ธาตุเคมี · หน้าข้อมูลอ้างอิง

14Si

ซิลิคอน

ซิลิคอนเป็นธาตุเคมีที่มีเลขอะตอม 14 และสัญลักษณ์ Si อยู่ในคาบ 3 หมู่ 14 บล็อก p ที่อุณหภูมิห้องสถานะอ้างอิงคือของแข็ง และมีการจัดเรียงอิเล็กตรอน [Ne] 3s2 3p2

เลขอะตอม14

น้ำหนักอะตอมมาตรฐาน[28.084, 28.086]

หมู่14

คาบ3

บล็อกp

การจัดเรียงอิเล็กตรอน[Ne] 3s2 3p2

โครงสร้างอิเล็กตรอน

อะไรควบคุมเคมีของธาตุนี้

ธรรมชาติทางเคมีของซิลิคอนถูกกำหนดโดยอิเล็กตรอนเวเลนซ์และตำแหน่งในตารางธาตุเป็นหลัก การจัดเรียงอิเล็กตรอน [Ne] 3s2 3p2 ช่วยอธิบายพันธะ ออกซิเดชันสถานะที่พบ และความคล้ายคลึงกับธาตุข้างเคียง

เมื่อซิลิคอนสูญเสีย รับ หรือใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน มันสามารถสร้างไอออนและสารประกอบได้หลายแบบ ตำแหน่งในหมู่ 14 และบล็อก p ช่วยให้เปรียบเทียบแนวโน้มของขนาดอะตอม พลังงานไอออไนเซชัน และพฤติกรรมการเกิดพันธะได้

รูปแบบทางเคมี

สารประกอบ ไอออน และวัสดุ

ซิลิคอนสร้างสารได้หลายชนิดตามโครงสร้างอิเล็กตรอนและสภาพแวดล้อมทางเคมี ออกไซด์ เฮไลด์ ไฮไดรด์ โลหะผสม หรือสารโคเวเลนต์อาจมีความสำคัญ โดยออกซิเดชันสถานะมีผลต่อพันธะ โครงสร้าง และความไวต่อปฏิกิริยา

พฤติกรรมทางกายภาพ

สถานะและการเปลี่ยนสถานะ

ที่อุณหภูมิห้อง สถานะอ้างอิงคือของแข็ง ความหนาแน่นที่ระบุคือ 2.329 g/cm³ จุดหลอมเหลวคือ 1 688 K (1 415 °C) จุดเดือดคือ 3 538 K (3 265 °C) ความดัน ความบริสุทธิ์ โครงสร้างผลึก และอัญรูปสามารถทำให้ค่าที่วัดเปลี่ยนได้ จึงควรอ่านข้อมูลทางกายภาพพร้อมเงื่อนไขการวัด

การพบและการใช้งาน

พบซิลิคอนที่ไหนและนำไปใช้อย่างไร

ในทางปฏิบัติซิลิคอนพบการใช้งานในด้าน อิเล็กทรอนิกส์, เซลล์แสงอาทิตย์ และ แก้วชนิดพิเศษ เหตุผลของการใช้งานอาจมาจากสมบัติของธาตุบริสุทธิ์ โลหะผสม สารประกอบ หรือไอโซโทปเฉพาะ จึงควรพิจารณารูปทางเคมีควบคู่กับการใช้งานเสมอ

ตัวอย่างการใช้งานจริง

ตัวอย่างการใช้งานในโลกจริง

อิเล็กทรอนิกส์

ในงานอิเล็กทรอนิกส์ซิลิคอนถูกใช้เพราะสมบัติทางไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ หรือออปโตอิเล็กทรอนิกส์ของธาตุและสารประกอบของมันสามารถควบคุมการนำไฟฟ้า การเก็บประจุ หรือการตอบสนองต่อแสงได้

เซลล์แสงอาทิตย์

ซิลิคอนใช้ในชั้นดูดกลืน หน้าสัมผัส สารเคลือบ หรือสารกึ่งตัวนำของเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นไฟฟ้า

แก้วชนิดพิเศษ

ในงานแก้วชนิดพิเศษซิลิคอนหรือสารประกอบของมันใช้เพื่อควบคุมการดูดกลืน การปล่อย การหักเห หรือการสะท้อนของแสงในช่วงความยาวคลื่นที่ต้องการ

ตำแหน่งในตารางธาตุ

ธาตุข้างเคียงบอกอะไรเรา

ซิลิคอนอยู่ในคาบ 3 และหมู่ 14 ธาตุข้างเคียงจริงในตาราง ได้แก่ โบรอน, คาร์บอน, ไนโตรเจนการเปรียบเทียบตำแหน่งเหล่านี้ช่วยให้เห็นแนวโน้มของขนาดอะตอม พลังงานไอออไนเซชัน พันธะ และความไวต่อปฏิกิริยาได้โดยตรง

ข้อมูลอ้างอิง

สมบัติทางกายภาพและอะตอม

การจัดประเภทกึ่งโลหะ

สถานะที่อุณหภูมิห้องของแข็ง

ชั้นอิเล็กตรอน2 · 8 · 4

ความหนาแน่น2.329 g/cm³

จุดหลอมเหลว1 688 K (1 415 °C)

จุดเดือด3 538 K (3 265 °C)

อิเล็กโตรเนกาติวิตีแบบพอลิง1.9

พลังงานไอออไนเซชันลำดับแรก786.5 kJ/mol

สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน134.1 kJ/mol

เมื่อเหมาะสม ค่าต่าง ๆ อธิบายธาตุหรืออะตอมเป็นกลาง สมบัติทางกายภาพอาจขึ้นอยู่กับอัญรูป ความดัน ความบริสุทธิ์ และเงื่อนไขการวัด

ประวัติ

การค้นพบและการระบุชนิด

ซิลิคอนถูกระบุจากสมบัติทางกายภาพและเคมีที่โดดเด่นระหว่างพัฒนาการของวิชาเคมี ปัจจุบันนิยามธาตุนี้อย่างแน่นอนด้วยเลขอะตอมและโครงสร้างอะตอม ไม่ใช่เพียงลักษณะของตัวอย่างที่มองเห็นได้

ไอโซโทปและน้ำหนักอะตอม

องค์ประกอบไอโซโทปเปลี่ยนตัวเลขอย่างไร

น้ำหนักอะตอมมาตรฐานของซิลิคอนแสดงเป็นช่วง [28.084, 28.086] เพราะสัดส่วนไอโซโทปในตัวอย่างธรรมชาติอาจแตกต่างกันเล็กน้อย การใช้เลขทศนิยมเพียงค่าเดียวจึงซ่อนความแปรผันจริง

ไอโซโทปของซิลิคอนมีจำนวนโปรตอนเท่ากันจึงเป็นธาตุเดียวกัน แต่มีจำนวนนิวตรอนและมวลอะตอมต่างกัน สัดส่วนไอโซโทปธรรมชาติสามารถทำให้ค่าน้ำหนักอะตอมมาตรฐานเปลี่ยนได้

ความปลอดภัย

การจัดการและการสัมผัส

ความเสี่ยงของซิลิคอนขึ้นอยู่กับรูปทางเคมี ปริมาณ และเส้นทางการสัมผัส ธาตุบริสุทธิ์ ไอออน และสารประกอบอาจมีผลต่อร่างกายและสิ่งแวดล้อมต่างกัน จึงควรตรวจข้อมูลความปลอดภัยของสารจริงเสมอ