Quanti elettroni di valenza ha il silicio?

Il silicio è il 14 °  elemento della tavola periodica. Il silicio è un materiale semiconduttore. Il suo simbolo è “Si”. Il silicio è coinvolto nella formazione dei legami tramite i suoi elettroni di valenza. Questo articolo spiega in dettaglio l’elettronica di valenza del silicio (Si). 

L’ottavo elemento più abbondante in tutto l’universo è il silicio. Tuttavia, si trova raramente nella sua forma pura nella crosta terrestre. Si trova più frequentemente nello spazio sotto forma di polveri cosmiche, planetoidi e silicati. Più del 90% della crosta terrestre è costituita da minerali silicati. Questo rende il silicio il 2° elemento più abbondante nella crosta terrestre (28% in massa), dietro l’ossigeno. Il silicio, un elemento naturale con un tempo di permanenza negli oceani di circa 400 anni, non era presente in precedenza.

Storia

Jons Jacob Berzelius era un chimico svedese che scoprì il silicio nel 1824. Riscaldò dei frammenti di sodio in un recipiente di silice e poi asciugò accuratamente tutti i sottoprodotti. Il silicio è il settimo elemento più abbondante in tutto l’universo e il secondo elemento più abbondante nella crosta terrestre. Il silicio viene prodotto oggi riscaldando la sabbia con il carbonio a temperature vicine a 2200 gradi centigradi.

Usi

Il silicio è uno degli elementi più importanti nelle nostre vite. La maggior parte di esso viene utilizzata per creare leghe, tra cui ferro-silicio (ironsilicio) e alluminio-silicio. Questi materiali vengono utilizzati per creare dinamo, piastre per trasformatori, blocchi motore e teste dei cilindri, nonché per macchine utensili e per disossidare l’acciaio. I carburi di silicio sono un abrasivo importante e vengono utilizzati nei laser.

Il silicio può essere utilizzato anche per creare siliconi. Questi sono polimeri silicio-ossigeno che hanno gruppi metilici. L’olio di silicone può essere usato come lubrificante nei cosmetici e nei balsami per capelli. La gomma siliconica può essere utilizzata per impermeabilizzare bagni, attorno a tubi, tetti e finestre.

I silicati complessi si trovano nel granito e in altre rocce. Questi sono utilizzati nei progetti di ingegneria civile. Calcestruzzo e cemento sono costituiti da sabbia (biossido di silicio, silice) e argilla (silicato di alluminio). Il vetro ha molti usi e la sabbia è l’ingrediente principale. Il silicio, noto anche come silicato o ceramica, si trova negli smalti, nelle ceramiche ad alta temperatura e nelle ceramiche.

Posizione del silicio nella tavola periodica

Proprietà del silicio

L’elemento silicio ha molte proprietà uniche che sono importanti sia nelle applicazioni industriali che commerciali. Il silicio è un metalloide come accennato in precedenza. Questo è il motivo per cui mostra una miscela di proprietà simil-metalliche e non metalliche. Le proprietà fisiche e chimiche del silicio sono discusse di seguito.

Ruolo biologico

Sebbene il silicio sia vitale per la vita delle piante, il suo uso nelle cellule animali rimane incerto. I fitoliti, che sono piccoli pezzi di silice, si formano in alcune piante. Queste particelle sono utili prove evolutive perché non decadono. La silicosi è una grave malattia polmonare che può essere fatale per i lavoratori come scalpellini e minatori che sono regolarmente esposti a particelle silicee.

Abbondanza naturale

In massa, il silicio costituisce il 27,7% della crosta terrestre. È il secondo elemento più abbondante dopo l’ossigeno. Non si trova in natura non combinato, ma si presenta principalmente come ossido (silice) e come silicati. Può essere trovato in sabbie, cristalli di rocca, quarzo, roccia, ametiste, selci, opale e cristalli di rocca. Amianto, mica, argilla, feldspato e argilla sono tutti esempi di silicato.

La produzione commerciale di silicio elementare può essere ottenuta riscaldando la sabbia con carbone in un forno elettrico. Per l’elettronica, il silicio di elevata purezza viene prodotto mediante decomposizione termica e successiva ricristallizzazione.

Quali sono gli elementi di valenza del silicio (Si)?

Il silicio, che è un materiale semiconduttore, è il secondo elemento del gruppo 14. Molti dispositivi elettronici sono realizzati con materiali di silicio. Il doping del silicio è necessario per realizzare dispositivi elettronici. Il doping comporta il fissaggio o la rimozione di un elettrone dall’elettrone di valenza del silicio. L’elettrone di valenza si riferisce al numero di elettroni rimasti nel guscio dopo la configurazione elettronica. Gli elettroni di valenza sono il numero totale di elettroni presenti nel guscio che contiene la configurazione elettronica del silicio. Le proprietà e la formazione dei legami sono controllate dagli elettroni di valenza. Questo sito ha un articolo che spiega la configurazione elettronica nel silicio. Potete trovare qui.

Che numero di elettroni, protoni e neutroni contiene il silicio (Si)?

