimerkiksi Boori, Hiili, Typpi, Alumiini.

Viitearvot

Fysikaaliset ja atomitason ominaisuudet

Luokituspuolimetalli

Olomuoto huoneenlämmössäkiinteä

Elektronikuoret2 · 8 · 4

Tiheys2.329 g/cm³

Sulamispiste1 688 K (1 415 °C)

Kiehumispiste3 538 K (3 265 °C)

Paulingin elektronegatiivisuus1.9

Ensimmäinen ionisaatioenergia786.5 kJ/mol

Elektroniaffiniteetti134.1 kJ/mol

Arvot kuvaavat alkuainetta tai neutraalia atomia silloin, kun se on tarkoituksenmukaista. Fysikaaliset arvot voivat riippua allotroopista, paineesta ja mittausolosuhteista.

Historia

Löytäminen ja tunnistaminen

Tämän alkuaineen löytäminen yhdistetään henkilöön tai ryhmään Jöns Jacob Berzelius. Uuden alkuaineen tunnistaminen, puhtaan näytteen eristäminen ja myöhempi järjestyslukuun 14 perustuva luokittelu eivät aina tapahtuneet samanaikaisesti.

Isotoopit ja atomipaino

Miten isotooppikoostumus vaikuttaa lukuihin

Standardiatomipaino ilmoitetaan välinä [28.084, 28.086]. Luonnollisten näytteiden isotooppisuhteet voivat vaihdella hieman, joten yksi desimaaliluku peittäisi todellisen vaihtelun.

Tällä alkuaineella on vähintään yksi pysyvä isotooppi. Isotoopeilla on sama protonien määrä mutta eri neutronien määrä, joten ne ovat sama alkuaine mutta niiden atomimassat eroavat.

Turvallisuus

Käsittely ja altistuminen

Turvallisuus riippuu kemiallisesta muodosta, annoksesta ja altistusreitistä. Puhdas alkuaine, ionit ja yhdisteet voivat vaikuttaa elimistöön ja ympäristöön hyvin eri tavoin, joten käytettävän aineen omat turvallisuustiedot on tarkistettava.