← К таблице
Si 14

Кремний (Si)

Полуметалл
Период: 3 Группа: 14 Блок: p

Твёрдое тело

Стандартный атомный вес

28.085 u [28,084, 28,086]

Электронная конфигурация

[Ne] 3s2 3p2

Температура плавления

1413.85 °C (1687 K)

Температура кипения

3264.85 °C (3538 K)

Плотность

2329.6 kg/m³

Степени окисления

−4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4

Электроотрицательность (Полинг)

1.9

Энергия ионизации (1-я)

Год открытия

1824

Атомный радиус

110 pm

Дополнительно

Происхождение названия Латинское: silex, silicus, (кремень).
Страна открытия Швеция
Первооткрыватели Йёнс Берцелиус

Кремний — твердый, хрупкий металлоид группы 14. В большинстве соединений он тетравалентен и образует прочные связи с кислородом, вследствие чего силикатные минералы доминируют в земной коре. Элементарный кремний занимает центральное место в современной электронике, поскольку его оксид, диоксид кремния, можно выращивать как стабильный изолирующий слой. В объемной химии он менее реакционноспособен, чем углерод, при обычных температурах, но растворяется или реагирует в сильнощелочных, окислительных или высокотемпературных условиях.

Кристаллический кремний имеет металлический блеск и сероватую окраску. Кремний — относительно инертный элемент, однако он подвергается действию галогенов и разбавленных щелочей. Большинство кислот, за исключением плавиковой, на него не действуют. Элементарный кремний пропускает более 95% всех длин волн инфракрасного излучения, от 1,3 до 6.y micro-m.

Название происходит от латинских silex и silicis, означающих «кремень». Аморфный кремний был открыт шведским химиком Йёнсом Якобом Берцелиусом в 1824 году. Кристаллический кремний впервые был получен французским химиком Анри Сент-Клером Девилем в 1854 году.

Кремний был открыт Йёнсом Якобом Берцелиусом, шведским химиком, в 1824 году путем нагревания крошек калия в емкости из кремнезема с последующим тщательным удалением остаточных побочных продуктов. Кремний — седьмой по распространенности элемент во Вселенной и второй по распространенности элемент земной коры. Сегодня кремний получают путем нагревания песка (SiO2) с углеродом до температур, приближающихся к 2200°C.

От лат. слова silex, silicis, кремень. В 1800 году Дэви считал кремнезем соединением, а не элементом; однако в 1811 году Гей-Люссак и Тенар, вероятно, получили нечистый аморфный кремний путем нагревания калия с тетрафторидом кремния.

В 1824 году Берцелиус, которому обычно приписывают открытие, получил аморфный кремний тем же общим методом и очистил продукт, удаляя флюосиликаты путем многократных промываний. Девиль в 1854 году впервые получил кристаллический кремний, вторую аллотропную форму элемента.

Читать про Кремний на Википедии

Изображения

Свойства

Физические

Атомный радиус (эмпир.) 110 pm
Ковалентный радиус 111 pm
Радиус Ван-дер-Ваальса 210 pm
Металлический радиус 117 pm
Плотность
Молярный объём 0.0121 L/mol
Агрегатное состояние (НУ) solid
Температура плавления 1413.85 °C
Температура кипения 3264.85 °C
Теплопроводность 149 Вт/(м·К)
Удельная теплоёмкость 0.712 Дж/(г·К)
Молярная теплоёмкость 19.99 Дж/(моль·К)
Кристаллическая структура diamond

Химические

Электроотрицательность (Полинг) 1.9
Электроотрицательность (Аллен) 1.916
Сродство к электрону
Энергия ионизации (1-я)
Энергия ионизации (2-я)
Энергия ионизации (3-я)
Энергия ионизации (4-я)
Энергия ионизации (5-я)
Степени окисления −4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4
Валентные электроны 4
Электронная конфигурация
Электронная конфигурация (сокр.)