Il nucleo si trova nel mezzo di un atomo. Il nucleo ospita protoni e neutroni. Il numero atomico del silicio (Si) è 14. Il numero di protoni è chiamato numero atomico. Il numero di protoni presenti nel silicio (Si) è 14 Il nucleo contiene un guscio di elettroni uguale ai protoni. Un atomo di silicio può avere un numero totale di 14 elettroni.

La differenza tra il numero di atomi e il numero di masse atomiche è ciò che determina il numero di neutroni in un elemento. Ciò significa che numero di neutroni (n) = massa atomica (A) + numero atomico (Z).

Sappiamo che il silicio ha numero atomico 14 e che la sua massa atomica numero 28 (28.084). Neutrone (n) = 28 – 14 = 14. Il numero di neutroni presenti nel silicio (Si) è quindi 14.

La valenza è la capacità di un atomo di un elemento chimico di formare un certo numero di legami chimici con altri atomi. Prende valori da 1 a 8 e non può essere uguale a 0. È determinato dal numero di elettroni di un atomo spesi per formare legami chimici con un altro atomo. La valenza è un valore reale. I valori numerici di valenza sono indicati con numeri romani (I,II, III, IV, V, VI, VII, VIII).

Come puoi trovare il numero di elettroni di valenza all’interno di un atomo di silicio (Si).

Questi sono i passaggi per determinare l’elettrone di valenza. Uno di questi è la configurazione elettronica. Senza una configurazione elettronica, è impossibile determinare la valenza di qualsiasi elemento. È facile determinare la valenza di qualsiasi elemento conoscendo la configurazione elettronica. Questo sito ha un articolo che spiega la disposizione degli elettroni. Potete trovare qui. Questo articolo si concentra sulla configurazione elettronica del silicio.

Tuttavia, è possibile identificare gli elettroni di valenza posizionando gli elettroni secondo il principio di Bohr. Impareremo ora come identificare l’elettrone di valenza nel silicio (Si).

Calcolo del numero totale (Si) di elettroni nel silicio

Innanzitutto, dobbiamo conoscere il numero di elettroni presenti nell’atomo di silicio. Devi sapere quanti protoni ci sono nel silicio per determinare il numero di elettroni. Devi anche sapere qual è il numero atomico dell’elemento di silicio per determinare il numero di protoni.

Per determinare il numero atomico è necessaria una tavola periodica. La tavola periodica contiene i numeri atomici degli elementi silicio (Si). Il numero di protoni è chiamato numero atomico. Il nucleo contiene anche elettroni che sono uguali ai protoni.

Ciò significa che ora possiamo dire che il numero di elettroni nell’atomo di silicio è uguale al suo numero atomico. Il numero atomico del silicio è 14 secondo la tavola periodica. Ciò significa che un atomo di silicio contiene 14 elettroni.

I termini ” grado di ossidazione ” e ” valenza ” potrebbero non essere gli stessi, ma sono numericamente quasi identici. La carica condizionale dell’atomo di un atomo è chiamata stato di ossidazione. Può essere positivo o negativo. La valenza si riferisce alla capacità di un atomo di formare legami. Non può avere un valore negativo.

Avrai bisogno di condurre configurazioni elettroniche di silicio (Si)

L’importante passaggio 2 è. Questo passaggio prevede la disposizione degli elettroni nel silicio. Sappiamo che ogni atomo di silicio ha 14 elettroni. La struttura elettronica del silicio mostra che ci sono due elettroni nel guscio K, otto nel guscio L e quattro nel guscio M.

Ciò significa che il primo guscio di silicio contiene due elettroni, mentre il secondo guscio contiene otto elettroni e il terzo guscio contiene quattro elettroni. Attraverso la suborbita, la configurazione elettronica del silicio (Si) è 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ² .

Calcola gli elettroni totali e determina il guscio di valenza

Il terzo passo è determinare la valenza. Il guscio di valenza è l’ultimo guscio dopo la configurazione elettronica. Un elettrone di valenza è il numero totale di elettroni presenti in un guscio di valenza. La configurazione elettronica del silicio mostra che il quarto guscio ha quattro elettroni (3s ² , 3p ² ). Gli elettroni di valenza nel silicio (Si) ne hanno quattro.

1.  La valenza è una caratteristica numerica della capacità degli atomi di un dato elemento di legarsi con altri atomi.
2. La valenza dell’idrogeno è costante e uguale a uno.
3. Anche la valenza dell’ossigeno è costante e uguale a due.
4. La valenza della maggior parte degli altri elementi non è costante. Può essere determinato dalle formule dei loro composti binari con idrogeno o ossigeno.

Formazione di composti di silicio (Si)

Attraverso i suoi elettroni di valenza, il silicio (Si) è coinvolto nei legami di formazione. Questo elemento di valenza partecipa alla formazione dei legami con gli atomi di altri elementi. Condividendo gli elettroni con l’ossigeno, gli atomi di silicio possono formare legami. La configurazione elettronica per l’ossigeno indica che ci sono sei elettroni di valore dell’ossigeno. I composti di SiO ₂ sono costituiti da due atomi di silicio e un atomo di ossigeno.

