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Si 14

Silicon (Si)

metalloid
Période: 3 Groupe: 14 Bloc: p

Solid

Masse atomique relative standard

28,085 u [28,084, 28,086]

Configuration électronique

[Ne] 3s2 3p2

Point de fusion

1413,85 °C

Point d’ébullition

3264,85 °C

Masse volumique

2329,6 kg/m³

États d’oxydation

−4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4

Électronégativité (Pauling)

1,9

Énergie d’ionisation (1re)

8,15168 eV

Année de découverte

1824

Rayon atomique

110 pm

Détails

Origine du nom Latin: silex, silicus, (flint).
Pays de découverte Sweden
Découvreurs Jöns Berzelius

Silicon is a hard, brittle metalloid in group 14. It is tetravalent in most compounds and forms strong bonds to oxygen, making silicates the dominant minerals of Earth’s crust. Elemental silicon is central to modern electronics because its oxide, silicon dioxide, can be grown as a stable insulating layer. In bulk chemistry it is less reactive than carbon at ordinary temperatures, but it dissolves or reacts under strongly alkaline, oxidizing, or high-temperature conditions.

Crystalline silicon has a metallic luster and grayish color. Silicon is a relatively inert element, but it is attacked by halogens and dilute alkali. Most acids, except hydrofluoric, do not affect it. Elemental silicon transmits more than 95% of all wavelengths of infrared, from 1.3 to 6.y micro-m.

The name derives from the Latin silex and silicis for "flint". Amorphous silicon was discovered by the Swedish chemist Jöns Jacob Berzelius in 1824. Crystalline silicon was first prepared by the French chemist Henri Sainte-Claire Deville in 1854.

Silicon was discovered by Jöns Jacob Berzelius, a Swedish chemist, in 1824 by heating chips of potassium in a silica container and then carefully washing away the residual by-products. Silicon is the seventh most abundant element in the universe and the second most abundant element in the earth's crust. Today, silicon is produced by heating sand (SiO2) with carbon to temperatures approaching 2200°C.

From the Latin. word silex, silicis, flint. In 1800, Davy thought silica to be a compound and not an element; but in 1811, Gay Lussac and Thenard probably prepared impure amorphous silicon by heating potassium with silicon tetrafluoride.

In 1824 Berzelius, generally credited with the discovery, prepared amorphous silicon by the same general method and purified the product by removing the fluosilicates by repeated washings. Deville in 1854 first prepared crystalline silicon, the second allotropic form of the element.

Images

Propriétés

Propriétés chimiques

Électronégativité (Pauling)
1,9 Comparer : Électronégativité (Pauling) de tous les éléments →
Électronégativité (Allen)
1,916
Affinité électronique
1,385 eV
Énergie d’ionisation (1re)
8,15168 eV Comparer : Énergie d’ionisation (1re) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (2e)
16,345906 eV Comparer : Énergie d’ionisation (2e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (3e)
33,493115 eV Comparer : Énergie d’ionisation (3e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (4e)
45,141945 eV Comparer : Énergie d’ionisation (4e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (5e)
166,767574 eV Comparer : Énergie d’ionisation (5e) de tous les éléments →
États d’oxydation
−4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4 Comparer : États d’oxydation de tous les éléments →
Électrons de valence
4 Comparer : Électrons de valence de tous les éléments →
Configuration électronique
[Ne] 3s2 3p2

Propriétés thermodynamiques

Enthalpie de fusion
0,52039177 eV Comparer : Enthalpie de fusion de tous les éléments →
Enthalpie de vaporisation
3,720786 eV Comparer : Enthalpie de vaporisation de tous les éléments →
Enthalpie de sublimation
4,670778 eV
Enthalpie d’atomisation
4,670778 eV
Enthalpie d’atomisation
4,663937 eV

