Si 14

Silicon (Si)

metalloid
Chu kỳ: 3 Nhóm: 14 Khối: p

Solid

Nguyên tử khối chuẩn

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

Cấu hình electron

[Ne] 3s2 3p2

Nhiệt độ nóng chảy

1413,85 °C

Nhiệt độ sôi

3264,85 °C

Khối lượng riêng

2329,6 kg/m³

Trạng thái oxi hóa

−4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4

Độ âm điện (Pauling)

1,9

Năng lượng ion hóa (lần 1)

8,15168 eV

Năm phát hiện

1824

Bán kính nguyên tử

110 pm

Chi tiết

Nguồn gốc tên gọi Latin: silex, silicus, (flint).
Quốc gia phát hiện Sweden
Người phát hiện 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.

Hình ảnh

Tính chất

Hóa học

Độ âm điện (Pauling)
1,9 So sánh Độ âm điện (Pauling) của tất cả nguyên tố →
Độ âm điện (Allen)
1,916
Ái lực electron
1,385 eV
Năng lượng ion hóa (lần 1)
8,15168 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 1) của tất cả nguyên tố →
Năng lượng ion hóa (lần 2)
16,345906 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 2) của tất cả nguyên tố →
Năng lượng ion hóa (lần 3)
33,493115 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 3) của tất cả nguyên tố →
Năng lượng ion hóa (lần 4)
45,141945 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 4) của tất cả nguyên tố →
Năng lượng ion hóa (lần 5)
166,767574 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 5) của tất cả nguyên tố →
Trạng thái oxi hóa
−4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4 So sánh Trạng thái oxi hóa của tất cả nguyên tố →
Electron hóa trị
4 So sánh Electron hóa trị của tất cả nguyên tố →
Cấu hình electron
[Ne] 3s2 3p2

Nhiệt động lực học

Nhiệt nóng chảy
0,52039177 eV So sánh Nhiệt nóng chảy của tất cả nguyên tố →
Nhiệt hóa hơi
3,720786 eV So sánh Nhiệt hóa hơi của tất cả nguyên tố →
Nhiệt thăng hoa
4,670778 eV
Nhiệt nguyên tử hóa
4,670778 eV
Enthalpy nguyên tử hóa
4,663937 eV

Độ phổ biến

Độ phổ biến (vỏ Trái Đất)
2,82e+5 mg/kg So sánh Độ phổ biến (vỏ Trái Đất) của tất cả nguyên tố →
Độ phổ biến (đại dương)
2,2 mg/L So sánh Độ phổ biến (đại dương) của tất cả nguyên tố →

Cấu trúc tinh thể

Hằng số mạng a
543 pm

Cấu trúc electron

Số electron trong mỗi lớp
2, 8, 4 So sánh Số electron trong mỗi lớp của tất cả nguyên tố →

Mã định danh

Số CAS
7440-21-3 So sánh Số CAS của tất cả nguyên tố →
Ký hiệu số hạng
3P0
InChI
InChI=1S/Si
Khóa InChI
XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N

Cấu hình electron Đo đạc

Điện tích ion
Proton 14
Electron 14
Điện tích Trung hòa
Cấu hình Si: 3s² 3p²
Cấu hình electron
Đo đạc
[Ne] 3s² 3p²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p²
Sơ đồ orbital
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
2/6 2↑
Tổng số electron: 14 Độc thân: 2 ?

Mô hình nguyên tử

Proton 14
Neutron 14
Electron 14
Số khối 28
Độ bền Bền

Các đồng vị khác nhau về số neutron, khối lượng và độ bền — không khác nhau về cấu hình electron của nguyên tử trung hòa.

Mô hình nguyên tử minh họa, không theo tỷ lệ.

Dấu vân tay nguyên tử

Phổ phát xạ / hấp thụ

25 / 50 (50 50 vạch có cường độ)
Đo đạc
Phát xạ Khả kiến: 380–750 nm

Phân bố đồng vị

2892,2230%294,6850%303,0920%Số khốiĐộ phổ biến tự nhiên (%)
Số khốiKhối lượng nguyên tử (u)Độ phổ biến tự nhiênChu kỳ bán rã
28 Bền27,97692653465 ± 0,0000000004492,2230%Bền
29 Bền28,9764946649 ± 0,000000000524,6850%Bền
30 Bền29,973770136 ± 0,0000000233,0920%Bền
Đo đạc

Pha / Trạng thái

1 atm / 101.325 kPa
Rắn 25 °C (298,15 K)

Lý do: thấp hơn nhiệt độ nóng chảy (1413,85 °C) một lượng 1388,8 °C

Nhiệt độ nóng chảy 1413,85 °C
Nhiệt độ sôi 3264,85 °C
Thấp hơn nhiệt độ nóng chảy 1388,8 °C
0 K Nhiệt độ hiện tại: 25 °C 6000 K
Biểu đồ chuyển pha

Sơ đồ minh họa, không theo tỷ lệ

Rắn
Lỏng
Khí
Nóng chảy
Sôi
25°C
Rắn
Lỏng
Khí
Hiện tại

Điểm chuyển pha

Nhiệt độ nóng chảy Tài liệu
1413,85 °C
Nhiệt độ sôi Tài liệu
3264,85 °C
Pha hiện tại Tính toán
Rắn

Năng lượng chuyển pha

Nhiệt nóng chảy Tài liệu
0,52039177 eV

Năng lượng cần để làm nóng chảy 1 mol tại nhiệt độ nóng chảy

Nhiệt hóa hơi Tài liệu
3,720786 eV

Năng lượng cần để hóa hơi 1 mol tại nhiệt độ sôi

Nhiệt thăng hoa Tài liệu
4,670778 eV

Năng lượng cần để làm thăng hoa 1 mol tại nhiệt độ thăng hoa

Khối lượng riêng

Khối lượng riêng tham chiếu Tài liệu
2329,6 kg/m³

Ở điều kiện chuẩn

Khối lượng riêng hiện tại Tính toán
2329,6 kg/m³

Ở điều kiện chuẩn

Phổ nguyên tử

Đang hiển thị 10 trên 14. Sắp xếp theo điện tích ion (tăng dần).