Термодинамические

Теплота плавления 0.52039177 eV
Теплота парообразования 3.720786 eV
Теплота возгонки 4.670778 eV
Теплота атомизации 4.670778 eV
Энтальпия атомизации

Ядерные

Стабильные изотопы 3
Год открытия 1824

Распространённость

Распространённость (земная кора) 2.820e+5 мг/кг
Распространённость (океан)

Реакционная способность

N/A

Кристаллическая структура

Параметр решётки a 543 pm

Электронная структура

Электронов на оболочке 2, 8, 4

Идентификаторы

Номер CAS 7440-21-3
Термный символ
InChI InChI=1S/Si
InChI Key XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N

Электронная конфигурация Measured

Заряд иона
Протоны 14
Электроны 14
Заряд Neutral
Конфигурация Si: 3s² 3p²
Electron configuration
Measured
[Ne] 3s² 3p²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p²
Orbital diagram
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
2/6 2↑
Всего электронов: 14 Неспаренных: 2 ?

Модель атома

Protons 14
Neutrons 14
Electrons 14
Mass number 28
Stability Стабильный

Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.

Схематическая модель атома, не в масштабе.

Атомный отпечаток

Спектр испускания / поглощения

25 / 50 (50 with intensity)
Measured
Испускание Видимый: 380–750 нм
Источник: NIST Atomic Spectra Database Длины волн в воздухе

Распределение изотопов

2892.2230%294.6850%303.0920%Массовое числоПриродная распространённость (%)
Массовое числоАтомная масса (а.е.м.)Природная распространённостьПериод полураспада
28 Стабильный27,97692653465 ± 0,0000000004492.2230%Стабильный
29 Стабильный28,9764946649 ± 0,000000000524.6850%Стабильный
30 Стабильный29,973770136 ± 0,0000000233.0920%Стабильный
Measured

Фазовое состояние

1 атм / 101,325 кПа
Твёрдое 25 °C (298.15 K)

Причина: на 1388.8 °C ниже точки плавления (1413.85 °C)

Температура плавления 1413.85 °C
Температура кипения 3264.85 °C
Ниже точки плавления на 1388.8 °C
0 K Текущая температура: 25 °C 6000 K
Шкала фаз

Схематично, не в масштабе

Solid
Liquid
Gas
Melting
Boiling
25°C
Твёрдое
Жидкое
Газообразное
Текущая

Точки фазовых переходов

Температура плавления Literature
1413.85 °C
Температура кипения Literature
3264.85 °C
Текущая фаза Calculated
Твёрдое

Энергии переходов

Теплота плавления Literature
0.52039177 eV

Энергия для плавления 1 моля при tплав

Теплота испарения Literature
3.720786 eV

Энергия для испарения 1 моля при tкип

Теплота возгонки Literature
4.670778 eV

Энергия для возгонки 1 моля при tвозг

Плотность

Справочная плотность Literature
2329.6 kg/m³

При нормальных условиях

Текущая плотность Calculated
2329.6 kg/m³

При нормальных условиях

Атомные спектры

Показано 10 из 14 Атомные спектры. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).

Состав спектральных линий ?

IonЗарядTotal linesTransition probabilitiesLevel designations
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
NIST Lines Holdings →

Состав энергетических уровней ?

IonЗарядLevels
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
NIST Levels Holdings →
14 Si 28.085

Silicon — Визуализатор атомных орбиталей

[Ne]3s23p2
Уровни энергии 2 8 4
Степени окисления -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4
HOMO 3p n=3 · l=1 · m=-1
Silicon — превью визуализатора атомных орбиталей
Three.js загружается только по запросу
14 Si 28.085

Silicon — Визуализатор кристаллической структуры

Face-Centered Cubic · Pearson cF8
Экспериментальные
Pearson cF8
Коорд. № 4
Упаковка 34.000%
Silicon — превью визуализатора кристаллической решётки
Three.js загружается только по запросу

Ионные радиусы

ЗарядКоординацияСпинРадиус
+44N/A26 пм
+46N/A40 пм

Соединения

Si
28.085 а.е.м.
Si+4
28.085 а.е.м.
Si
27.977 а.е.м.
Si
30.975 а.е.м.
Si
28.976 а.е.м.
Si+
28.085 а.е.м.
Si
29.974 а.е.м.
Si
31.974 а.е.м.
Si-
28.085 а.е.м.
Si+2
28.085 а.е.м.
Si+3
28.085 а.е.м.

