El silicio es el elemento 14 de la tabla periódica. El silicio es un material semiconductor. Su símbolo es “Si”. El silicio participa en la formación de enlaces a través de sus electrones de valencia. Este artículo explica en detalle la electrónica de valencia del silicio (Si).
El octavo elemento más abundante en todo el universo es el silicio. Sin embargo, rara vez ocurre en su forma pura en la corteza terrestre. Se encuentra con mayor frecuencia en el espacio como polvos cósmicos, planetoides y silicatos. Más del 90% de la corteza terrestre está hecha de mineral de silicato. Esto convierte al silicio en el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre (28% en masa), detrás del oxígeno. El silicio, un elemento natural con un tiempo de residencia de alrededor de 400 años en los océanos, no está presente anteriormente.
- Historia
- Usos
- Posición del Silicio en la tabla periódica
- Propiedades del silicio
- Rol biológico
- Abundancia natural
- ¿Cuáles son los elementos de valencia del silicio (Si)?
- ¿Qué cantidad de electrones, protones y neutrones contiene el silicio (Si)?
- ¿Cómo puede encontrar el número de electrones de valencia dentro de un átomo de silicio (Si)?
- Cálculo del número total (Si) de electrones en el silicio
- Deberá realizar configuraciones electrónicas de silicio (Si)
- Calcule los electrones totales y determine la capa de valencia.
- Formación de compuestos de silicio (Si)
- ¿Qué número de electrones de valencia posee el ion de silicio?
- ¿Cuál es la valencia del silicio (Si)?
- Preguntas más frecuentes
- hechos de silicio
- Referencias:
Historia
Jons Jacob Berzelius fue un químico sueco que descubrió el silicio en 1824. Calentó fragmentos de sodio en un recipiente de sílice y luego limpió cuidadosamente cualquier subproducto. El silicio es el séptimo elemento más abundante en todo el universo y el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre. El silicio se fabrica hoy calentando arena con carbón a temperaturas cercanas a los 2200 grados centígrados.
Usos
El silicio es uno de los elementos más importantes en nuestras vidas. La mayor parte se utiliza para crear aleaciones, incluido el ferrosilicio (hierrosilicio) y el aluminio-silicio. Estos materiales se utilizan para crear dínamo, placas de transformadores, bloques de motor y culatas, así como máquinas herramienta, y para desoxidar acero. Los carburos de silicio son un abrasivo importante y se utilizan en láseres.
El silicio también se puede utilizar para crear siliconas. Estos son polímeros de silicio y oxígeno que tienen grupos metilo. El aceite de silicona se puede utilizar como lubricante en cosméticos y acondicionadores para el cabello. El caucho de silicona se puede usar para impermeabilizar baños, alrededor de tuberías, techos y ventanas.
Los silicatos complejos se encuentran en el granito y otras rocas. Estos se utilizan en proyectos de ingeniería civil. El hormigón y el cemento están hechos de arena (dióxido de silicio, sílice) y arcilla (silicato de aluminio). El vidrio tiene muchos usos y la arena es el ingrediente principal. El silicio, también conocido como silicato o cerámica, se puede encontrar en esmaltes, cerámicas de alta temperatura y alfarería.
Posición del Silicio en la tabla periódica
Propiedades del silicio
El elemento silicio tiene muchas propiedades únicas que son importantes tanto en aplicaciones industriales como comerciales. El silicio es un metaloide como se mencionó anteriormente. Esta es la razón por la que exhibe una mezcla de propiedades metálicas y no metálicas. Las propiedades físicas y químicas del silicio se analizan a continuación.
Rol biológico
Aunque el silicio es vital para la vida vegetal, su uso en células animales sigue siendo incierto. Los fitolitos, que son pequeños trozos de sílice, se forman en algunas plantas. Estas partículas son evidencia evolutiva útil porque no se descomponen. La silicosis es una enfermedad pulmonar grave que puede ser fatal para trabajadores como canteros y mineros que están expuestos regularmente a partículas silíceas.
