← Назад до періодичної таблиці
Si 14

Silicon (Si)

metalloid
Період: 3 Група: 14 Блок: p

Solid

Стандартна відносна атомна маса

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

Електронна конфігурація

[Ne] 3s2 3p2

Температура плавлення

1413,85 °C

Температура кипіння

3264,85 °C

Густина

2329,6 kg/m³

Ступені окиснення

−4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4

Електронегативність (за Полінгом)

1,9

Енергія йонізації (1-ша)

8,15168 eV

Рік відкриття

1824

Атомний радіус

110 pm

Відомості

Походження назви Latin: silex, silicus, (flint).
Країна відкриття Sweden
Відкривачі 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.

Зображення

Властивості

Фізичні

Атомний радіус (емпіричний)
110 pm Порівняти Атомний радіус (емпіричний) усіх елементів →
Ковалентний радіус
111 pm Порівняти Ковалентний радіус усіх елементів →
Радіус ван дер Ваальса
210 pm Порівняти Радіус ван дер Ваальса усіх елементів →
Металічний радіус
117 pm Порівняти Металічний радіус усіх елементів →
Густина
2329,6 kg/m³ Порівняти Густина усіх елементів →
Молярний об’єм
0,0121 L/mol
Фаза за стандартних температури й тиску
Твердий стан Порівняти Фаза за стандартних температури й тиску усіх елементів →
Температура плавлення
1413,85 °C Порівняти Температура плавлення усіх елементів →
Температура кипіння
3264,85 °C Порівняти Температура кипіння усіх елементів →
Теплопровідність
149 Вт/(м·K) Порівняти Теплопровідність усіх елементів →
Питома теплоємність
0,712 Дж/(г·K) Порівняти Питома теплоємність усіх елементів →
Молярна теплоємність
19,99 Дж/(моль·K) Порівняти Молярна теплоємність усіх елементів →
Кристалічна структура
Кубічна алмазного типу Порівняти Кристалічна структура усіх елементів →

Хімічні

Електронегативність (за Полінгом)
1,9 Порівняти Електронегативність (за Полінгом) усіх елементів →
Електронегативність (за Алленом)
1,916
Спорідненість до електрона
1,385 eV
Енергія йонізації (1-ша)
8,15168 eV Порівняти Енергія йонізації (1-ша) усіх елементів →
Енергія йонізації (2-га)
16,345906 eV Порівняти Енергія йонізації (2-га) усіх елементів →
Енергія йонізації (3-тя)
33,493115 eV Порівняти Енергія йонізації (3-тя) усіх елементів →
Енергія йонізації (4-та)
45,141945 eV Порівняти Енергія йонізації (4-та) усіх елементів →
Енергія йонізації (5-та)
166,767574 eV Порівняти Енергія йонізації (5-та) усіх елементів →
Ступені окиснення
−4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4 Порівняти Ступені окиснення усіх елементів →
Валентні електрони
4 Порівняти Валентні електрони усіх елементів →
Електронна конфігурація
[Ne] 3s2 3p2

Термодинамічні

Теплота плавлення
0,52039177 eV Порівняти Теплота плавлення усіх елементів →
Теплота випаровування
3,720786 eV Порівняти Теплота випаровування усіх елементів →
Теплота сублімації
4,670778 eV
Теплота атомізації
4,670778 eV
Ентальпія атомізації
4,663937 eV

Ядерні

Протони
14 Порівняти Протони усіх елементів →
Нейтрони
14 Порівняти Нейтрони усіх елементів →
Відомі ізотопи
24 Порівняти Відомі ізотопи усіх елементів →
Стабільні ізотопи
3 Порівняти Стабільні ізотопи усіх елементів →
Найстабільніший ізотоп
Si-28
Рік відкриття
1824

Поширеність

Вміст (земна кора)
2,82e+5 мг/кг Порівняти Вміст (земна кора) усіх елементів →
Вміст (океан)
2,2 мг/л Порівняти Вміст (океан) усіх елементів →

Кристалічна структура

Стала ґратки a
543 pm

Електронна будова

Електрони за оболонками
2, 8, 4 Порівняти Електрони за оболонками усіх елементів →

Ідентифікатори

Номер CAS
7440-21-3 Порівняти Номер CAS усіх елементів →
Символ терма
3P0
InChI
InChI=1S/Si
Ключ InChI
XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N

Електронна конфігурація Виміряно

Заряд йона
Протони 14
Електрони 14
Заряд Нейтральний
Конфігурація Si: 3s² 3p²
Електронна конфігурація
Виміряно
[Ne] 3s² 3p²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p²
Орбітальна діаграма
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
2/6 2↑
Загальна кількість електронів: 14 Неспарені: 2 ?

Модель атома

Протони 14
Нейтрони 14
Електрони 14
Масове число 28
Стабільність Стабільний

Ізотопи відрізняються кількістю нейтронів, масою та стабільністю, але не електронною конфігурацією нейтрального атома.

Схематична модель атома, без дотримання масштабу.

