Nguyên tố hóa học · trang tham khảo

14Si

Silic

Silic là nguyên tố hóa học có số hiệu nguyên tử 14, ký hiệu Si. Nó nằm ở chu kỳ 3, nhóm 14, khối p. Ở nhiệt độ phòng, trạng thái tham chiếu là rắn; cấu hình electron là [Ne] 3s2 3p2.

Số hiệu nguyên tử14

Nguyên tử khối chuẩn[28.084, 28.086]

Nhóm14

Chu kỳ3

Khốip

Cấu hình electron[Ne] 3s2 3p2

Cấu trúc electron

Yếu tố nào chi phối hóa học của nguyên tố

Các nguyên tố nhóm 14 có bốn electron hóa trị. Vì vậy liên kết cộng hóa trị đặc biệt quan trọng ở các nguyên tố nhẹ, trong khi tính kim loại tăng dần khi đi xuống nhóm.

Cấu hình electron [Ne] 3s2 3p2 của Silic cho thấy lớp ngoài có thể tham gia nhiều kiểu liên kết. Các trạng thái oxi hóa +4 và +2 trở nên quan trọng với mức độ khác nhau tùy vị trí trong nhóm.

Các dạng hóa học

Hợp chất, ion và vật liệu

Silic có thể xuất hiện trong hydride, oxide, halide, hợp chất cộng hóa trị mạng hoặc hợp kim, tùy tính kim loại của nguyên tố. Ở phần nhẹ của nhóm, liên kết cộng hóa trị chiếm ưu thế; ở phần nặng, liên kết kim loại và trạng thái +2 trở nên quan trọng hơn.

Tính chất vật lý

Trạng thái và chuyển pha

Trạng thái tham chiếu ở nhiệt độ phòng là rắn. Mật độ được liệt kê là 2.329 g/cm³. Điểm nóng chảy là 1 688 K (1 415 °C). Điểm sôi là 3 538 K (3 265 °C). Áp suất, độ tinh khiết, cấu trúc tinh thể hoặc dạng thù hình có thể làm thay đổi các giá trị vật lý đo được.

Sự hiện diện và ứng dụng

Silic được gặp và sử dụng ở đâu

Trong thực tế, Silic thường được gặp trong các ứng dụng liên quan đến điện tử, pin mặt trời và thủy tinh chuyên dụng. Tùy trường hợp, tính chất được khai thác có thể thuộc về nguyên tố tinh khiết, một hợp chất, hợp kim hoặc một đồng vị cụ thể.

Trong thực tế

Ví dụ về các ứng dụng thực tế

Điện tử

Silic được dùng trong linh kiện hoặc vật liệu điện tử khi độ dẫn điện, tính bán dẫn, đáp ứng quang học hay độ bền hóa học là quan trọng.

Pin mặt trời

Silic được dùng trong lớp hấp thụ quang điện, tiếp xúc điện, lớp phủ hoặc vật liệu bán dẫn để biến ánh sáng thành điện năng.

Thủy tinh chuyên dụng

Silic được thêm vào thủy tinh để điều chỉnh chiết suất, màu sắc, giãn nở nhiệt, đáp ứng bức xạ hoặc độ bền hóa học.

Vị trí tuần hoàn

Các nguyên tố lân cận cho biết điều gì

Silic nằm ở chu kỳ 3, nhóm 14. Trong vùng lân cận hiển thị ở đây có Bo, Cacbon, Nitơ, Nhôm, Phốtpho, Gali, Gecmani và Asen. Những vị trí này cho phép so sánh trực tiếp kích thước nguyên tử, năng lượng ion hóa, trạng thái oxi hóa và xu hướng liên kết với các nguyên tố gần nhau trong bảng tuần hoàn.

Dữ liệu tham khảo

Tính chất vật lý và nguyên tử

Phân loạiá kim

Trạng thái ở nhiệt độ phòngrắn

Các lớp electron2 · 8 · 4

Mật độ2.329 g/cm³

Điểm nóng chảy1 688 K (1 415 °C)

Điểm sôi3 538 K (3 265 °C)

Độ âm điện Pauling1.9

Năng lượng ion hóa thứ nhất786.5 kJ/mol

Ái lực electron134.1 kJ/mol

Các giá trị mô tả nguyên tố hoặc nguyên tử trung hòa khi thích hợp. Dữ liệu vật lý có thể phụ thuộc vào dạng thù hình, áp suất và điều kiện đo.

Lịch sử

Phát hiện và nhận diện

Việc phát hiện Silic gắn với Jöns Jacob Berzelius. Việc nhận ra một nguyên tố mới, tách được mẫu đủ tinh khiết và gán số hiệu nguyên tử hiện đại không nhất thiết diễn ra cùng một thời điểm, nên lịch sử phát hiện cần được đọc theo từng mốc.

Đồng vị và nguyên tử khối

Thành phần đồng vị làm thay đổi các con số như thế nào

Nguyên tử khối chuẩn của Silic được cho dưới dạng khoảng [28.084, 28.086]. Tỉ lệ đồng vị trong mẫu tự nhiên có thể thay đổi đôi chút, nên một giá trị thập phân duy nhất sẽ che mất biến thiên thật giữa các vật liệu.

Silic có ít nhất một đồng vị bền. Các đồng vị có cùng số proton nên vẫn là cùng một nguyên tố, nhưng khác số neutron và vì vậy khác khối lượng nguyên tử.

An toàn

Xử lý và phơi nhiễm

Nguy cơ liên quan đến Silic phụ thuộc vào dạng hóa học, liều lượng và đường phơi nhiễm. Nguyên tố tinh khiết, ion và các hợp chất của nó có thể có tác động sinh học và môi trường rất khác nhau, vì vậy cần kiểm tra dữ liệu an toàn của chất thực tế được sử dụng.