Силиций
от Уикипедия, свободната енциклопедия
|
||||||
Химическа серия | неметал | |||||
Група, Период, Блок | 4А, 3, p | |||||
Външен вид | тъмно сив неметал |
|||||
Свойства на атома | ||||||
Атомна маса | 28,0855 g/mol u | |||||
Атомен радиус (calc) | 110 (111) pm | |||||
Ковалентен радиус | 111 pm | |||||
Радиус на ван дер Ваалс | 210 pm | |||||
Електронна конфигурация | [Ne] 3s23p2 | |||||
e- на енергийно ниво | 2, 8, 4 | |||||
Оксидационни състояния (Оксид) |
4 (киселина) | |||||
Кристална структура | кубична | |||||
Физични свойства | ||||||
Агрегатно състояние | твърдо | |||||
Плътност | 2330 kg/m³ | |||||
Температура на топене | 1687 K (1414 °C) | |||||
Температура на кипене | 3173 K (3265 °C) | |||||
Моларен обем | 12,06×10-6 m³/mol | |||||
Специфична топлина на топене | 50,55 kJ/mol | |||||
Специфична топлина на изпарение | 384,22 kJ/mol | |||||
Налягане на парата | 4,77 Pa при 1683 K | |||||
Скорост на звука | ... m/s при ... K | |||||
Други | ||||||
Електроотрицателност | 1,90 (скала на Паулинг) | |||||
Специфичен топлинен капацитет | 700 J/(kg·K) | |||||
Специфична електропроводимост | 2,52×10-4 S/m | |||||
Топлопроводимост | 148 W/(m·K) | |||||
Йонизационен потенциал | 786,5 kJ/mol
|
|||||
Периодична система на елементите |
Силиций (на латински:Silicium), Si е химичен елемент от 4А група, 3 период. Има пореден номер Z=14 и атомна маса 28,0855 (средно).
Силицият е вторият по разпространение химичен елемент на Земята след кислорода. Той не съществува в свободно състояние, а под формата на силициев диоксид (в пясъка, кварц) или като силикат (каолин).
Името му произлиза от латинските думи silex, silicis и означава кремък.
Съдържание |
[редактиране] История
Силицият бил познат още в древността под формата на кремък и бил изолиран за първи път в чиста форма от Берцелиус през 1823 г.
[редактиране] Изотопи
Съществуват три естествени изотопа на силиция 28Si (92,18%), 29Si (4,71%) и 30Si (3,12%) и няколко получени по изкуствен път 25Si, 26Si, 27Si, 31Si, 32Si
[редактиране] Свойства
[редактиране] Физични свойства
Силицият в чист вид, при нормална температура, е твърдо вещество с кристална структура, със сиво-черен цвят и метален блясък. В тази форма в природата се среща рядко - като кристали в златната руда и във вулканичните изпарения. Елементът е разпространен на Земята най-често като силициев диоксид (SiO2) под формата на кварц или кремък (основна съставна част на пясъка). Има температура на топене 1414°C, температура на кипене 3265°C и плътност 2330 kg/m3. Не се разтваря във вода. Силицият е полупроводник, има отрицателен температурен коефециент на съпротивлението. Единичен кристал силиций притежава пиезорезистивен ефект, а кварцовите кристали - пиезоелектричен ефект.
[редактиране] Химични свойства
Силицият е сравнително инертен към киселини - не взаимодейства, освен със смес от азотна (HNO3) и флуороводородна киселина (HF). Взаимодейства с основи и халогени
[редактиране] Взаимодействие с въздух
Повърхността на кристалите на силиция са покрити от тънък слой силициев диоксид (SiO2), което не позволява на останалата част от атомите, които се намират под този слой, да реагират с въздуха при температури до 900°C. При по-високи температури се получава реакция с кислорода и се образува силициев диоксид, а при температури над 1400°C силицият реагира с азота във въздуха и образува силициевите нитриди SiN и Si3N4.
Si + O2 → SiO2
2Si + N2 → 2SiN
3Si + 2N2 → Si3N4
[редактиране] Взаимодействие с халогенни елементи
Силицият взаимодейства енергично с халогенните елементи и образува силициеви тетрахалогениди. Реакцията с флуора протича при нормална температура, докато с други халогенни елементи е необходимо температура над 300°C
Si + 2F2 → SiF4 (силициев флуорид)
Si + 2Cl2 → SiCl4 (силициев хлорид)
Si + 2Br2 → SiBr4 (силициев бромид)
Si + 2I2 → SiI4 (силициев йодид)
[редактиране] Взаимодействие с киселини
Силицият не реагира с повечето киселини при нормални условия. Изключение прави флуороводорода и азотната киселина
Si + 6HF → [SiF6]2- + 2H+ + 2H2
[редактиране] Взаимодействие с основи
Si(s) + 4NaOH → [SiO4]4- + 4Na+ + 2H2
[редактиране] Разпространение и употреба
Основен материал в съвременната електроника (производство на транзистори и интегрални схеми). Използва се също за производство на слънчеви батерии. Кварцът служи за направа на кварцови резонатори.