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Silicon - Propiétés

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Le silicium est un élément chimique dont le numéro atomique 14 et de symbole Si. Ce groupe d'éléments de químicopertenece IV A du tableau périodique. 1824 J.J.Berzelius isolé par réduction avec du tétrafluorure de silicium de potassium (SiF4).

Le silicium est un élément très untilizado dans les panneaux photovoltaïques pour ses propriétés semi-conductrices. Cela signifie que leurs propriétés physiques et chimiques sont très favorables pour favoriser l'effet photovoltaïque. L'effet photovoltaïque est l'effet tranformar permet à l'énergie des photons présents dans la lumière du soleil dans le mouvement des électrons, et donc, l'électricité.

Origine silicium

Le silicium est, après l'oxygène, l'élément le plus abondant dans la croûte terrestre, ce qui constitue 26% en poids. Il est composé d'un mélange de trois isotopes naturels, stables, avec des masses 28 (92,21%), 29 (4,70%) et 30 (3,09%), la détermination d'un poids atomique de 28,086. Ils sont également connus cinq radioisotopes artificiels de l'élément, avec des masses allant de 25 à 32.

Le silicium est largement répandu dans la nature, et sa présence a été détectée dans le soleil, les étoiles et les météorites. Ne se produira pas natif et les types les plus importants sont les différentes variétés de silice (SiO2) et des silicates.

Préparation du silicium

L'obtention de silicium elle est fabriquée par différents procédés selon le but de l'élément. La méthode commerciale la plus importante est la réduction de la silice avec du carbone dans un four électrique. La préparation de silicium très pur (99,7%) est obtenu par transformation de tétrachlorure de silicium impur (SiCl4), la purification volatile, celle-ci par distillation suivie d'une réduction avec du zinc.

Silicone pour utilisation en électronique est obtenue par purification de zone pour éliminer le bore, l'aluminium, le phosphore, le gallium, l'arsenic, l'indium et l'antimoine, et ensuite obtenir un monocristal par le procédé de Czochralski, qui consiste à immerger un cristal unique de petites dimensions dans un bain de silicium liquide chauffé à la température de fusion et retiré lentement pour provoquer la croissance du monocristal.

Normalement, cela se fait en même temps le dopage monocristalline.

aspect et les propriétés chimiques du silicium

Qu'est-ce que le silicium? Le silicium élémentaire cristallin est un métal gris, dur, avec des points de fusion très élevé et le lustre d'ébullition, et est un semi-conducteur intrinsèque. La forme amorphe de l'élément est représenté dans les poudres brunes, électriquement conducteurs, qui peuvent être fondues et vaporisées avec facilité.

En ce qui concerne les propriétés chimiques, le silicium a des différences très marquées avec du carbone, le premier élément du groupe IV A, ayant une électronégativité plus petite, ce qui entraîne des variations considérables de la polarité de certaines des liaisons, une tendance à chaîne fortement atténué (pas plus de six chaînes d'atomes de silicium), la coordination maximale six, grâce à l'existence des orbitales d vides avec une énergie appropriée, et pas de formation de liaison multiple lui-même ou tout autre élément.

Le silicium caractéristique chimique la plus importante est sa tendance à se combiner avec l'oxygène pour former un polymère ou des structures discrètes dans lesquelles chaque atome de silicium est entouré par quatre atomes d'oxygène. Étant donné la forte énergie de la liaison Si-O (89,3 kcal / mol), de telles structures bénéficient d'une grande stabilité.

Le silicium est essentiellement non métallique et sa réactivité dépend principalement du degré de division. Sous forme compacte est revêtue dans l'air d'une couche d'oxyde de surface, alors que les lumières finement divisé dans de l'air avec facilité. Il est attaqué par l'acide chlorhydrique à chaud, avec du tétrachlorure de formation (SiCl4) et dégagement d'hydrogène et du fluorure d'hydrogène froid, avec formation d'acide fluosilicique (H2SiF6), et non attaqué par d'autres acides. Il se dissout dans des bases fortes, avec formation de silicates et de dégagement d'hydrogène (Si + 2KOH + H2O & rarr; K2SiO3 + 2H2), et se combine directement avec les halogènes et chaud, avec d'autres éléments non métalliques (silicur)

.

Compte tenu de la structure électronique de silicium (3s23p2), agit de façon analogue carbone, presque exclusivement avec valence 4. Les composés sont essentiellement covalentes et beaucoup jouissent d'une importance économique considérable. Parmi les plus importants comprennent les hydrures de silane () et les dérivés alkylés et halogènes de ceux-ci, qui, par hydrolyse, conduisant à des silanols, des constituants structuraux de silicones; les halogénures, comme le tétrafluorure de silicium (SiF4), en formant un produit d'addition d'acide et hexacoordinat avec du fluorure d'hydrogène (H2SiF6), et le tétrachlorure de (SiCl4), utilisé dans la préparation de l'élément; du dioxyde de silicium et ses dérivés; les silicurs analogues à des carbures; et des propriétés très durs et réfractaires de composés binaires avec des éléments électronégatifs (carbure, nitrure).

Le silicium peut être introduit dans la structure d'une gamme de composés organiques (sililació), ce qui donne des propriétés très intéressantes. Du point de vue biologique, le silicium a, dans certains cas, un rôle important, et est le matériau de base pour la construction de la paroi cellulaire de diverses algues (diatomées), crisofíceas.

En 1990 macromolécules similaires à fullerènes de carbone de silicium ont été découverts. Ce fut une découverte inattendue, car on croyait qu'ils ne pouvaient pas fabriquer fullerènes de silicium stable. Le problème de l'instabilité de silicium réseaux fermé a été résolu en plaçant un atome de métal central, en particulier le tungstène.

Une des formes les plus stables a réalisé un ensemble de douze atomes de silicium qui forment une cage autour d'un atome de tungstène. Cette configuration présente l'avantage d'isoler les effets chimiques de l'atome central, de sorte que peut être utile pour capturer des atomes ou catalyse.

Respiration continue de poudre siliceuse apporte une grave maladie pulmonaire humaine, silicose.

Applications silicium

Silicon trouve une application sous forme élémentaire, dans des dispositifs à semi-conducteurs de fabrication de l'électronique et des cellules solaires, et en métallurgie pour la préparation des aciers spéciaux (FeSi) et d'autres alliages et à la préparation de divers composés. De manière composite (silicates, la silice, les silicones), a une utilisation très générale. Le silicium élémentaire cristallin est un métal gris, dur, avec des points de fusion et d'ébullition très élevé, le lustre et est un semi-conducteur intrinsèque. La forme amorphe de l'élément est représenté sur les poudres brunes, conducteur & rsquo; l'électricité, qui peut être facilement fondu et vaporisée.

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Dernier examen: 8 novembre 2016

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