Kémiai elem · adatlap

14Si

Szilícium

A szilícium 14 rendszámú kémiai elem (Si), a 3. periódus 14. csoportjában, a p-mezőben található. Szobahőmérsékleten a referencia szerinti halmazállapot: szilárd. Elektronkonfigurációja: [Ne] 3s2 3p2.

Rendszám14

Standard atomtömeg[28.084, 28.086]

Csoport14

Periódus3

Mezőp

Elektronkonfiguráció[Ne] 3s2 3p2

Elektronszerkezet

Mi határozza meg a kémiai viselkedését

A 14. csoport elemeinek négy vegyértékelektronjuk van. A könnyebb elemeknél ezért különösen fontos a kovalens kötés, míg a csoportban lefelé haladva nő a fémes jelleg.

A szilícium [Ne] 3s2 3p2 elektronkonfigurációja meghatározza a kötésképzésben részt vevő vegyértékelektronok számát és energiáját. Az anyagok és vegyületek tulajdonságait ezután a szerkezet és az oxidációs állapot alakítja.

Kémiai formák

Vegyületek, ionok és anyagok

Jellemző vegyületeik közé tartoznak az oxidok, halogenidek és hidridek. A könnyebb elemek erős kovalens hálózatokat vagy láncokat alakíthatnak ki, míg a nehezebb elemeknél egyre fontosabbá válik a fémes kötés és a +2 oxidációs állapot.

Fizikai viselkedés

Halmazállapot és fázisátalakulások

A referencia szerinti halmazállapot szobahőmérsékleten szilárd. A megadott sűrűség 2.329 g/cm³. Az olvadáspont 1 688 K (1 415 °C). A forráspont 3 538 K (3 265 °C). A nyomás, a tisztaság és a kristályszerkezet módosíthatja a mért fizikai tulajdonságokat.

Előfordulás és felhasználás

A szilícium előfordulása és felhasználása

A gyakorlatban a szilícium többek között a következő területeken jelenik meg: Elektronika, Napelemek és Speciális üvegek.

A gyakorlatban

Konkrét felhasználási példák

Elektronika

A szilícium olyan elektronikai alkatrészekben vagy anyagokban használható, ahol fontos a vezetőképesség, a félvezető viselkedés, az optikai válasz vagy a kémiai stabilitás.

Napelemek

A szilícium fotovoltaikus abszorberekben, érintkezőkben, bevonatokban vagy a fényt villamos energiává alakító félvezető rétegekben használható.

Speciális üvegek

A szilícium üveghez adva módosíthatja a törésmutatót, a színt, a hőtágulást, a sugárzással szembeni viselkedést vagy a kémiai tartósságot.

Helye a periódusos rendszerben

Mit mutatnak a szomszédos elemek

A szilícium a 3. periódus 14. csoportjában található. A bemutatott környezetben alumínium és foszfor között helyezkedik el ugyanabban a periódusban; szén fölötte, germánium pedig alatta található ugyanabban a csoportban. Ezek a helyzetek lehetővé teszik az atomméret, az ionizációs energia és a kötési viselkedés összehasonlítását a közeli elemekkel.

Referenciaadatok

Fizikai és atomi tulajdonságok

Besorolásfélfém

Halmazállapot szobahőmérsékletenszilárd

Elektronhéjak2 · 8 · 4

Sűrűség2.329 g/cm³

Olvadáspont1 688 K (1 415 °C)

Forráspont3 538 K (3 265 °C)

Pauling-féle elektronegativitás1.9

Első ionizációs energia786.5 kJ/mol

Elektronaffinitás134.1 kJ/mol

Az értékek az elemre, illetve ahol értelmezhető, a semleges atomra vonatkoznak. A fizikai adatok függhetnek az allotróp módosulattól, a nyomástól és a mérési körülményektől.

Történet

Felfedezés és azonosítás

A szilícium felfedezését Jöns Jacob Berzelius nevéhez kötik. Az elem felismerése, tiszta mintájának izolálása és modern rendszámának meghatározása nem feltétlenül ugyanabban az időpontban történt.

Izotópok és atomtömeg

Hogyan befolyásolja az izotópösszetétel az értékeket

A standard atomtömeg a következő intervallummal adható meg: [28.084, 28.086]. A természetes minták izotóparányai kissé eltérhetnek, ezért egyetlen univerzális tizedes érték elfedné az anyagok közötti valós különbségeket.

A szilícium legalább egy stabil izotóppal rendelkezik. Az izotópok protonszáma azonos, ezért ugyanahhoz az elemhez tartoznak, neutronszámuk és atomtömegük azonban különbözik.

Biztonság

Kezelés és expozíció

A szilícium veszélyei a kémiai formától, a dózistól és az expozíció útjától függenek. Az elemi szilícium, ionjai és vegyületei nagyon eltérő biológiai és környezeti hatásúak lehetnek, ezért mindig a ténylegesen kezelt anyagra vonatkozó biztonsági adatokat kell ellenőrizni.