Abundancia natural
En masa, el silicio constituye el 27,7% de la corteza terrestre. Es el segundo elemento más abundante después del oxígeno. No se encuentra en la naturaleza sin combinar, pero se presenta principalmente como un óxido (sílice) y como silicatos. Se puede encontrar en arenas, cristales de roca, cuarzo, roca, amatistas, pedernales, ópalo y cristales de roca. El asbesto, la mica, la arcilla, el feldespato y la arcilla son ejemplos de silicato.
La producción comercial de silicio elemental se puede lograr calentando arena con carbón en un horno eléctrico. Para la electrónica, el silicio de alta pureza se produce por descomposición térmica y posterior recristalización.
| número atómico | catorce |
|---|---|
| peso atomico | 28.086 |
| punto de ebullición | 3265 °C (5909 °F) |
| punto de fusion | 1.410 ° C (2.570 ° F) |
| densidad | 2,33 gramos/cm 3 |
| estado de oxidación | −4, (+2), +4 |
| configuración electronica | 1 segundo 2 2 segundo 2 2 pag 6 3 pag 2 3 pag 2 |
¿Cuáles son los elementos de valencia del silicio (Si)?
El silicio, que es un material semiconductor, es el segundo elemento del grupo 14. Muchos dispositivos electrónicos están hechos de materiales de silicio. El dopaje de silicio es necesario para fabricar dispositivos electrónicos. El dopaje consiste en unir o quitar un electrón del electrón de valencia de silicio. El electrón de valencia se refiere al número de electrones que quedan en la capa después de la configuración electrónica. Los electrones de valencia son el número total de electrones que se encuentran en la capa que contiene la configuración electrónica de silicio. Las propiedades y la formación de enlaces están controladas por los electrones de valencia. Este sitio tiene un artículo que explica la configuración electrónica en el silicio. Lo puedes encontrar aquí.
¿Qué cantidad de electrones, protones y neutrones contiene el silicio (Si)?
El núcleo se puede encontrar en el medio de un átomo. El núcleo es el hogar de protones y neutrones. El número atómico del silicio (Si) es 14. El número de protones se llama número atómico. El número de protones que se encuentran en el silicio (Si) es 14. El núcleo contiene una capa de electrones que es igual a los protones. Un átomo de silicio puede tener un número total de 14 electrones.
La diferencia entre el número de átomos y el número de masas atómicas es lo que determina el número de neutrones en un elemento. Esto significa que número de neutrones (n) = masa atómica (A) + número atómico (Z).
Sabemos que el silicio tiene un número atómico 14 y que su número de masa atómica 28 (28.084). Neutrón (n) = 28 – 14 = 14. Por lo tanto, el número de neutrones que se encuentran en el silicio (Si) es 14.
La valencia es la capacidad de un átomo de un elemento químico para formar un cierto número de enlaces químicos con otros átomos. Toma valores de 1 a 8 y no puede ser igual a 0. Está determinado por la cantidad de electrones de un átomo gastados para formar enlaces químicos con otro átomo. La valencia es un valor real. Los valores numéricos de valencia se indican con números romanos (I,II, III, IV, V, VI, VII, VIII).
¿Cómo puede encontrar el número de electrones de valencia dentro de un átomo de silicio (Si)?
Estos son los pasos para determinar el electrón de valencia. Uno de ellos es la configuración electrónica. Sin una configuración electrónica, es imposible determinar la valencia de cualquier elemento. Es fácil determinar la valencia de cualquier elemento conociendo la configuración electrónica. Este sitio tiene un artículo que explica la disposición de los electrones. Lo puedes encontrar aquí. Este artículo se centra en la configuración electrónica del silicio.
Sin embargo, es posible identificar los electrones de valencia colocando los electrones de acuerdo con el principio de Bohr. Ahora aprenderemos a identificar el electrón de valencia en el silicio (Si).