Изотопы (3)

Массовое числоАтомная масса (а.е.м.)Природная распространённостьПериод полураспадаРежим распада
28 Стабильный27,97692653465 ± 0,0000000004492.2230% ± 0.0190%Стабильный
stable
29 Стабильный28,9764946649 ± 0,000000000524.6850% ± 0.0080%Стабильный
stable
30 Стабильный29,973770136 ± 0,0000000233.0920% ± 0.0110%Стабильный
stable
28 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 27,97692653465 ± 0,00000000044
Природная распространённость 92.2230% ± 0.0190%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable
29 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 28,9764946649 ± 0,00000000052
Природная распространённость 4.6850% ± 0.0080%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable
30 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 29,973770136 ± 0,000000023
Природная распространённость 3.0920% ± 0.0110%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable

Спектральные линии

Показано 50 из 474 Спектральные линии. По умолчанию показаны только спектральные линии с измеренной интенсивностью.

Длина волны (нм)ИнтенсивностьСтадия ионизацииТипПереходТочностьИсточник
504.1024 нм1000Si IIemission3s2.4p 2P* → 3s2.4d 2DИзмереноNIST
505.5984 нм1000Si IIemission3s2.4p 2P* → 3s2.4d 2DИзмереноNIST
634.711 нм1000Si IIemission3s2.4s 2S → 3s2.4p 2P*ИзмереноNIST
637.137 нм1000Si IIemission3s2.4s 2S → 3s2.4p 2P*ИзмереноNIST
595.756 нм500Si IIemission3s2.4p 2P* → 3s2.5s 2SИзмереноNIST
597.893 нм500Si IIemission3s2.4p 2P* → 3s2.5s 2SИзмереноNIST
390.55231 нм300Si Iemission3s2.3p2 1S → 3s2.3p.4s 1P*ИзмереноNIST
594.8541 нм200Si Iemission3s2.3p.4s 1P* → 3s2.3p.5p 1DИзмереноNIST
700.3569 нм180Si Iemission3s2.3p.4p 3D → 3s2.3p.6d 3F*ИзмереноNIST
700.588 нм180Si Iemission3s2.3p.4p 3D → 3s2.3p.6d 3F*ИзмереноNIST
570.84 нм160Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3PИзмереноNIST
462.1722 нм150Si IIemission3s2.4d 2D → 3s2.7f 2F*ИзмереноNIST
568.4484 нм120Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3SИзмереноNIST
462.1418 нм100Si IIemission3s2.4d 2D → 3s2.7f 2F*ИзмереноNIST
569.0425 нм100Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3PИзмереноNIST
579.7856 нм100Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3DИзмереноNIST
667.184 нм100Si IIemission3s.3p.(3P*).4s 4P* → 3s.3p.(3P*).4p 4DИзмереноNIST
672.1848 нм100Si Iemission3s2.3p.4p 1P → 3s2.3p.6d 1D*ИзмереноNIST
564.5613 нм90Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3PИзмереноNIST
570.1104 нм90Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3PИзмереноNIST
579.3073 нм90Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3DИзмереноNIST
479.2324 нм80Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.(2P*<3/2>).6p<1/2> (3/2,1/2)ИзмереноNIST
566.5555 нм80Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3PИзмереноNIST
697.651 нм80Si Iemission3s2.3p.4p 3D → 3s2.3p.6d 3F*ИзмереноNIST
410.29359 нм70Si Iemission3s2.3p2 1S → 3s2.3p.4s 3P*ИзмереноNIST
577.2146 нм70Si Iemission3s2.3p.4s 1P* → 3s2.3p.5p 1SИзмереноNIST
578.0384 нм70Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3DИзмереноNIST
719.355 нм65Si Iemission3s2.3p.4p 3P → 3s2.3p.6d 3D*ИзмереноNIST
478.2991 нм50Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.(2P*<3/2>).6p<1/2> (3/2,1/2)ИзмереноNIST
682.983 нм50Si IIemission3s2.5p 2P* → 3s2.6d 2DИзмереноNIST
575.4218 нм45Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3PИзмереноNIST
633.1956 нм45Si Iemission3s2.3p.4s 1P* → 3s2.3p.5p 1PИзмереноNIST
655.5463 нм45Si Iemission3s2.3p.4p 3D → 3s2.3p.7d 3F*ИзмереноNIST
500.6059 нм40Si Iemission3s2.3p.4s 1P* → 3s2.3p.(2P*<3/2>).6p<3/2> (3/2,3/2)ИзмереноNIST
479.2213 нм35Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.(2P*<1/2>).6p<1/2> (1/2,1/2)ИзмереноNIST
380.6526 нм30Si IIIemission3s.4p 3P* → 3s.4d 3DИзмереноNIST
455.2622 нм30Si IIIemission3s.4s 3S → 3s.4p 3P*ИзмереноNIST
494.7607 нм30Si Iemission3s2.3p.4s 1P* → 3s2.3p.(2P*<3/2>).6p<3/2> (3/2,3/2)ИзмереноNIST
562.222 нм30Si Iemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.5p 3SИзмереноNIST
681.841 нм30Si IIemission3s2.5p 2P* → 3s2.6d 2DИзмереноNIST
456.784 нм25Si IIIemission3s.4s 3S → 3s.4p 3P*ИзмереноNIST
392.4468 нм20Si IIIemission3s.4f 1F* → 3s.5g 1GИзмереноNIST
457.4757 нм20Si IIIemission3s.4s 3S → 3s.4p 3P*ИзмереноNIST
573.973 нм20Si IIIemission3s.4s 1S → 3s.4p 1P*ИзмереноNIST
669.94 нм20Si IIemission3s.3p.(3P*).4s 4P* → 3s.3p.(3P*).4p 4DИзмереноNIST
482.895 нм18Si IIIemission3s.4f 3F* → 3s.5g 3GИзмереноNIST
471.6654 нм16Si IIIemission3s.4d 1D → 3s.5f 1F*ИзмереноNIST
481.9712 нм16Si IIIemission3s.4f 3F* → 3s.5g 3GИзмереноNIST
481.3333 нм15Si IIIemission3s.4f 3F* → 3s.5g 3GИзмереноNIST
666.503 нм15Si IIemission3s.3p.(3P*).4s 4P* → 3s.3p.(3P*).4p 4DИзмереноNIST

