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Si 14

Silicon (Si)

metalloid
Período: 3 Grupo: 14 Bloco: p

Solid

Peso atômico padrão

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

Configuração eletrônica

[Ne] 3s2 3p2

Ponto de fusão

1413,85 °C

Ponto de ebulição

3264,85 °C

Densidade

2329,6 kg/m³

Estados de oxidação

−4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4

Eletronegatividade (Pauling)

1,9

Energia de ionização (1ª)

8,15168 eV

Ano da descoberta

1824

Raio atômico

110 pm

Detalhes

Origem do nome Latin: silex, silicus, (flint).
País da descoberta Sweden
Descobridores 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.

Imagens

Propriedades

Química

Eletronegatividade (Pauling)
1,9 Comparar Eletronegatividade (Pauling) de todos os elementos →
Eletronegatividade (Allen)
1,916
Afinidade eletrônica
1,385 eV
Energia de ionização (1ª)
8,15168 eV Comparar Energia de ionização (1ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (2ª)
16,345906 eV Comparar Energia de ionização (2ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (3ª)
33,493115 eV Comparar Energia de ionização (3ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (4ª)
45,141945 eV Comparar Energia de ionização (4ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (5ª)
166,767574 eV Comparar Energia de ionização (5ª) de todos os elementos →
Estados de oxidação
−4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4 Comparar Estados de oxidação de todos os elementos →
Elétrons de valência
4 Comparar Elétrons de valência de todos os elementos →
Configuração eletrônica
[Ne] 3s2 3p2

Termodinâmica

Calor de fusão
0,52039177 eV Comparar Calor de fusão de todos os elementos →
Calor de vaporização
3,720786 eV Comparar Calor de vaporização de todos os elementos →
Calor de sublimação
4,670778 eV
Calor de atomização
4,670778 eV
Entalpia de atomização
4,663937 eV

Nuclear

Prótons
14 Comparar Prótons de todos os elementos →
Nêutrons
14 Comparar Nêutrons de todos os elementos →
Isótopos conhecidos
24 Comparar Isótopos conhecidos de todos os elementos →
Isótopos estáveis
3 Comparar Isótopos estáveis de todos os elementos →
Isótopo mais estável
Si-28
Ano da descoberta
1824

Abundância

Abundância (crosta terrestre)
2,82e+5 mg/kg Comparar Abundância (crosta terrestre) de todos os elementos →
Abundância (oceano)
2,2 mg/L Comparar Abundância (oceano) de todos os elementos →

Estrutura cristalina

Constante de rede a
543 pm

Estrutura eletrônica

Elétrons por camada
2, 8, 4 Comparar Elétrons por camada de todos os elementos →

Identificadores

Número CAS
7440-21-3 Comparar Número CAS de todos os elementos →
Símbolo de termo
3P0
InChI
InChI=1S/Si
Chave InChI
XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N

Configuração eletrônica Medido

Carga do íon
Prótons 14
Elétrons 14
Carga Neutro
Configuração Si: 3s² 3p²
Configuração eletrônica
Medido
[Ne] 3s² 3p²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p²
Diagrama de orbitais
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
2/6 2↑
Total de elétrons: 14 Desemparelhados: 2 ?

Modelo atômico

Prótons 14
Nêutrons 14
Elétrons 14
Número de massa 28
Estabilidade Estável

Os isótopos alteram o número de nêutrons, a massa e a estabilidade — não a configuração eletrônica de um átomo neutro.

Modelo atômico esquemático, sem escala.

Assinatura atômica

Espectro de emissão / absorção

25 / 50 (50 50 com intensidade)
Medido
Emissão Visível: 380–750 nm

Distribuição isotópica

2892,2230%294,6850%303,0920%Número de massaAbundância natural (%)
Número de massaMassa atômica (u)Abundância naturalMeia-vida
28 Estável27,97692653465 ± 0,0000000004492,2230%Estável
29 Estável28,9764946649 ± 0,000000000524,6850%Estável
30 Estável29,973770136 ± 0,0000000233,0920%Estável
Medido

Fase / Estado

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

Motivo: 1388,8 °C abaixo do ponto de fusão (1413,85 °C)

Ponto de fusão 1413,85 °C
Ponto de ebulição 3264,85 °C
Abaixo do ponto de fusão em 1388,8 °C
0 K Temperatura atual: 25 °C 6000 K
Linha do tempo das fases

Esquemático, sem escala

Sólido
Líquido
Gás
Fusão
Ebulição
25°C
Sólido
Líquido
Gás
Atual

Pontos de transição de fase

Ponto de fusão Literatura
1413,85 °C
Ponto de ebulição Literatura
3264,85 °C
Fase atual Calculado
Sólido

Energias de transição

Calor de fusão Literatura
0,52039177 eV

Energia necessária para fundir 1 mol no ponto de fusão

Calor de vaporização Literatura
3,720786 eV

Energia necessária para vaporizar 1 mol no ponto de ebulição

Calor de sublimação Literatura
4,670778 eV

Energia necessária para sublimar 1 mol no ponto de sublimação

Densidade

Densidade de referência Literatura
2329,6 kg/m³

Em condições padrão

Densidade atual Calculado
2329,6 kg/m³

Em condições padrão

Espectros atômicos

Mostrando 10 de 14. Ordenado por carga do íon (ordem crescente).