Cálculo del número total (Si) de electrones en el silicio
Primero, debemos conocer el número de electrones presentes en el átomo de silicio. Necesita saber cuántos protones hay en el silicio para determinar el número de electrones. También necesita saber cuál es el número atómico del elemento de silicio para determinar la cantidad de protones.
Se requiere una tabla periódica para determinar el número atómico. La tabla periódica contiene los números atómicos de los elementos silicio (Si). El número de protones se llama número atómico. El núcleo también contiene electrones que son iguales a los protones.
Esto significa que ahora podemos decir que el número de electrones en el átomo de silicio es igual a su número atómico. El número atómico del silicio es 14 según la tabla periódica. Esto significa que un átomo de silicio contiene 14 electrones.
Los términos ” grado de oxidación ” y ” valencia ” pueden no ser los mismos, pero son numéricamente casi idénticos. La carga condicional del átomo de un átomo se llama estado de oxidación. Puede ser positivo o negativo. La valencia se refiere a la capacidad de un átomo para formar enlaces. No puede tener un valor negativo.
Deberá realizar configuraciones electrónicas de silicio (Si)
El paso 2 importante es. Este paso implica la disposición de los electrones en el silicio. Sabemos que cada átomo de silicio tiene 14 electrones. La estructura electrónica del silicio muestra que hay dos electrones en la capa K, ocho en la capa L y cuatro en la capa M.
Esto significa que la primera capa de silicio contiene dos electrones, mientras que la segunda capa contiene ocho electrones y la tercera capa contiene cuatro electrones. A través de la suborbita, la configuración electrónica del silicio (Si) es 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 .
Calcule los electrones totales y determine la capa de valencia.
El tercer paso es determinar la valencia. La capa de valencia es la última capa después de la configuración electrónica. Un electrón de valencia es el número total de electrones que se encuentran en una capa de valencia. La configuración electrónica del silicio muestra que la cuarta capa tiene cuatro electrones (3s 2 , 3p 2 ). Los electrones de valencia en el silicio (Si) tienen cuatro.
- La valencia es una característica numérica de la capacidad de los átomos de un elemento dado para unirse con otros átomos.
- La valencia del hidrógeno es constante e igual a uno.
- La valencia del oxígeno también es constante e igual a dos.
- La valencia de la mayoría de los otros elementos no es constante. Se puede determinar por las fórmulas de sus compuestos binarios con hidrógeno u oxígeno.
Formación de compuestos de silicio (Si)
A través de sus electrones de valencia, el Silicio (Si) está involucrado en la formación de enlaces. Este elemento de valencia participa en la formación de enlaces con los átomos de otros elementos. Al compartir electrones con el oxígeno, los átomos de silicio pueden formar enlaces. La configuración electrónica para el oxígeno indica que hay seis electrones de valor del oxígeno. Los compuestos de SiO 2 están formados por dos átomos de silicio y un átomo de oxígeno.
El átomo de silicio luego completa su octava y adquiere la configuración electrónica del argón. El oxígeno, por su parte, adquiere la configuración electrónica del neón.
Un átomo de silicio comparte electrones y dos átomos de oxígeno para crear el compuesto de dióxido de silicio (SiO 2 ) mediante la formación de un enlace covalente. Un enlace covalente es el dióxido de silicio (SiO 2 ).
¿Qué número de electrones de valencia posee el ion de silicio?
La configuración electrónica está completa. La última capa (órbita) de un átomo de silicio contiene cuatro electrones. La valencia y los electrones de silicio de valencia son 4 en este caso. Se requieren cuatro electrones para que los elementos reciban y rechacen electrones. Para completar su octava, estos elementos deben compartir electrones con otros elementos.
Como el silicio tiene cuatro electrones en la última órbita, completa la octava con cuatro electrones adicionales de otro elemento. el silicio ahora tiene cuatro electrones en su órbita final. Esto significa que el silicio puede completar la octava de electrones compartiendo cuatro electrones con otro elemento.
