Krzem jest 14 pierwiastkiem układu okresowego. Te fakty o krzemie zawierają dane chemiczne i fizyczne wraz z informacjami ogólnymi i historią.
Komórka układu okresowego krzemu
Podstawowe fakty o krzemie
Nazwa: Krzem
Liczba atomowa: 14
Symbol pierwiastka: Si
Grupa: 14
Period: 3
Blok: p
Rodzina pierwiastków: Metalloid or Semi-metal
Atomic Mass:
Wytyczne IUPAC, aby odzwierciedlić fizyczną i chemiczną historię próbki magnezu. Jeśli potrzebna jest pojedyncza wartość masy atomowej, należy użyć 28.0855.
Konfiguracja elektronowa: 3s23p2 (skrót) lub 1s22s22p63s23p2 (pełna)
Odkrycie: Jöns Jacob Berzelius w 1824 r.
Związki krzemu były powszechnie stosowane od czasów starożytnych. Krzemień jest minerałem zawierającym tlenek krzemu i był podstawą wielu prehistorycznych narzędzi. Piasek, inny związek krzemu, był wykorzystywany do produkcji szkła. Francuski chemik Antoine Lavoisier jako pierwszy napisał o tym, że krzemionka może zawierać nieznany pierwiastek. Kilku chemików próbowało wyizolować krzem za pomocą elektrolizy, ale bezskutecznie. Jöns Jacob Berzelius zdołał wyizolować krzem za pomocą procesów chemicznych w 1824 roku.
Pochodzenie nazwy: Sir Humphry Davy zasugerował nazwę slicium w 1808 roku po łacińskim słowie silex oznaczającym krzemień. Wierzył, że krzem jest metalem i dodał przyrostek -ium. W 1817 r. szkocki chemik Thomas Thomson odkrył, że krzem nie jest metalem, ale bardziej przypomina bor. Zmienił nazwisko Davy’ego, zamieniając przyrostek na -on.
Izotopy:
Naturalny krzem składa się z trzech stabilnych izotopów: 28Si, 29Si i 30Si. Śladowe ilości 28Si wydostają się, gdy promienie kosmiczne reagują z atmosferycznym argonem. W warunkach laboratoryjnych wytworzono dwadzieścia izotopów promieniotwórczych w zakresie od 22Si do 45Si.
28Si
Krzem-28 jest stabilnym izotopem zawierającym 14 neutronów. 92,223% naturalnego krzemu to krzem-28.
29Si
Krzem-29 jest stabilnym izotopem zawierającym 15 neutronów. 4,685% naturalnego krzemu to krzem-29.
30Si
Krzem-30 jest stabilnym izotopem zawierającym 16 neutronów. 3,092% naturalnego krzemu to krzem-30.
32Si
Krzem-32 jest radioaktywnym izotopem zawierającym 18 neutronów. Krzem-32 powstaje jako cząstka pochodna w reakcji pomiędzy promieniowaniem kosmicznym a argonem atmosferycznym. Rozpada się dalej przez rozpad β- do 32P z okresem połowicznego zaniku 15 319 lat.
Krzem (Enricoros/Creative Commons)
Dane fizyczne
Gęstość: 2.3296 g/cm3
Kolejność topnienia: 1687 K (1414 °C, 2577 °F)
Kolejność wrzenia: 3538 K (3265 °C, 5909 °F)
Stan skupienia w 20ºC: Ciało stałe
Ciepło topnienia: 50.21 kJ/mol
Ciepło parowania: 383 kJ/mol
Molarna pojemność cieplna: 19,789 J/mol-K
Konfiguracja powłoki elektronowej atomu krzemu.
Dane atomowe
Promień atomowy: 1.11 Å (empiryczny)
Promień kowalencyjny: 1.11 Å
Promień Van der Waalsa: 2.10 Å
Przynależność elektronowa: 134.068 kJ/mol
Elektronegatywność: 1.90
1. energia jonizacji: 786.518 kJ/mol
2. energia jonizacji: 1577.134 kJ/mol
3. energia jonizacji: 3231.585 kJ/mol
4. energia jonizacji: 4355.523 kJ/mol
5. energia jonizacji: 16090.571 kJ/mol
6-ta energia jonizacji: 19805.55 kJ/mol
7-ta energia jonizacji: 23783.6 kJ/mol
8-ta energia jonizacji: 29287.16 kJ/mol
Stany utlenienia: +4, -4 (powszechne), +3, +2, +1, -1, -2, -3 (nieczęste)
Achim Leistner trzymający kulę monokryształu ultraczystego krzemu dla projektu Avogadro. Credit: Australian Centre for Precision Optics (ACPO)/Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO)
Fun Silicon Facts
- Krzem jest niebiesko-szarym, błyszczącym ciałem stałym w temperaturze pokojowej.
- Krzemiany (tlenek krzemu) są najczęstszymi minerałami występującymi w skorupie ziemskiej. To sprawia, że krzem jest drugim najbardziej obficie występującym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej.
- Krzem jest ósmym najbardziej obficie występującym pierwiastkiem we wszechświecie.
- Krzem nie występuje w naturze w stanie wolnym. Najczęściej występuje w postaci tlenków, krzemianów. Przykłady obejmują kwarc i piasek, wraz z kamieniami szlachetnymi: ametyst, agat, jaspis, opal i cytryn.
- Krzem jest używany głównie do produkcji szkła, ceramiki i cementu.
- Krzem jest istotnym składnikiem półprzewodników. Prawie każdy obwód elektroniczny zawiera materiał półprzewodnikowy na bazie krzemu.
- Projekt Avogadro to projekt mający na celu wyprodukowanie standardowej masy kilograma przy użyciu pojedynczego kryształu krzemu. Kule te są uważane za najbardziej okrągłe obiekty stworzone przez człowieka, jakie kiedykolwiek powstały.
- Krzem jest rafinowany komercyjnie poprzez ogrzewanie piasku i węgla w piecu elektrycznym. Ultraczysty krzem jest wydobywany przy użyciu techniki elektrolizy stopionych soli.
- Krzemikony (związki krzemu z tlenem i węglowodorami) obejmują zakres od cieczy do twardych ciał stałych i mają wiele użytecznych właściwości, w tym zastosowanie jako kleje, uszczelniacze, smary i izolatory.
- Kreatury okrzemkowe wchłaniają krzem z wody i włączają go do swoich ścian komórkowych.
- Meteoryty zawierające krzem są znane jako aerolity.
Dowiedz się więcej o pierwiastkach na układzie okresowym.
.