Propriétés nucléaires

Protons
14 Comparer : Protons de tous les éléments →
Neutrons
14 Comparer : Neutrons de tous les éléments →
Isotopes connus
24 Comparer : Isotopes connus de tous les éléments →
Isotopes stables
3 Comparer : Isotopes stables de tous les éléments →
Isotope le plus stable
Si-28
Année de découverte
1824

Abondance

Abondance (croûte terrestre)
2,82e+5 mg/kg Comparer : Abondance (croûte terrestre) de tous les éléments →
Abondance (océan)
2,2 mg/L Comparer : Abondance (océan) de tous les éléments →

Structure cristalline

Paramètre de maille a
543 pm

Structure électronique

Électrons par couche
2, 8, 4 Comparer : Électrons par couche de tous les éléments →

Identifiants

Numéro CAS
7440-21-3 Comparer : Numéro CAS de tous les éléments →
Symbole de terme
3P0
InChI
InChI=1S/Si
Clé InChI
XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N

Configuration électronique Mesuré

Charge ionique
Protons 14
Électrons 14
Charge Neutre
Configuration Si: 3s² 3p²
Configuration électronique
Mesuré
[Ne] 3s² 3p²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p²
Diagramme d’orbitales
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
2/6 2↑
Nombre total d’électrons: 14 Non appariés: 2 ?

Modèle atomique

Protons 14
Neutrons 14
Électrons 14
Nombre de masse 28
Stabilité Stable

Les isotopes diffèrent par leur nombre de neutrons, leur masse et leur stabilité — pas par la configuration électronique de l’atome neutre.

Modèle atomique schématique, non à l’échelle.

Empreinte atomique

Spectre d’émission / d’absorption

25 / 50 (50 50 avec intensité)
Mesuré
Émission Visible : 380–750 nm

Distribution isotopique

2892,2230%294,6850%303,0920%Nombre de masseAbondance naturelle (%)
Nombre de masseMasse atomique (u)Abondance naturelleDemi-vie
28 Stable27,97692653465 ± 0,0000000004492,2230%Stable
29 Stable28,9764946649 ± 0,000000000524,6850%Stable
30 Stable29,973770136 ± 0,0000000233,0920%Stable
Mesuré

Phase / État

1 atm / 101,325 kPa
Solide 25 °C (298,15 K)

Explication: 1388,8 °C en dessous du point de fusion (1413,85 °C)

Point de fusion 1413,85 °C
Point d’ébullition 3264,85 °C
Écart en dessous du point de fusion 1388,8 °C
0 K Température actuelle: 25 °C 6000 K
Échelle des phases

Schématique, non à l’échelle

Solide
Liquide
Gaz
Fusion
Ébullition
25°C
Solide
Liquide
Gaz
Actuel

Points de transition de phase

Point de fusion Littérature scientifique
1413,85 °C
Point d’ébullition Littérature scientifique
3264,85 °C
Phase actuelle Calculé
Solide

Énergies de transition

Enthalpie de fusion Littérature scientifique
0,52039177 eV

Énergie nécessaire pour faire fondre 1 mol au point de fusion

Enthalpie de vaporisation Littérature scientifique
3,720786 eV

Énergie nécessaire pour vaporiser 1 mol au point d’ébullition

Enthalpie de sublimation Littérature scientifique
4,670778 eV

Énergie nécessaire pour sublimer 1 mol au point de sublimation

Masse volumique

Masse volumique de référence Littérature scientifique
2329,6 kg/m³

Dans les conditions standard

Masse volumique actuelle Calculé
2329,6 kg/m³

Dans les conditions standard

Spectres atomiques

Affichage de 10 sur 14. Tri par charge ionique croissante.

Raies répertoriées ?

IonChargeNombre total de raiesProbabilités de transitionDésignations des niveaux
Si I 0754639640
Si II +1590474474
Si III +2129812881288
Si IV +3332314314
Si V +4151143143
Si VI +5346346346
Si VII +6233233233
Si VIII +7269269269
Si IX +8366366366
Si X +9315315315
Raies répertoriées par le NIST →

Niveaux répertoriés ?