El resultado es que el silicio llena su octava y se vuelve estable. Como puede ver, el silicio adopta la configuración electrónica del gas inerte Argon. Podemos ver que hay ocho electrones de valencia para los iones de silicio.
¿Cuál es la valencia del silicio (Si)?
La valencia (o valencia) es la capacidad del átomo de un elemento para unirse a otro átomo en la formación de una molécula. La valencia es el número de electrones desapareados que se encuentran en la última órbita de un elemento. Sabemos que la configuración electrónica del estado fundamental para el silicio es 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 . La configuración electrónica de un elemento en su estado excitado determina su valor.
Si*(14), la configuración electrónica del silicio cuando se excita, es 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p x 1 3p y 1 3p z 1 . Esta configuración electrónica muestra que hay cuatro electrones desapareados en la última capa de un átomo de silicio (3s 1 3p x 1 3p y 1 3p z 1 ).
La valencia del silicio entonces es 4.
Preguntas más frecuentes
hechos de silicio
- El silicio es un metaloide. Esto significa que tiene tanto las propiedades de los metales como las de los no metales. Al igual que con otros metaloides, el silicio se puede encontrar en diferentes formas. El silicio amorfo a menudo se ve como un polvo gris. El silicio cristalino, por otro lado, es un sólido gris con propiedades metálicas brillantes.
- Es posible obtener silicio extremadamente puro. Puede obtener silicio con una pureza >99,9 % mediante electrólisis de sales fundidas u otros compuestos de silicio.
- Jons Jakob Berzelius es el químico sueco que descubrió el silicio. Usó fluorosilicato de potasio y potasio para crear silicio amorfo. Este fue un nombre que le dio al silicio . Fue sugerido por primera vez por Sir Humphrydavy en 1808.
- La mayor parte del silicio se utiliza en la producción de la aleación de ferrosilicio. Se utiliza para fabricar acero. Se utiliza para producir semiconductores y otros dispositivos electrónicos.
- Thomas Thomson, un químico escocés, nombró al elemento silicio en 1831. Mantuvo parte del nombre de Berzelius, pero cambió la terminación a -on para reflejar el hecho de que el elemento tenía más similitudes con el carbono y el boro que los metales con nombres -io. .
- El silicio es esencial para la vida vegetal y animal. Las diatomeas y otros organismos acuáticos utilizan silicio para construir sus esqueletos. El silicio es esencial para la creación de colágeno y elastina, así como para la salud de la piel y el cabello.
- El silicio natural se compone de tres elementos estables: silicio-28/29 y silicio-30. El silicio-28, que representa el 92,23% del elemento natural, es el más común. Hay al menos veinte radioisótopos, el más estable de los cuales es el silicio-32 con una vida media de 170 años.
- La silicosis es una condición que puede ser causada por la inhalación de grandes cantidades de compuestos de silicio. Esto podría pasarles a los mineros, canteros y otros que viven en áreas arenosas.
- El silicio, que es el 27% de la corteza terrestre, es el segundo elemento más abundante en masa. Se encuentra en minerales de silicato como el cuarzo y la arena. Sin embargo, rara vez se presenta como un elemento libre.
- El silicio, como el agua, tiene una mayor densidad cuando es líquido que cuando es sólido.
Referencias:
- https://en.wikipedia.org/wiki/Silicón
- https://silicon.reddogresearch.com/
- Voronkov, MG (2007). “Era del silicio”. Revista rusa de química aplicada . 80 (12): 2190.
- PNUMA. (31 de agosto de 2015). Riesgos ambientales y desafíos de los ciclos y flujos de metales antropogénicos [en línea]. Disponible: https://d396qusza40orc.cloudfront.net/metals/3_Environmental_Challenges_Metals-Full%20Report_36dpi_130923.pdf#96
