Silicon
Tên tiếng Việt: Silic · Si
Silicon (silic) (Si), số hiệu nguyên tử 14, là á kim và vật liệu bán dẫn quan trọng. Silicon nguyên tố khác silica SiO₂ trong thạch anh và khác silicone là một nhóm vật liệu polymer. Việc phân biệt ba tên này giúp đọc đúng các ứng dụng công nghệ và xây dựng.
Cấu tạo nguyên tử
Nguyên tử Silicon trung hoà có 14 proton và 14 electron. Cấu hình tham khảo: [Ne] 3s² 3p². Phân bố electron theo lớp: 2, 8, 4.
[Ne] 3s² 3p²Tính chất vật lý
Silicon là chất rắn, màu xám ánh kim, giòn và có tính bán dẫn. Silicon không dẫn điện tốt như kim loại nhưng cũng không cách điện hoàn toàn như nhiều phi kim. Tính bán dẫn này là lý do Silicon có vai trò cực kỳ quan trọng trong chip điện tử, pin mặt trời và linh kiện bán dẫn.
Tính chất hoá học
Silicon tương đối bền ở điều kiện thường, nhưng có thể phản ứng với Oxygen ở nhiệt độ cao tạo silicon dioxide SiO₂. Silicon cũng tạo nhiều hợp chất silicat trong tự nhiên. Trong hoá học, Silicon thường tạo liên kết cộng hoá trị và có số oxi hoá +4 phổ biến. Khi học Si, cần liên hệ đến SiO₂, silicat và tính á kim.
Ứng dụng
Silicon tinh khiết có vai trò trong chip điện tử và pin mặt trời; khả năng dẫn điện được điều chỉnh bằng pha tạp. Silicon còn được dùng trong hợp kim. Thuỷ tinh, gốm và nhiều vật liệu xây dựng sử dụng silica hoặc silicat, không phải silicon nguyên tố thay thế trực tiếp cho mọi thành phần.
Nguyên tử khối và đồng vị
Nguyên tử khối chuẩn: [28.084, 28.086]. Số neutron phụ thuộc vào đồng vị; với số khối A, số neutron bằng A − 14.
Phân bố trong tự nhiên
Silicon phân bố rộng trong vỏ Trái Đất dưới dạng silica và silicat. Thạch anh là SiO₂, không phải silicon nguyên tố. Silicon kỹ thuật được sản xuất từ nguyên liệu chứa silica; vật liệu bán dẫn còn cần tinh chế sâu và kiểm soát tạp chất.
Lịch sử phát hiện
Berzelius thu được silicon tương đối tinh khiết năm 1824, sau những mẫu chưa tinh khiết của các nhà nghiên cứu trước đó. Silica và vật liệu chứa silicat đã được con người sử dụng từ rất lâu trước khi nguyên tố được phân lập.
Lưu ý an toàn
Cần phân biệt silicon nguyên tố với bụi silica tinh thể. Hít bụi silica tinh thể hô hấp được có thể gây bệnh phổi nghiêm trọng. Khi gia công đá hoặc vật liệu chứa silica, không suy mức an toàn từ một linh kiện silicon đã hoàn thiện.
Bảng dữ liệu nguyên tố
| Tên quốc tế | Silicon |
|---|---|
| Tên tiếng Việt | Silic |
| Ký hiệu | Si |
| Số hiệu nguyên tử | 14 |
| Nguyên tử khối chuẩn | [28.084, 28.086] |
| Nhóm | 14 |
| Chu kỳ | 3 |
| Khối | p |
| Cấu hình electron tham khảo | [Ne] 3s² 3p² |
| Trạng thái ở 20 °C | Chất rắn |
| Nhiệt độ nóng chảy | 1414 °C |
| Nhiệt độ sôi | 3265 °C |
Số khối đồng vị khác với nguyên tử khối chuẩn. Các tính chất còn là dự đoán được ghi rõ trong nội dung; điều kiện đo cần được xem cùng tài liệu nguồn.
Tham khảo thêm
Bạn có thể đọc thêm các tài liệu nguồn dưới đây để tìm hiểu sâu hơn về nguyên tố và bối cảnh của các số liệu.