Silicis

Straipsnis iš Vikipedijos, laisvosios enciklopedijos.
Peršokti į: navigaciją, paiešką
Silicis (Si)
Si-TableImage.png
Periodinė grupė

Metaloidas

Atomo numeris 14
Išvaizda

tamsiai pilkas, su melsvu atspalviu
Si,14.jpg

Atomo savybės
Atominė masė
(Molinė masė)

28,0855 а.m.v. (g/mol)

Atomo spindulys

110 (111) pm

Jonizacijos energija
(pirmas elektronas)

786,5 kJ/mol (eV)

Elektronų konfigūracija

[Ne]3s² 3p²

Cheminės savybės
Kovalentinis spindulys

111 pm

Jono spindulys

? pm

Elektroneigiamumas

1,90 (pagal Polingą)

Elektrodo potencialas

N/A

Oksidacijos laipsniai

4

Termodinaminės savybės
Tankis

2,33 g/cm³

Šiluminė talpa

700 J/(K·mol)

Šiluminis laidumas

148 W/(m·K)

Lydymosi temperatūra

1687 K

Lydymosi šiluma

50,55 kJ/mol

Virimo temperatūra

3173 K

Garavimo šiluma

384,22 kJ/mol

Molinis tūris

12,06 cm³/mol

Kristalinė gardelė
Kristalinė gardelė

kubinė

Gardelės periodas

N/A Å

Silicis (lot. silicium) – cheminis elementas periodinėje elementų lentelėje, žymimas Si. Silicio atominis skaičius – 14.

Nors silicis sudaro net 27 % Žemės plutos masės, tačiau gryno gamtoje nerandama. Šis elementas laboratorijoje išskirtas tik 1811 m. Tai tamsiai pilki metališko blizgesio milteliai. Junginiuose silicis yra keturvalentis, jo oksidacijos laipsnis (išskyrus junginius su metalais) lygus +4. Silicis yra šiuolaikinės elektronikos pramonės pagrindas. Be to silicis gali sudaryti silikatus.

Pavadinimo kilmė[taisyti | redaguoti kodą]

Silicio yra daug titnage, iš kurio 1823 m. Jensas Jakobas Bercelijus ir išgavo šį elementą (lot. silex – kietas akmuo, titnagas).

Silicio fizinės ir cheminės savybės[taisyti | redaguoti kodą]

Silicio fizikinės savybės[taisyti | redaguoti kodą]

Silicis – puslaidininkis. Jo plonos plokštelės, išpjautos iš silicio monokristalų, naudojamos šiuolaikinėje technikoje, pavyzdžiui, saulės baterijose, paverčiančiose saulės spindulių energiją elektros energija. Daugelyje išlydytų metalų, pavyzdžiui, aliuminyje, silicis tirpsta, nesijungdamas su jais, ir aušinant lydalą, išsiskiria kristalais.

Silicio cheminės savybės[taisyti | redaguoti kodą]

Išoriniame silicio atomo sluoksnyje yra 4 elektronai. Todėl silicis, panašiai kaip ir anglis, gali būti:

  1. teigiamai keturvalentis – jungdamasis su labiausiai elektroneigiamais elementais;
  2. neigiamai keturvalentis siliciduose – silicio ir labiausiai elektroneigiamų elementų (metalų) junginiuose;
  3. keturkovalentis – poliškumu mažai nuo jo besiskiriančių elementų atžvilgiu; be to, savo alotropinėse modifikacijose.

Laisvas silicis turi deimanto gardelę, kurioje kiekvienas silicio atomas apsuptas tetraedro keturių kitų atomų, sujungtų su juo paprastomis kovalentinėmis jungtimis.

Įprastinėje temperatūroje silicis jungiasi tik su fluoru. Kaitinamas ore amorfinis silicis jungiasi su deguonimi – stipriai įkaisdamas sudega iki silicio oksido. Taip pat silicis lengvai jungiasi su chloru. Su kitais mažiau elektroneigiamais nemetalais silicis jeigu ir reaguoja, tai ne taip energingai ir sudaro ne tokius patvarius junginius…

Silicio gavimas[taisyti | redaguoti kodą]

Silicis nepaprastai stipriai susijungęs su deguonimi; todėl norint gauti silicį iš jo dioksido, reikia labai energingo reduktoriaus. Laboratorijos sąlygomis amorfinis silicis gaunamas Beketovo būdu. Tam smulkaus kvarco smėlio ir magnio miltelių mišinys supilamas į sunkiai lydomą mėgintuvėlį ir, įstačius į mišinį magnio juostelę, uždegamas:

SiO2 + 2Mg → Si + 2MgO + 372 kJ

Silicio junginiai[taisyti | redaguoti kodą]

Silicio dioksidas (SiO2)[taisyti | redaguoti kodą]

Tai viena labiausiai paplitusių medžiagų Žemės plutoje. Jis randamas dviejų atmainų: kristalinis ir amorfinis. Kristalinis SiO2 dažniausiai aptinkamas kvarco pavidalu. Smulkūs kvarco grūdeliai – paprastas smėlis. Švarus smėlis yra baltas, geležies junginių nudažytas – geltonas. Fizinės dirvožemio savybės, taip pat jo gerumas daug priklauso nuo smėlio grūdelių dydžio ir kiekio. Kvarco kristalų pavadinimas priklauso nuo jų spalvos: rudas vadinamas dūminiu kvarcu, violetinis – ametistu, bespalvis skaidrus – kalnų krištolu.

Kvarco kristalai[taisyti | redaguoti kodą]

Jie naudojami papuošalams ir laikrodžių ašelių lizdams gaminti. Kalnų krištolas praleidžia ultravioletinius spindulius ir dėl to naudojamas optinėse priemonėse linzėms. Amorfinis silicio dioksidas randamas kaip „infuzorinė žemė“. Tai kadaise gyvenusių infuzorijų kiautelių likučiai, naudojami dinamitui gaminti. Kristalinis SiO2 kartu su amorfiniu sudaro titnagą, agatą ir kt. Titnagas dabar vartojamas rutuliniuose malūnuose.

Silicio rūgštys ir silikatai[taisyti | redaguoti kodą]

Silicio rūgšties, kaip ir fosforo rūgšties, anhidridą atitinka ne viena, o daugybė rūgščių, kurios susidaro prijungus prie jo nevienodą vandens kiekį; aukščiausia iš jų silicio ortorūgštis H4SiO4 atitinka fosforo ortorūgštį, gaunamą prie fosforo rūgšties anhidrido prijungiant maksimalų kiekį vandens. Išskirti silicio rūgšties nepavyksta, ir apie jų formą sprendžiame iš jų druskų – gamtinių silikatų – sudėties ir sandaros.

Nors yra daug kristalinių silikatų struktūrų, jos susidaro, visada laikantis dviejų dėsningumų:

  1. Kiekvienas silicio atomas apsuptas keturių deguonies atomų tetraedro;
  2. Aplink silicio atomus esantys deguonies tetraedrai niekada nesijungia vienas su kitu daugiau kaip viena viršūne (Polingo taisyklė).

Vikiteka