Combien d’électrons de valence possède le silicium ?

Le silicium est le 14 élément du tableau périodique. Le silicium est un matériau semi-conducteur. Son symbole est “Si”. Le silicium est impliqué dans la formation des liaisons via ses électrons de valence. Cet article explique en détail l’électronique de valence du silicium (Si). 

Le huitième élément le plus abondant dans tout l’univers est le silicium. Cependant, il se produit rarement sous sa forme pure dans la croûte terrestre. On le trouve le plus souvent dans l’espace sous forme de poussières cosmiques, de planétoïdes et de silicates. Plus de 90% de la croûte terrestre est constituée de silicate minéral. Cela fait du silicium le 2e élément le plus abondant de la croûte terrestre (28 % en masse), derrière l’oxygène. Le silicium, élément naturel ayant un temps de résidence d’environ 400 ans dans les océans, n’était pas présent auparavant.

Histoire

Jons Jacob Berzelius était un chimiste suédois qui a découvert le silicium en 1824. Il a chauffé des copeaux de sodium dans un récipient en silice, puis a soigneusement essuyé tous les sous-produits. Le silicium est le septième élément le plus abondant de tout l’univers et le deuxième élément le plus abondant de la croûte terrestre. Le silicium est fabriqué aujourd’hui en chauffant du sable avec du carbone à des températures proches de 2200 degrés Celsius.

les usages

Le silicium est l’un des éléments les plus importants dans nos vies. La majeure partie est utilisée pour créer des alliages, notamment du ferro-silicium (fer-silicium) et de l’aluminium-silicium. Ces matériaux sont utilisés pour créer des dynamos, des plaques de transformateur, des blocs moteurs et des culasses, ainsi que des machines-outils, et pour désoxyder l’acier. Les carbures de silicium sont un abrasif important et sont utilisés dans les lasers.

Le silicium peut également être utilisé pour créer des silicones. Ce sont des polymères silicium-oxygène qui ont des groupes méthyle. L’huile de silicone peut être utilisée comme lubrifiant dans les cosmétiques et les après-shampooings. Le caoutchouc de silicone peut être utilisé pour imperméabiliser les salles de bains, autour des tuyaux, des toits et des fenêtres.

Les silicates complexes se trouvent dans le granit et d’autres roches. Ceux-ci sont utilisés dans les projets de génie civil. Le béton et le ciment sont fabriqués à partir de sable (dioxyde de silicium, silice) et d’argile (slicate d’aluminium). Le verre a de nombreuses utilisations et le sable est l’ingrédient principal. Le silicium, également appelé silicate ou poterie, se trouve dans les émaux, les céramiques à haute température et la poterie.

Position du silicium dans le tableau périodique

Propriétés du silicium

L’élément silicium possède de nombreuses propriétés uniques qui sont importantes dans les applications industrielles et commerciales. Le silicium est un métalloïde comme mentionné précédemment. C’est pourquoi il présente un mélange de propriétés métalliques et non métalliques. Les propriétés physiques et chimiques du silicium sont décrites ci-dessous.

rôle biologique

Bien que le silicium soit vital pour la vie végétale, son utilisation dans les cellules animales reste incertaine. Les phytolithes, qui sont de minuscules morceaux de silice, se forment dans certaines plantes. Ces particules sont des preuves évolutives utiles car elles ne se désintègrent pas. La silicose est une maladie pulmonaire grave qui peut être mortelle pour les travailleurs tels que les tailleurs de pierre et les mineurs qui sont régulièrement exposés à des particules siliceuses.

abondance naturelle

En masse, le silicium représente 27,7 % de la croûte terrestre. C’est le deuxième élément le plus abondant après l’oxygène. Il ne se trouve pas dans la nature non combiné, mais il se présente principalement sous forme d’oxyde (silice) et de silicates. On le trouve dans les sables, les cristaux de roche, le quartz, la roche, les améthystes, les silex, l’opale et les cristaux de roche. L’amiante, le mica, l’argile, le feldspath et l’argile sont tous des exemples de silicate.

La production commerciale de silicium élémentaire peut être réalisée en chauffant du sable avec du carbone dans un four électrique. Pour l’électronique, le silicium de haute pureté est fabriqué par décomposition thermique et recristallisation ultérieure.

Quels sont les éléments de valence du silicium (Si) ?

Le silicium, qui est un matériau semi-conducteur, est le deuxième élément du groupe 14. De nombreux appareils électroniques sont fabriqués à partir de matériaux en silicium. Le dopage du silicium est nécessaire pour fabriquer des appareils électroniques. Le dopage consiste à attacher ou à retirer un électron de l’électron de valence du silicium. L’électron de valence fait référence au nombre d’électrons restant dans la coquille après la configuration électronique. Les électrons de valence sont le nombre total d’électrons trouvés dans la coque qui contient la configuration électronique du silicium. Les propriétés et la formation des liaisons sont contrôlées par les électrons de valence. Ce site a un article qui explique la configuration électronique dans le silicium. Vous pouvez le trouver ici.

Combien d’électrons, de protons et de neutrons le silicium (Si) contient-il ?