Расширенные свойства

Ковалентные радиусы (расш.)

Ковалентный радиус (Пюккё)  
Ковалентный радиус (Пюккё, двойная связь)  
Ковалентный радиус (Пюккё, тройная связь)  
Ковалентный радиус (Брэгг)  

Радиусы Ван-дер-Ваальса

Bondi  
Batsanov  
Alvarez  
UFF  
MM3  
Dreiding  

Атомные и металлические радиусы

Атомный радиус (Рам)  
Металлический радиус (C12)  

Шкалы нумерации

Mendeleev
Pettifor
Glawe

Шкалы электроотрицательности

Ghosh
Miedema
Gunnarsson–Lundqvist
Robles–Bartolotti

Поляризуемость и дисперсия

Дипольная поляризуемость  
Дипольная поляризуемость (погр.)  
C₆  
C₆ (Gould–Bučko)  

Химическое сродство

Сродство к протону  
Основность в газовой фазе  

Параметры Мидемы

Молярный объём Мидемы  
Электронная плотность Мидемы

Фазовые переходы и аллотропы

Температура плавления1687.15 K
Температура кипения3538.15 K

Категории степеней окисления

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

Расширенные справочные данные

Константы экранирования (5)
nОрбитальσ
1s0.4255
2p4.055
2s4.98
3p9.7148
3s9.0968
Детализация кристаллических радиусов (2)
ЗарядCNСпинrcrystal (pm)Источник
4IV40
4VI54from r^3 vs V plots,
Режимы распада изотопов (46)
ИзотопРежимИнтенсивность
22B+100%
22B+p62%
222p0.7%
23B+100%
23B+p88%
232p3.6%
24B+100%
24B+p34.5%
25B+100%
25B+p35%
Факторы рассеяния X‑лучей (756)
Энергия (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

Дополнительные данные

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.

Источники (1)

Источники

(9)
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.

Посетить источник Лицензия
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.

Посетить источник Лицензия
Примечание к лицензии: 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/

Посетить источник Лицензия
Примечание к лицензии: 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.

Посетить источник Лицензия
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

Посетить источник Лицензия
8 PubChem Elements
Silicon

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

Лицензия
9 PubChem Elements
Silicon

The element property data was retrieved from publications.

Лицензия

Последнее обновление:

Данные проверены:

Содержимое проверено на основе последних научных данных.