L’atomo di silicio completa quindi la sua ottava e ottiene la configurazione elettronica dell’Argon. L’ossigeno, invece, acquisisce la configurazione elettronica del neon.

Un atomo di silicio condivide elettroni e due atomi di ossigeno per creare il composto di biossido di silicio (SiO ₂ ) formando un legame covalente. Un legame covalente è il biossido di silicio (SiO ₂ ).

Che numero di elettroni di valenza possiede lo ione silicio?

La configurazione elettronica è completa. L’ultimo guscio (orbita) di un atomo di silicio contiene quattro elettroni. La valenza e gli elettroni del silicio di valenza sono 4 in questo caso. Sono necessari quattro elettroni affinché gli elementi ricevano e rifiutino gli elettroni. Per completare la loro ottava, questi elementi devono condividere elettroni con altri elementi.

Poiché il silicio ha quattro elettroni nell’ultima orbita, completa l’ottava con quattro elettroni aggiuntivi provenienti da un altro elemento. il silicio ora ha quattro elettroni nella sua orbita finale. Ciò significa che il silicio può completare l’ottava degli elettroni condividendo quattro elettroni con un altro elemento.

Il risultato è che il silicio riempie la sua ottava e diventa stabile. Come puoi vedere, il silicio assume la configurazione elettronica del gas inerte Argon. Possiamo vedere che ci sono otto elettroni di valenza per gli ioni silicio.

Qual è la valenza del silicio (Si)?

La valenza (o valenza) è la capacità dell’atomo di un elemento di unirsi a un altro atomo nella formazione di una molecola. La valenza è il numero di elettroni spaiati trovati nell’ultima orbita di un elemento. Sappiamo che la configurazione elettronica dello stato fondamentale per il silicio è 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ² .  La configurazione elettronica di un elemento nel suo stato eccitato ne determina il valore.

Si*(14), la configurazione elettronica del silicio quando è eccitato, è 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ¹  3p _x ¹  3p _y ¹  3p _z ¹ .  Questa configurazione elettronica mostra che ci sono quattro elettroni spaiati nell’ultimo guscio di un atomo di silicio (3s ¹  3p _x ¹  3p _y ¹  3p _z ¹ ).

La valenza del silicio è quindi 4.

FAQ

Fatti sul silicio

1. Il silicio è un metallicoloide. Ciò significa che ha sia le proprietà dei metalli che dei non metalli. Come con altri metalloidi, il silicio può essere trovato in diverse forme. Il silicio amorfo è spesso visto come una polvere grigia. Il silicio cristallino, invece, è un solido grigio con proprietà metalliche lucide.
2. È possibile ottenere silicio estremamente puro. È possibile ottenere silicio con una purezza >99,9% utilizzando l’elettrolisi del sale fuso o altri composti di silicio.
3. Jons Jakob Berzelius è il chimico svedese che ha scoperto il silicio. Ha usato fluorosilicato di potassio e potassio per creare silicio amorfo. Questo era un nome che diede al silicio . Fu suggerito per la prima volta da Sir Humphrydavy nel 1808.
4. La maggior parte del silicio viene utilizzata nella produzione della lega ferrosilicio. È usato per fare l’acciaio. Viene utilizzato per produrre semiconduttori e altri dispositivi elettronici.
5. Thomas Thomson, un chimico scozzese, chiamò l’elemento silicio nel 1831. Mantenne parte del nome di Berzelius, ma cambiò la desinenza in -on per riflettere il fatto che l’elemento aveva più somiglianze con carbonio e boro rispetto ai metalli con nomi -ium .
6. Il silicio è essenziale sia per la vita vegetale che animale. Le diatomee e altri organismi acquatici usano il silicio per costruire i loro scheletri. Il silicio è essenziale per la creazione di collagene ed elastina, nonché per la salute della pelle e dei capelli.
7. Il silicio naturale è composto da tre elementi stabili: silicio-28/29 e silicio-30. Il silicio-28, che rappresenta il 92,23% dell’elemento naturale, è il più comune. Esistono almeno venti radioisotopi, il più stabile dei quali è il silicio-32 con un’emivita di 170 anni.
8. La silicosi è una condizione che può essere causata dall’inalazione di grandi quantità di composti di silicio. Questo potrebbe accadere a minatori, scalpellini e altri che vivono in zone sabbiose.
9. Il silicio, che rappresenta il 27% della crosta terrestre, è il secondo elemento più abbondante per massa. Si trova nei minerali di silicato come il quarzo e la sabbia. Tuttavia, si presenta raramente come elemento libero.
10. Il silicio, come l’acqua, ha una densità maggiore quando è liquido che solido.

Riferimenti:

• https://en.wikipedia.org/wiki/Silicone
• https://silicon.reddogresearch.com/
• Voronkov, MG (2007). “Era del silicio”. Giornale russo di chimica applicata . 80 (12): 2190.
• UNEP. (31 agosto 2015). Rischi ambientali e sfide dei flussi e dei cicli di metalli antropogenici  [Online]. Disponibile:  https://d396qusza40orc.cloudfront.net/metals/3_Environmental_Challenges_Metals-Full%20Report_36dpi_130923.pdf#96