Dados de linhas disponíveis ?

ÍonCargaTotal de linhasProbabilidades de transiçãoDesignações dos níveis
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
Dados de linhas disponíveis no NIST →

Dados de níveis disponíveis ?

ÍonCargaNíveis
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
Dados de níveis disponíveis no NIST →
14 Si 28.085

Silicon — Visualizador de orbitais atômicos

[Ne]3s23p2
Níveis de energia 2 8 4
Estados de oxidação -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4
HOMO 3p n=3 · l=1 · m=-1
Silicon — Prévia do visualizador de orbitais atômicos
O Three.js é carregado apenas quando solicitado
14 Si 28.085

Silicon — Visualizador de estruturas cristalinas

Face-Centered Cubic · Pearson cF8
Experimental
Pearson cF8
Nº de coord. 4
Empacotamento 34.000%
Silicon — Prévia do visualizador de estruturas cristalinas
O Three.js é carregado apenas quando solicitado

Raios iônicos

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

Compostos

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

Isótopos (3)

Número de massaMassa atômica (u)Abundância naturalMeia-vidaModo de decaimento
28 Estável27,97692653465 ± 0,0000000004492,2230% ± 0,0190%Estável
stable
29 Estável28,9764946649 ± 0,000000000524,6850% ± 0,0080%Estável
stable
30 Estável29,973770136 ± 0,0000000233,0920% ± 0,0110%Estável
stable
28 Estável
Massa atômica (u) 27,97692653465 ± 0,00000000044
Abundância natural 92,2230% ± 0,0190%
Meia-vida Estável
Modo de decaimento
stable
29 Estável
Massa atômica (u) 28,9764946649 ± 0,00000000052
Abundância natural 4,6850% ± 0,0080%
Meia-vida Estável
Modo de decaimento
stable
30 Estável
Massa atômica (u) 29,973770136 ± 0,000000023
Abundância natural 3,0920% ± 0,0110%
Meia-vida Estável
Modo de decaimento
stable

Linhas espectrais

Mostrando 50 de 474. Por padrão, são mostradas apenas as linhas espectrais com intensidade medida.

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

Propriedades ampliadas

Raios covalentes (dados ampliados)

Raio covalente (Pyykkö)
116 pm
Raio covalente (Pyykkö, ligação dupla)
107 pm
Raio covalente (Pyykkö, ligação tripla)
102 pm
Raio covalente (Bragg)
117 pm

Raios de van der Waals

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

Raios atômicos e metálicos

Raio atômico (Rahm)
232 pm
Raio metálico (C12)
138 pm

Escalas de numeração

Mendeleev
88
Pettifor
85
Glawe
85

Escalas de eletronegatividade

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

Polarizabilidade e dispersão

Polarizabilidade dipolar
37,3 a.u.
Polarizabilidade dipolar (incerteza)
0,7 a.u.
C₆
305 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
308 Ha·Bohr6

Afinidade química

Afinidade protônica
837 kJ/mol
Basicidade em fase gasosa
814,1 kJ/mol

Parâmetros de Miedema

Volume molar de Miedema
8,6 cm3/mol
Densidade eletrônica de Miedema
3

Transições de fase e alótropos

Ponto de fusão1687,15 K
Ponto de ebulição3538,15 K

Categorias de estados de oxidação

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

Dados de referência avançados

Constantes de blindagem (5)
nOrbitalσ
1s0,4255
2p4,055
2s4,98
3p9,7148
3s9,0968
Detalhes dos raios cristalinos (2)
CargaCNSpinrcrystal (pm)Origem
4IV40
4VI54from r^3 vs V plots,
Modos de decaimento dos isótopos (46)
IsótopoModoIntensidade
22B+100%
22B+p62%
222p0,7%
23B+100%
23B+p88%
232p3,6%
24B+100%
24B+p34,5%
25B+100%
25B+p35%
Fatores de espalhamento de raios X (756)
Energia (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

Dados adicionais

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.

Referências (1)

Referências

(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.

Nota sobre a licença: 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/

Nota sobre a licença: 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.

Última atualização:

Dados verificados:

O conteúdo é revisado com base nos dados científicos mais recentes.