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화학 원소 · 참고 페이지

14Si

규소

규소는 원자번호 14, 원소 기호 Si인 화학 원소다. 주기율표에서 3주기, 14족, p 블록에 위치한다. 실온에서의 기준 상태는 고체이며 전자 배치는 [Ne] 3s2 3p2이다.

원자번호14

표준 원자량[28.084, 28.086]

족14

주기3

블록p

전자 배치[Ne] 3s2 3p2

전자 구조

화학적 성질을 결정하는 요인

14족 원소는 네 개의 원자가 전자를 가진다. 가벼운 원소에서는 공유 결합이 특히 중요하고, 족 아래로 내려갈수록 금속성이 증가한다.

규소의 전자 배치 [Ne] 3s2 3p2는 결합에 참여하는 원자가 전자의 수와 에너지를 정한다. 실제 물질의 성질은 구조와 산화 상태에 따라 크게 달라진다.

화학적 형태

화합물, 이온과 물질

14족은 수소화물, 산화물, 할로젠화물과 다양한 공유 결합 화합물을 만든다. 탄소와 규소에서는 거대한 공유 결합 구조가 특히 중요하고, 무거운 원소에서는 금속성 결합의 비중이 커진다.

물리적 거동

상태와 상전이

실온에서의 기준 상태는 고체이다. 제시된 밀도는 2.329 g/cm³이다. 녹는점은 1 688 K (1 415 °C), 끓는점은 3 538 K (3 265 °C)이다. 압력, 순도와 결정 구조에 따라 실제 측정되는 물리적 성질은 달라질 수 있다.

존재와 활용

규소는 어디에서 발견되고 어떻게 쓰이는가

실제 활용에서 규소는 전자기기 · 태양전지 · 특수 유리 같은 분야와 관련된다. 어떤 경우에는 원소 자체가 아니라 특정 화합물, 합금 또는 동위원소의 성질을 이용한다.

실제 활용

실제 사용 사례

전자기기

규소는 전도성, 반도체 거동, 광학 반응 또는 화학적 안정성이 필요한 전자 부품과 재료에 사용된다.

태양전지

규소는 빛을 전기로 바꾸는 태양전지의 흡수층, 접점, 코팅 또는 반도체 층에 사용된다.

특수 유리

규소는 유리의 굴절률, 색, 열팽창, 방사선 반응 또는 화학적 내구성을 조절하기 위해 첨가된다.

주기율표상의 위치

이웃 원소가 알려 주는 것

규소는 3주기 14족에 있다. 여기 표시된 주변 원소에는 붕소, 탄소, 질소, 알루미늄, 인, 갈륨, 저마늄, 비소 등이 있다. 이 위치 관계를 이용하면 원자 크기, 이온화 에너지와 결합 성향이 주기율표에서 어떻게 변하는지 비교할 수 있다.

참고 데이터

물리적·원자적 성질

분류준금속

실온에서의 상태고체

전자 껍질2 · 8 · 4

밀도2.329 g/cm³

녹는점1 688 K (1 415 °C)

끓는점3 538 K (3 265 °C)

폴링 전기음성도1.9

1차 이온화 에너지786.5 kJ/mol

전자 친화도134.1 kJ/mol

값은 해당되는 경우 원소 자체 또는 중성 원자를 기준으로 한다. 물리적 데이터는 동소체, 압력과 측정 조건에 따라 달라질 수 있다.

역사

발견과 확인

규소의 발견은 Jöns Jacob Berzelius와 관련되어 있다. 원소의 인식, 순수한 시료의 분리, 현대적인 원자번호의 부여는 반드시 같은 시기에 이루어진 것은 아니다.

동위원소와 원자량

동위원소 조성이 수치에 미치는 영향

표준 원자량은 [28.084, 28.086]의 범위로 제시된다. 자연 시료마다 동위원소 비율이 조금씩 달라질 수 있으므로 하나의 고정된 소수값만으로는 실제 변이를 나타내기 어렵다.

규소는 적어도 하나의 안정 동위원소가 있다. 동위원소는 양성자 수가 같아 같은 원소이지만 중성자 수와 원자 질량이 서로 다르다.

안전

취급과 노출

규소의 위험성은 화학적 형태, 노출량과 노출 경로에 따라 달라진다. 순수한 원소, 이온과 화합물은 생물학적·환경적 영향이 크게 다를 수 있으므로 실제 취급 물질의 안전 자료를 확인해야 한다.