Le noyau se trouve au milieu d’un atome. Le noyau abrite des protons et des neutrons. Le numéro atomique du silicium (Si) est 14. Le nombre de protons est appelé numéro atomique. Le nombre de protons trouvés dans le silicium (Si) est de 14. Le noyau contient une couche d’électrons égale aux protons. Un atome de silicium peut avoir un nombre total de 14 électrons.

La différence entre le nombre d’atomes et le nombre de masses atomiques est ce qui détermine le nombre de neutrons dans un élément. Cela signifie que le nombre de neutrons (n) = masse atomique (A) + numéro atomique (Z).

On sait que le silicium a un numéro atomique 14 et que sa masse atomique est 28 (28.084). Neutron (n) = 28 – 14 = 14. Le nombre de neutrons trouvés dans le silicium (Si) est donc de 14.

La valence est la capacité d’un atome d’un élément chimique à former un certain nombre de liaisons chimiques avec d’autres atomes. Il prend des valeurs de 1 à 8 et ne peut être égal à 0. Il est déterminé par le nombre d’électrons d’un atome dépensés pour former des liaisons chimiques avec un autre atome. La valence est une valeur réelle. Les valeurs numériques de valence sont indiquées par des chiffres romains (I,II, III, IV, V, VI, VII, VIII).

Comment pouvez-vous trouver le nombre d’électrons de valence dans un atome de silicium (Si).

Ce sont les étapes pour déterminer l’électron de valence. L’un d’eux est la configuration électronique. Sans configuration électronique, il est impossible de déterminer la valence d’un élément. Il est facile de déterminer la valence de n’importe quel élément en connaissant la configuration électronique. Ce site a un article qui explique l’arrangement des électrons. Vous pouvez le trouver ici. Cet article se concentre sur la configuration électronique du silicium.

Cependant, il est possible d’identifier les électrons de valence en plaçant les électrons selon le principe de Bohr. Nous allons maintenant apprendre à identifier l’électron de valence dans le silicium (Si).

Calcul du nombre total (Si) d’électrons dans le silicium

Tout d’abord, nous devons connaître le nombre d’électrons présents dans l’atome de silicium. Vous devez savoir combien de protons il y a dans le silicium pour déterminer le nombre d’électrons. Vous devez également connaître le numéro atomique de l’élément silicium pour déterminer le nombre de protons.

Un tableau périodique est nécessaire pour déterminer le numéro atomique. Le tableau périodique contient les numéros atomiques des éléments silicium (Si). Le nombre de protons s’appelle le numéro atomique. Le noyau contient également des électrons qui sont égaux aux protons.

Cela signifie que nous pouvons maintenant dire que le nombre d’électrons dans l’atome de silicium est égal à son numéro atomique. Le numéro atomique du silicium est 14 selon le tableau périodique. Cela signifie qu’un atome de silicium contient 14 électrons.

Les termes « degré d’oxydation » et « valence » ne sont peut-être pas les mêmes, mais ils sont numériquement presque identiques. La charge conditionnelle de l’atome d’un atome s’appelle l’état d’oxydation. Il peut être positif ou négatif. La valence fait référence à la capacité d’un atome à former des liaisons. Il ne peut pas avoir une valeur négative.

Vous aurez besoin de réaliser des configurations électroniques de silicium (Si)

L’étape 2 est importante. Cette étape implique l’arrangement des électrons dans le silicium. Nous savons que chaque atome de silicium possède 14 électrons. La structure électronique du silicium montre qu’il y a deux électrons dans la couche K, huit couches L et quatre couches M.

Cela signifie que la première couche de silicium contient deux électrons, tandis que la deuxième couche contient huit électrons et la troisième couche contient quatre électrons. À travers la sous-orbite, la configuration électronique du silicium (Si) est 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ² .

Calculer le nombre total d’électrons et déterminer la couche de valence

La troisième étape consiste à déterminer la valeur. La couche de valence est la dernière couche après la configuration électronique. Un électron de valence est le nombre total d’électrons trouvés dans une couche de valence. La configuration électronique du silicium montre que la quatrième couche a quatre électrons (3s ² , 3p ² ). Les électrons de valence dans le silicium (Si) en ont quatre.

1.  La valence est une caractéristique numérique de la capacité des atomes d’un élément donné à se lier avec d’autres atomes.
2. La valence de l’hydrogène est constante et égale à un.
3. La valence de l’oxygène est également constante et égale à deux.
4. La valence de la plupart des autres éléments n’est pas constante. Il peut être déterminé par les formules de leurs composés binaires avec l’hydrogène ou l’oxygène.

Formation de composés de silicium (Si)

Par ses électrons de valence, le Silicium (Si) est impliqué dans les liaisons de formation. Cet élément de valence participe à la formation de liaisons avec les atomes d’autres éléments. En partageant des électrons avec l’oxygène, les atomes de silicium peuvent former des liaisons. La configuration électronique de l’oxygène indique qu’il y a six électrons de valeur de l’oxygène. Les composés SiO ₂ sont constitués de deux atomes de silicium et d’un atome d’oxygène.

L’atome de silicium complète alors son octave, et acquiert la configuration électronique de l’Argon. L’oxygène, par contre, acquiert la configuration électronique du néon.