Dữ liệu vạch phổ ?

IonĐiện tíchTổng số vạchXác suất chuyển mứcKý hiệu mức năng lượng
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
Dữ liệu vạch phổ NIST →

Dữ liệu mức năng lượng ?

IonĐiện tíchMức năng lượng
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
Dữ liệu mức năng lượng NIST →
14 Si 28.085

Silicon — Trình trực quan hóa orbital nguyên tử

[Ne]3s23p2
Mức năng lượng 2 8 4
Trạng thái oxi hóa -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4
HOMO 3p n=3 · l=1 · m=-1
Silicon — Bản xem trước trình trực quan hóa orbital nguyên tử
Three.js chỉ được tải khi có yêu cầu
14 Si 28.085

Silicon — Trình trực quan hóa cấu trúc tinh thể

Face-Centered Cubic · Pearson cF8
Thực nghiệm
Pearson cF8
Số phối trí 4
Độ đặc khít 34.000%
Silicon — Bản xem trước trình trực quan hóa cấu trúc tinh thể
Three.js chỉ được tải khi có yêu cầu

Bán kính ion

Điện tíchPhối tríSpinBán kính
+44Không có26 pm
+46Không có40 pm

Hợp chất

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

Đồng vị (3)

Số khốiKhối lượng nguyên tử (u)Độ phổ biến tự nhiênChu kỳ bán rãKiểu phân rã
28 Bền27,97692653465 ± 0,0000000004492,2230% ± 0,0190%Bền
stable
29 Bền28,9764946649 ± 0,000000000524,6850% ± 0,0080%Bền
stable
30 Bền29,973770136 ± 0,0000000233,0920% ± 0,0110%Bền
stable
28 Bền
Khối lượng nguyên tử (u) 27,97692653465 ± 0,00000000044
Độ phổ biến tự nhiên 92,2230% ± 0,0190%
Chu kỳ bán rã Bền
Kiểu phân rã
stable
29 Bền
Khối lượng nguyên tử (u) 28,9764946649 ± 0,00000000052
Độ phổ biến tự nhiên 4,6850% ± 0,0080%
Chu kỳ bán rã Bền
Kiểu phân rã
stable
30 Bền
Khối lượng nguyên tử (u) 29,973770136 ± 0,000000023
Độ phổ biến tự nhiên 3,0920% ± 0,0110%
Chu kỳ bán rã Bền
Kiểu phân rã
stable

Vạch phổ

Đang hiển thị 50 trên 474. Theo mặc định, chỉ hiển thị các vạch phổ có cường độ đã được đo.

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

Tính chất mở rộng

Bán kính cộng hóa trị (mở rộng)

Bán kính cộng hóa trị (Pyykkö)
116 pm
Bán kính cộng hóa trị (Pyykkö, liên kết đôi)
107 pm
Bán kính cộng hóa trị (Pyykkö, liên kết ba)
102 pm
Bán kính cộng hóa trị (Bragg)
117 pm

Bán kính van der Waals

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

Bán kính nguyên tử và kim loại

Bán kính nguyên tử (Rahm)
232 pm
Bán kính kim loại (C12)
138 pm

Các thang đánh số

Mendeleev
88
Pettifor
85
Glawe
85

Các thang độ âm điện

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

Độ phân cực hóa và tán sắc

Độ phân cực hóa lưỡng cực
37,3 a.u.
Độ phân cực hóa lưỡng cực (độ không đảm bảo)
0,7 a.u.
C₆
305 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
308 Ha·Bohr6

Ái lực hóa học

Ái lực proton
837 kJ/mol
Độ bazơ pha khí
814,1 kJ/mol

Thông số Miedema

Thể tích mol Miedema
8,6 cm3/mol
Mật độ electron Miedema
3

Chuyển pha và các dạng thù hình

Nhiệt độ nóng chảy1687,15 K
Nhiệt độ sôi3538,15 K

Phân loại trạng thái oxi hóa

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

Dữ liệu tham khảo chuyên sâu

Hằng số chắn (5)
nOrbitalσ
1s0,4255
2p4,055
2s4,98
3p9,7148
3s9,0968
Chi tiết bán kính tinh thể (2)
Điện tíchCNSpinrcrystal (pm)Nguồn gốc
4IV40
4VI54from r^3 vs V plots,
Các kiểu phân rã đồng vị (46)
Đồng vịChế độCường độ
22B+100%
22B+p62%
222p0,7%
23B+100%
23B+p88%
232p3,6%
24B+100%
24B+p34,5%
25B+100%
25B+p35%
Hệ số tán xạ tia X (756)
Năng lượng (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

Dữ liệu bổ sung

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.

Tài liệu tham khảo (1)

Tài liệu tham khảo

(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.

Ghi chú về giấy phép: 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/

Ghi chú về giấy phép: 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.

Cập nhật lần cuối:

Dữ liệu đã được xác minh:

Nội dung được rà soát đối chiếu với dữ liệu khoa học mới nhất.