IonChargeNiveaux
Si I 0542
Si II +1151
Si III +2189
Si IV +355
Si V +499
Si VI +572
Si VII +665
Si VIII +760
Si IX +867
Si X +955
Niveaux répertoriés par le NIST →
14 Si 28.085

Silicon — Visualiseur d’orbitales atomiques

[Ne]3s23p2
Niveaux d’énergie 2 8 4
États d’oxydation -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4
HOMO 3p n=3 · l=1 · m=-1
Silicon — Aperçu du visualiseur d’orbitales atomiques
Three.js se charge uniquement à la demande
14 Si 28.085

Silicon — Visualiseur de structure cristalline

Face-Centered Cubic · Pearson cF8
Expérimental
Pearson cF8
N° de coord. 4
Compacité 34.000%
Silicon — Aperçu du visualiseur de structure cristalline
Three.js se charge uniquement à la demande

Rayons ioniques

ChargeCoordinenceSpinRayon
+44N/D26 pm
+46N/D40 pm

Composés

Si
28,085 u
Si+4
28,085 u
Si
27,977 u
Si
30,975 u
Si
28,976 u
Si+
28,085 u
Si
29,974 u
Si
31,974 u
Si-
28,085 u
Si+2
28,085 u
Si+3
28,085 u

Isotopes (3)

Nombre de masseMasse atomique (u)Abondance naturelleDemi-vieMode de désintégration
28 Stable27,97692653465 ± 0,0000000004492,2230% ± 0,0190%Stable
stable
29 Stable28,9764946649 ± 0,000000000524,6850% ± 0,0080%Stable
stable
30 Stable29,973770136 ± 0,0000000233,0920% ± 0,0110%Stable
stable
28 Stable
Masse atomique (u) 27,97692653465 ± 0,00000000044
Abondance naturelle 92,2230% ± 0,0190%
Demi-vie Stable
Mode de désintégration
stable
29 Stable
Masse atomique (u) 28,9764946649 ± 0,00000000052
Abondance naturelle 4,6850% ± 0,0080%
Demi-vie Stable
Mode de désintégration
stable
30 Stable
Masse atomique (u) 29,973770136 ± 0,000000023
Abondance naturelle 3,0920% ± 0,0110%
Demi-vie Stable
Mode de désintégration
stable

Raies spectrales

Affichage de 50 sur 474. Seules les raies spectrales dont l’intensité a été mesurée sont affichées par défaut.

