Unsur kimia · halaman rujukan

14Si

Silikon

Silikon ialah unsur kimia dengan nombor atom 14 dan simbol Si. Unsur ini terletak pada kala 3, kumpulan 14, blok p. Pada suhu bilik keadaan rujukannya pepejal, dan konfigurasi elektronnya [Ne] 3s2 3p2.

Nombor atom14

Berat atom piawai[28.084, 28.086]

Kumpulan14

Kala3

Blokp

Konfigurasi elektron[Ne] 3s2 3p2

Struktur elektron

Apa yang mengawal kimianya

Konfigurasi elektron Silikon ialah [Ne] 3s2 3p2. Taburan elektron pada petala dan subpetala terluar mengawal cara atom membentuk ikatan serta keadaan pengoksidaan yang paling mungkin.

Untuk memahami kereaktifan, konfigurasi elektron perlu dibaca bersama kedudukan dalam jadual berkala. Kedua-duanya menunjukkan elektron valens, kesan pemerisaian, saiz atom dan kecenderungan atom kehilangan, menerima atau berkongsi elektron.

Bentuk kimia

Sebatian, ion dan bahan

Silikon membentuk pelbagai jenis bahan bergantung pada struktur elektron dan persekitaran kimianya. Oksida, halida, hidrida, aloi atau sebatian kovalen boleh menjadi penting; keadaan pengoksidaan menentukan struktur, ikatan dan kereaktifan.

Sifat fizikal

Keadaan dan perubahan fasa

Keadaan rujukan pada suhu bilik ialah pepejal. Ketumpatan yang disenaraikan ialah 2.329 g/cm³. Takat leburnya 1 688 K (1 415 °C). Takat didihnya 3 538 K (3 265 °C). Tekanan, ketulenan, struktur kristal dan alotrop boleh mengubah nilai fizikal yang diukur, maka keadaan pengukuran sentiasa penting.

Kewujudan dan kegunaan

Di mana Silikon ditemui dan digunakan

Dalam amalan, Silikon ditemui dalam aplikasi yang berkaitan dengan elektronik, sel suria dan kaca khas. Sifat yang digunakan boleh datang daripada unsur tulen, aloi, sebatian atau isotop tertentu; oleh itu bentuk kimia sentiasa penting apabila membincangkan kegunaan sebenar.

Dalam amalan

Contoh kegunaan sebenar

Elektronik

Silikon digunakan dalam komponen dan bahan elektronik apabila kekonduksian, sifat semikonduktor, tindak balas optik atau kestabilan kimia diperlukan.

Sel suria

Silikon digunakan dalam penyerap fotovolta, sentuhan elektrik, salutan atau lapisan semikonduktor yang menukar cahaya kepada tenaga elektrik.

Kaca khas

Silikon ditambah kepada kaca untuk mengubah indeks biasan, warna, pengembangan terma, tindak balas terhadap sinaran atau ketahanan kimia.

Kedudukan berkala

Apa yang ditunjukkan unsur jiran

Silikon terletak pada kala 3, kumpulan 14. Unsur jiran yang dipaparkan ialah Boron; Karbon; Nitrogen; Aluminium; Fosforus; Galium; Germanium; Arsenik. Kedudukan ini membolehkan perbandingan langsung saiz atom, tenaga pengionan, keadaan pengoksidaan dan kecenderungan ikatan dengan unsur bersebelahan dalam jadual berkala.

Data rujukan

Sifat fizikal dan atom

Pengelasanmetaloid

Fasa pada suhu bilikpepejal

Petala elektron2 · 8 · 4

Ketumpatan2.329 g/cm³

Takat lebur1 688 K (1 415 °C)

Takat didih3 538 K (3 265 °C)

Keelektronegatifan Pauling1.9

Tenaga pengionan pertama786.5 kJ/mol

Afiniti elektron134.1 kJ/mol

Nilai menerangkan unsur atau atom neutral apabila sesuai. Data fizikal boleh bergantung pada alotrop, tekanan, ketulenan dan keadaan pengukuran.

Sejarah

Penemuan dan pengenalpastian

Penemuan Silikon dikaitkan dengan Jöns Jacob Berzelius. Pemerhatian pertama, pengasingan sampel tulen dan penentuan nombor atom moden tidak semestinya berlaku pada masa yang sama, jadi sejarah unsur ini perlu difahami sebagai beberapa peringkat.

Isotop dan berat atom

Bagaimana isotop mempengaruhi nilai

Berat atom piawai Silikon dinyatakan sebagai julat [28.084, 28.086]. Perkadaran isotop dalam bahan semula jadi boleh berubah, jadi satu angka perpuluhan tidak semestinya mewakili semua sampel.

Silikon mempunyai sekurang-kurangnya satu isotop stabil. Semua isotop mempunyai bilangan proton yang sama tetapi bilangan neutron yang berbeza, lalu jisim atomnya juga berbeza.

Keselamatan

Pengendalian dan pendedahan

Risiko Silikon bergantung pada bentuk kimia, dos dan laluan pendedahan. Unsur bebas, ion dan sebatiannya boleh mempunyai kesan biologi serta alam sekitar yang sangat berbeza, jadi helaian data keselamatan bagi bahan khusus perlu dirujuk.