Le silicium est le 14e élément du tableau périodique. Ces faits sur le silicium contiennent des données chimiques et physiques ainsi que des informations générales et un historique.
Cellule du tableau périodique du silicium
Faits élémentaires sur le silicium
Nom : Silicium
Numéro atomique : 14
Symbole de l’élément : Si
Groupe : 14
Période : 3
Bloc : p
Famille d’éléments : Métalloïde ou semi-métallique
Masse atomique :
Les directives de l’UICPA pour refléter l’histoire physique et chimique de l’échantillon de magnésium. Si une seule valeur de la masse atomique est nécessaire, utilisez 28,0855.
Configuration des électrons : 3s23p2 (abréviation) ou 1s22s22p63s23p2 (complète)
Découverte : Jöns Jacob Berzelius en 1824.
Les composés de silicium sont courants depuis l’Antiquité. Le silex est un minéral d’oxyde de silicium et était la base de nombreux outils préhistoriques. Le sable, un autre composé de silicium, était transformé en verre. Le chimiste français Antoine Lavoisier a été le premier à écrire qu’il était possible que la silice contienne un élément inconnu. Plusieurs chimistes ont tenté d’isoler le silicium par électrolyse, mais sans succès. Jöns Jacob Berzelius a réussi à isoler le silicium en utilisant des procédés chimiques en 1824.
Origine du nom : Sir Humphry Davy a suggéré le nom de slicium en 1808 pour après le mot latin silex signifiant silex. Il pensait que le silicium était un métal et a ajouté le suffixe -ium. En 1817, le chimiste écossais Thomas Thomson a découvert que le silicium n’était pas un métal, mais plutôt du bore. Il a changé le nom de Davy en permutant le suffixe en -on.
Isotopes :
Le silicium naturel est composé de trois isotopes stables : 28Si, 29Si et 30Si. Des traces de 28Si sortent lorsque les rayons cosmiques réagissent avec l’argon atmosphérique. Vingt isotopes radioactifs ont été produits dans des conditions de laboratoire, allant de 22Si à 45Si.
28Si
Le silicium-28 est un isotope stable contenant 14 neutrons. 92,223% du silicium naturel est du silicium-28.
29Si
Le silicium-29 est un isotope stable contenant 15 neutrons. 4,685% du silicium naturel est du silicium-29.
30Si
Le silicium-30 est un isotope stable contenant 16 neutrons. 3,092 % du silicium naturel est du silicium-30.
32Si
Le silicium-32 est un isotope radioactif contenant 18 neutrons. Le silicium-32 est formé comme particule fille de la réaction entre le rayonnement cosmique et l’argon atmosphérique. Il se désintègre ensuite par désintégration β- en 32P avec une demi-vie de 15 319 ans.
Silicium (Enricoros/Creative Commons)
Données physiques
Densité : 2.3296 g/cm3
Point de fusion : 1687 K (1414 °C, 2577 °F)
Point d’ébullition : 3538 K (3265 °C, 5909 °F)
État à 20ºC : solide
Chaleur de fusion : 50,21 kJ/mol
Chaleur de vaporisation : 383 kJ/mol
Capacité thermique molaire : 19,789 J/mol-K
Configuration de l’enveloppe électronique d’un atome de silicium.
Données atomiques
Rayon atomique : 1.11 Å (empirique)
Radius covalent : 1,11 Å
Radius Van der Waals : 2,10 Å
Affinité électronique : 134,068 kJ/mol
Electronégativité : 1,90
Energie de première ionisation : 786.518 kJ/mol
2ème énergie d’ionisation : 1577,134 kJ/mol
3ème énergie d’ionisation : 3231,585 kJ/mol
4ème énergie d’ionisation : 4355,523 kJ/mol
5ème énergie d’ionisation : 16090.571 kJ/mol
6ème énergie d’ionisation : 19805.55 kJ/mol
7ème énergie d’ionisation : 23783.6 kJ/mol
8ème énergie d’ionisation : 29287.16 kJ/mol
États d’oxydation : +4, -4 (commun), +3, +2, +1, -1, -2, -3 (peu commun)
Achim Leistner tenant une sphère de monocristal de silicium ultrapur pour le projet Avogadro. Crédit : Australian Centre for Precision Optics (ACPO)/Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO)
Fun Silicon Facts
- Le silicium est un solide brillant gris bleuté à température ambiante.
- Les silicates (oxyde de silicium) sont les minéraux les plus courants de la croûte terrestre. Cela fait que le silicium est le 2e élément le plus abondant dans la croûte terrestre.
- Le silicium est le huitième élément le plus abondant dans l’univers.
- Le silicium ne se trouve pas libre dans la nature. On le trouve le plus souvent sous sa forme d’oxyde, les silicates. Le quartz et le sable en sont des exemples, ainsi que les pierres précieuses améthyste, agate, jaspe, opale et citrine.
- Le silicium est surtout utilisé pour le verre, la céramique et le ciment.
- Le silicium est un composant essentiel des semi-conducteurs. Presque tous les circuits électroniques contiennent des matériaux semi-conducteurs à base de silicium.
- Le projet Avogadro est un projet visant à produire une masse standard de kilogramme en utilisant un seul cristal de silicium. Ces sphères sont considérées comme les objets artificiels les plus ronds jamais créés.
- Le silicium est raffiné commercialement en chauffant du sable et du carbone dans un four électrique. Le silicium ultrapur est extrait à l’aide d’une technique d’électrolyse de sels fondus.
- Les silicones (composés silicium-oxygène-hydrocarbure) vont du liquide au solide dur et ont de nombreuses propriétés utiles, notamment l’utilisation comme adhésifs, mastics, lubrifiants et isolants.
- Les créatures diatomées absorbent le silicium de l’eau et l’incorporent dans leurs parois cellulaires.
- Les météorites contenant du silicium sont appelées aérolites.
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