Longueur d’onde (nm)IntensitéDegré d’ionisationTypeTransitionPrécisionSource
504.1024 nm1000Si IIemission3s2.4p 2P* → 3s2.4d 2DMesuréeNIST
505.5984 nm1000Si IIemission3s2.4p 2P* → 3s2.4d 2DMesuréeNIST
634.711 nm1000Si IIemission3s2.4s 2S → 3s2.4p 2P*MesuréeNIST
637.137 nm1000Si IIemission3s2.4s 2S → 3s2.4p 2P*MesuréeNIST
595.756 nm500Si IIemission3s2.4p 2P* → 3s2.5s 2SMesuréeNIST
597.893 nm500Si IIemission3s2.4p 2P* → 3s2.5s 2SMesuréeNIST
390.55231 nm300Si Iemission3s2.3p2 1S → 3s2.3p.4s 1P*MesuréeNIST
594.8541 nm200Si Iemission3s2.3p.4s 1P* → 3s2.3p.5p 1DMesuréeNIST
700.3569 nm180Si Iemission3s2.3p.4p 3D → 3s2.3p.6d 3F*MesuréeNIST
700.588 nm180Si Iemission3s2.3p.4p 3D → 3s2.3p.6d 3F*MesuréeNIST
570.84 nm160Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3PMesuréeNIST
462.1722 nm150Si IIemission3s2.4d 2D → 3s2.7f 2F*MesuréeNIST
568.4484 nm120Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3SMesuréeNIST
462.1418 nm100Si IIemission3s2.4d 2D → 3s2.7f 2F*MesuréeNIST
569.0425 nm100Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3PMesuréeNIST
579.7856 nm100Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3DMesuréeNIST
667.184 nm100Si IIemission3s.3p.(3P*).4s 4P* → 3s.3p.(3P*).4p 4DMesuréeNIST
672.1848 nm100Si Iemission3s2.3p.4p 1P → 3s2.3p.6d 1D*MesuréeNIST
564.5613 nm90Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3PMesuréeNIST
570.1104 nm90Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3PMesuréeNIST
579.3073 nm90Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3DMesuréeNIST
479.2324 nm80Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.(2P*<3/2>).6p<1/2> (3/2,1/2)MesuréeNIST
566.5555 nm80Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3PMesuréeNIST
697.651 nm80Si Iemission3s2.3p.4p 3D → 3s2.3p.6d 3F*MesuréeNIST
410.29359 nm70Si Iemission3s2.3p2 1S → 3s2.3p.4s 3P*MesuréeNIST
577.2146 nm70Si Iemission3s2.3p.4s 1P* → 3s2.3p.5p 1SMesuréeNIST
578.0384 nm70Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3DMesuréeNIST
719.355 nm65Si Iemission3s2.3p.4p 3P → 3s2.3p.6d 3D*MesuréeNIST
478.2991 nm50Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.(2P*<3/2>).6p<1/2> (3/2,1/2)MesuréeNIST
682.983 nm50Si IIemission3s2.5p 2P* → 3s2.6d 2DMesuréeNIST
575.4218 nm45Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3PMesuréeNIST
633.1956 nm45Si Iemission3s2.3p.4s 1P* → 3s2.3p.5p 1PMesuréeNIST
655.5463 nm45Si Iemission3s2.3p.4p 3D → 3s2.3p.7d 3F*MesuréeNIST
500.6059 nm40Si Iemission3s2.3p.4s 1P* → 3s2.3p.(2P*<3/2>).6p<3/2> (3/2,3/2)MesuréeNIST
479.2213 nm35Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.(2P*<1/2>).6p<1/2> (1/2,1/2)MesuréeNIST
380.6526 nm30Si IIIemission3s.4p 3P* → 3s.4d 3DMesuréeNIST
455.2622 nm30Si IIIemission3s.4s 3S → 3s.4p 3P*MesuréeNIST
494.7607 nm30Si Iemission3s2.3p.4s 1P* → 3s2.3p.(2P*<3/2>).6p<3/2> (3/2,3/2)MesuréeNIST
562.222 nm30Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3SMesuréeNIST
681.841 nm30Si IIemission3s2.5p 2P* → 3s2.6d 2DMesuréeNIST
456.784 nm25Si IIIemission3s.4s 3S → 3s.4p 3P*MesuréeNIST
392.4468 nm20Si IIIemission3s.4f 1F* → 3s.5g 1GMesuréeNIST
457.4757 nm20Si IIIemission3s.4s 3S → 3s.4p 3P*MesuréeNIST
573.973 nm20Si IIIemission3s.4s 1S → 3s.4p 1P*MesuréeNIST
669.94 nm20Si IIemission3s.3p.(3P*).4s 4P* → 3s.3p.(3P*).4p 4DMesuréeNIST
482.895 nm18Si IIIemission3s.4f 3F* → 3s.5g 3GMesuréeNIST
471.6654 nm16Si IIIemission3s.4d 1D → 3s.5f 1F*MesuréeNIST
481.9712 nm16Si IIIemission3s.4f 3F* → 3s.5g 3GMesuréeNIST
481.3333 nm15Si IIIemission3s.4f 3F* → 3s.5g 3GMesuréeNIST
666.503 nm15Si IIemission3s.3p.(3P*).4s 4P* → 3s.3p.(3P*).4p 4DMesuréeNIST