Атомний відбиток

Спектр випромінювання / поглинання

25 / 50 (50 З інтенсивністю: 50)
Виміряно
Випромінювання Видимий: 380–750 нм

Ізотопний розподіл

2892,2230%294,6850%303,0920%Масове числоПриродний вміст (%)
Масове числоАтомна маса (u)Природний вмістПеріод напіврозпаду
28 Стабільний27,97692653465 ± 0,0000000004492,2230%Стабільний
29 Стабільний28,9764946649 ± 0,000000000524,6850%Стабільний
30 Стабільний29,973770136 ± 0,0000000233,0920%Стабільний
Виміряно

Фаза / стан

1 атм / 101,325 кПа
Твердий стан 25 °C (298,15 K)

Причина: на 1388,8 °C нижче температури плавлення (1413,85 °C)

Температура плавлення 1413,85 °C
Температура кипіння 3264,85 °C
Нижче температури плавлення на 1388,8 °C
0 K Поточна температура: 25 °C 6000 K
Шкала фазових переходів

Схематично, без дотримання масштабу

Твердий стан
Рідина
Газ
Плавлення
Кипіння
25°C
Твердий стан
Рідина
Газ
Поточна

Точки фазових переходів

Температура плавлення Літературні дані
1413,85 °C
Температура кипіння Літературні дані
3264,85 °C
Поточна фаза Розраховано
Твердий стан

Енергії переходів

Теплота плавлення Літературні дані
0,52039177 eV

Енергія, необхідна для плавлення 1 моль за температури плавлення

Теплота випаровування Літературні дані
3,720786 eV

Енергія, необхідна для випаровування 1 моль за температури кипіння

Теплота сублімації Літературні дані
4,670778 eV

Енергія, необхідна для сублімації 1 моль за температури сублімації

Густина

Довідкова густина Літературні дані
2329,6 kg/m³

За стандартних умов

Поточна густина Розраховано
2329,6 kg/m³

За стандартних умов

Атомні спектри

Показано 10 з 14. Відсортовано за зарядом йона (за зростанням).

Наявні дані про лінії ?

ЙонЗарядЗагальна кількість лінійІмовірності переходівПозначення рівнів
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
Наявні дані NIST про лінії →

Наявні дані про рівні ?

ЙонЗарядРівні
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
Наявні дані NIST про рівні →
14 Si 28.085

Silicon — Візуалізатор атомних орбіталей

[Ne]3s23p2
Енергетичні рівні 2 8 4
Ступені окиснення -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4
HOMO 3p n=3 · l=1 · m=-1
Silicon — Попередній перегляд візуалізатора атомних орбіталей
Three.js завантажується лише за запитом
14 Si 28.085

Silicon — Візуалізатор кристалічної структури

Face-Centered Cubic · Символ Пірсона cF8
Експериментальні
Символ Пірсона cF8
Коорд. число 4
Щільність упакування 34.000%
Silicon — Попередній перегляд візуалізатора кристалічної структури
Three.js завантажується лише за запитом

Йонні радіуси

ЗарядКоординаціяСпінРадіус
+44Немає даних26 пм
+46Немає даних40 пм

Сполуки

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

Ізотопи (3)

Масове числоАтомна маса (u)Природний вмістПеріод напіврозпадуТип розпаду
28 Стабільний27,97692653465 ± 0,0000000004492,2230% ± 0,0190%Стабільний
stable
29 Стабільний28,9764946649 ± 0,000000000524,6850% ± 0,0080%Стабільний
stable
30 Стабільний29,973770136 ± 0,0000000233,0920% ± 0,0110%Стабільний
stable
28 Стабільний
Атомна маса (u) 27,97692653465 ± 0,00000000044
Природний вміст 92,2230% ± 0,0190%
Період напіврозпаду Стабільний
Тип розпаду
stable
29 Стабільний
Атомна маса (u) 28,9764946649 ± 0,00000000052
Природний вміст 4,6850% ± 0,0080%
Період напіврозпаду Стабільний
Тип розпаду
stable
30 Стабільний
Атомна маса (u) 29,973770136 ± 0,000000023
Природний вміст 3,0920% ± 0,0110%
Період напіврозпаду Стабільний
Тип розпаду
stable

Спектральні лінії

Показано 50 з 474. За замовчуванням показано лише спектральні лінії з виміряною інтенсивністю.

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

Розширені дані про властивості

Ковалентні радіуси (розширені дані)

Ковалентний радіус (за Пююккьо)
116 pm
Ковалентний радіус (за Пююккьо, подвійний зв’язок)
107 pm
Ковалентний радіус (за Пююккьо, потрійний зв’язок)
102 pm
Ковалентний радіус (за Бреггом)
117 pm

Радіуси ван дер Ваальса

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

Атомні та металічні радіуси

Атомний радіус (за Рамом)
232 pm
Металічний радіус (C12)
138 pm

Шкали нумерації

Mendeleev
88
Pettifor
85
Glawe
85

Шкали електронегативності

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

Поляризовність і дисперсія

Дипольна поляризовність
37,3 a.u.
Дипольна поляризовність (невизначеність)
0,7 a.u.
C₆
305 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
308 Ha·Bohr6

Хімічна спорідненість

Спорідненість до протона
837 kJ/mol
Газофазна основність
814,1 kJ/mol

Параметри Мідеми

Молярний об’єм за Мідемою
8,6 cm3/mol
Електронна густина за Мідемою
3

Фазові переходи та алотропні модифікації

Температура плавлення1687,15 K
Температура кипіння3538,15 K

Категорії ступенів окиснення

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

Розширені довідкові дані

Сталі екранування (5)
nОрбітальσ
1s0,4255
2p4,055
2s4,98
3p9,7148
3s9,0968
Докладні дані про кристалічні радіуси (2)
ЗарядCNСпінrcrystal (pm)Походження
4IV40
4VI54from r^3 vs V plots,
Типи розпаду ізотопів (46)
ІзотопРежимІнтенсивність
22B+100%
22B+p62%
222p0,7%
23B+100%
23B+p88%
232p3,6%
24B+100%
24B+p34,5%
25B+100%
25B+p35%
Фактори розсіяння рентгенівського випромінювання (756)
Енергія (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

Додаткові дані

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.

Джерела (1)

Джерела

(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.

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.

Примітка щодо ліцензії: 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/

Примітка щодо ліцензії: 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.

Останнє оновлення:

Дані перевірено:

Вміст перевірено на відповідність найновішим науковим даним.