Un atome de silicium partage des électrons et deux atomes d’oxygène pour créer le composé de dioxyde de silicium (SiO ₂ ) en formant une liaison covalente. Une liaison covalente est le dioxyde de silicium (SiO ₂ ).

Quel est le nombre d’électrons de valence que possède l’ion silicium ?

La configuration électronique est terminée. La dernière coquille (orbite) d’un atome de silicium contient quatre électrons. La valence et les électrons de silicium de valence sont de 4 dans ce cas. Quatre électrons sont nécessaires pour que les éléments reçoivent et rejettent des électrons. Pour compléter leur octave, ces éléments doivent partager des électrons avec d’autres éléments.

Puisque le silicium à quatre électrons dans la dernière orbite, il complète l’octave avec quatre électrons supplémentaires d’un autre élément. le silicium à maintenant quatre électrons dans son orbite finale. Cela signifie que le silicium peut compléter l’octave des électrons en partageant quatre électrons avec un autre élément.

Le résultat est que le silicium remplit son octave, et il devient stable. Comme vous pouvez le voir, le silicium prend la configuration électronique du gaz inerte Argon. Nous pouvons voir qu’il y a huit électrons de valence pour les ions de silicium.

Quelle est la valence du silicium (Si) ?

La valence (ou valence) est la capacité de l’atome d’un élément à rejoindre un autre atome dans la formation d’une molécule. La valence est le nombre d’électrons non appariés trouvés dans la dernière orbite d’un élément. Nous savons que la configuration électronique de l’état fondamental du silicium est 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ² .  La configuration électronique d’un élément dans son état déterminé détermine sa valeur.

Si*(14), la configuration électronique du silicium lorsqu’il est excité, est 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ¹  3p _x ¹  3p _y ¹  3p _z ¹ .  Cette configuration électronique montre qu’il y a quatre électrons non appariés dans la dernière couche d’un atome de silicium (3s ¹  3p _x ¹  3p _y ¹  3p _z ¹ ).

La valence du silicium est alors 4.

FAQ

Faits sur le silicium

1. Le silicium est un métaloïde. Cela signifie qu’il possède à la fois les propriétés des métaux et des non-métaux. Comme avec d’autres métalloides, le silicium peut être trouvé sous différentes formes. Le silicium amorphe est souvent considéré comme une poudre grise. Le silicium cristallin, quant à lui, est un solide gris aux propriétés métalliques brillantes.
2. Il est possible d’obtenir du silicium extrêmement pur. Vous pouvez obtenir du silicium à une pureté > 99,9 % en utilisant l’électrolyse de sels fondus ou d’autres composés de silicium.
3. Jons Jakob Berzelius est le chimiste suédois qui a découvert le silicium. Il a utilisé du fluorosilicate de potassium et du potassium pour créer du silicium amorphe. C’est un nom qu’il a donné au silicium . Il a été proposé pour la première fois par Sir Humphrydavy en 1808.
4. La majorité du silicium est utilisée dans la production de l’alliage de ferrosilicium. Il est utilisé pour fabriquer de l’acier. Il est utilisé pour produire des semi-conducteurs et d’autres appareils électroniques.
5. Thomas Thomson, un chimiste écossais, a nommé l’élément silicium en 1831. Il a conservé une partie du nom de Berzelius, mais a changé la fin en -on pour pouvoir le faire que l’élément avait plus de similitudes avec le carbone et le bore que les métaux avec des noms-ium.
6. Le silicium est essentiel à la vie végétale et animale. Les diatomées et autres organismes aquatiques utilisent le silicium pour construire leur squelette. Le silicium est essentiel à la création de collagène et d’élastine, ainsi qu’à la santé de la peau et des cheveux.
7. Le silicium naturel est composé de trois éléments stables : le silicium-28/29 et le silicium-30. Le silicium-28, qui représente 92,23 % de l’élément naturel, est le plus courant. Il existe au moins une vingtaine de radio-isotopes, dont le plus stable est le silicium-32 avec une demi-vie de 170 ans.
8. La silicose est une affection qui peut être causée par l’inhalation de grandes quantités de composés de silicium. Cela pourrait arriver aux mineurs, aux tailleurs de pierre et à d’autres personnes qui vivent dans des zones sablonneuses.
9. Le silicium, qui représente 27% de la croûte terrestre, est le deuxième élément le plus abondant en masse. On le trouve dans les minéraux silicates comme le quartz et le sable. Cependant, il se produit rarement en tant qu’élément libre.
10. Le silicium, comme l’eau, a une densité plus élevée lorsqu’il est liquide que solide.

Références:

• https://en.wikipedia.org/wiki/Silicon
• https://silicon.reddogresearch.com/
• Voronkov, MG (2007). “L’ère du silicium”. Journal russe de chimie appliquée . 80(12): 2190.
• PNUE. (31 août 2015). Risques et défis environnementaux des flux et cycles anthropiques des métaux  [En ligne]. Disponible :  https://d396qusza40orc.cloudfront.net/metals/3_Environmental_Challenges_Metals-Full%20Report_36dpi_130923.pdf#96