Propriétés étendues

Rayons covalents (données étendues)

Rayon covalent (Pyykkö)
116 pm
Rayon covalent (Pyykkö, liaison double)
107 pm
Rayon covalent (Pyykkö, liaison triple)
102 pm
Rayon covalent (Bragg)
117 pm

Rayons de van der Waals

Bondi
210 pm
Batsanov
210 pm
Alvarez
219 pm
UFF
429,5 pm
MM3
229 pm
Dreiding
427 pm

Rayons atomiques et métalliques

Rayon atomique (Rahm)
232 pm
Rayon métallique (C12)
138 pm

Échelles de numérotation

Mendeleev
88
Pettifor
85
Glawe
85

Échelles d’électronégativité

Ghosh
0
Miedema
5
Gunnarsson–Lundqvist
5
Robles–Bartolotti
4

Polarisabilité et dispersion

Polarisabilité dipolaire
37,3 a.u.
Polarisabilité dipolaire (incertitude)
0,7 a.u.
C₆
305 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
308 Ha·Bohr6

Affinité chimique

Affinité protonique
837 kJ/mol
Basicité en phase gazeuse
814,1 kJ/mol

Paramètres de Miedema

Volume molaire de Miedema
8,6 cm3/mol
Densité électronique de Miedema
3

Transitions de phase et allotropes

Point de fusion1687,15 K
Point d’ébullition3538,15 K

Catégories d’états d’oxydation

−1 extended
+1 extended
+3 extended
+4 main
0 extended
+2 extended
−4 main
−3 extended
−2 extended

Données de référence avancées

Constantes d’écran (5)
nOrbitaleσ
1s0,4255
2p4,055
2s4,98
3p9,7148
3s9,0968
Détail des rayons cristallins (2)
ChargeCNSpinrcrystal (pm)Origine
4IV40
4VI54from r^3 vs V plots,
Modes de désintégration des isotopes (46)
IsotopeModeIntensité
22B+100%
22B+p62%
222p0,7%
23B+100%
23B+p88%
232p3,6%
24B+100%
24B+p34,5%
25B+100%
25B+p35%
Facteurs de diffusion des rayons X (756)
Énergie (eV)f₁f₂
10—3,94851
10,1617—3,95531
10,3261—3,96212
10,4931—3,96894
10,6628—3,97577
10,8353—3,98262
11,0105—3,98948
11,1886—3,99635
11,3696—4,00322
11,5535—4,01012

Données complémentaires

Sources

Sources of this element.

Silicon is present in the sun and stars and is a principal component of a class of meteorites known as aerolites. It is also a component of tektites, a natural glass of uncertain origin.

Silicon makes up 25.7% of the earth's crust, by weight, and is the second most abundant element, being exceeded only by oxygen. Silicon is not found free in nature, but occurs chiefly as the oxide and as silicates. Sand, quartz, rock crystal, amethyst, agate, flint, jasper, and opal are some of the forms in which the oxide appears. Granite, hornblende, asbestos, feldspar, clay, mica, etc. are but a few of the numerous silicate minerals.

Silicon is prepared commercially by heating silica and carbon in an electric furnace, using carbon electrodes. Several other methods can be used for preparing the element. Amorphous silicon can be prepared as a brown powder, which can be easily melted or vaporized. The Czochralski process is commonly used to produce single crystals of silicon used for solid-state or semiconductor devices. Hyperpure silicon can be prepared by the thermal decomposition of ultra-pure trichlorosilane in a hydrogen atmosphere, and by a vacuum float zone process.

Références (1)

Références

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Si

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Silicon

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

Note sur la licence: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Silicon

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

Note sur la licence: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Silicon

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Silicon

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Silicon

This section provides all form of data related to element Silicon.

9 PubChem Elements
Silicon

The element property data was retrieved from publications.

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