Сколько валентных электронов у кремния?

Кремний является 14-м  элементом периодической таблицы. Кремний является полупроводниковым материалом. Его символ «Си». Кремний участвует в образовании связей через свои валентные электроны. В этой статье подробно объясняется валентная электроника кремния (Si). 

Восьмым по распространенности элементом во всей Вселенной является кремний. Однако в чистом виде он редко встречается в земной коре. Чаще всего он встречается в космосе в виде космической пыли, планетоидов и силикатов. Более 90% земной коры состоит из силикатного минерала. Это делает кремний вторым по распространенности элементом в земной коре (28% по массе) после кислорода. Кремний, природный элемент со временем пребывания в океанах около 400 лет, ранее не присутствовал.

История

Йонс Якоб Берцелиус был шведским химиком, открывшим кремний в 1824 году. Он нагревал кристаллы натрия в сосуде с кремнеземом, а затем тщательно вытирал все побочные продукты. Кремний является седьмым по распространенности элементом во всей Вселенной и вторым по распространенности элементом в земной коре. Сегодня кремний производят путем нагревания песка с углеродом до температуры, близкой к 2200°C.

Использование

Кремний является одним из самых важных элементов в нашей жизни. Большая его часть используется для создания сплавов, в том числе ферросилициевых (железосиликоновых) и алюминиево-кремниевых. Эти материалы используются для создания динамо-машин, плит трансформаторов, блоков двигателей и головок цилиндров, а также станков, для раскисления стали. Карбиды кремния являются важным абразивом и используются в лазерах.

Кремний также можно использовать для создания силиконов. Это кремний-кислородные полимеры с метильными группами. Силиконовое масло можно использовать в качестве смазки в косметике и кондиционерах для волос. Силиконовую резину можно использовать для гидроизоляции ванных комнат, вокруг труб, крыш и окон.

Сложные силикаты встречаются в граните и других горных породах. Они используются в проектах гражданского строительства. Бетон и цемент производятся из песка (диоксид кремния, кремнезем) и глины (алюмосиликат). Стекло имеет множество применений, и песок является основным ингредиентом. Кремний, также известный как силикат или керамика, можно найти в эмалях, высокотемпературной керамике и глиняной посуде.

Положение кремния в периодической таблице.

Свойства кремния

Элемент кремний обладает многими уникальными свойствами, которые важны как в промышленных, так и в коммерческих целях. Как упоминалось ранее, кремний является металлоидом. Вот почему он проявляет смесь металлоподобных и неметаллических свойств. Физические и химические свойства кремния обсуждаются ниже.

Биологическая роль

Хотя кремний жизненно важен для жизни растений, его использование в клетках животных остается неопределенным. В некоторых растениях образуются фитолиты, представляющие собой крошечные кусочки кремнезема. Эти частицы являются полезным свидетельством эволюции, потому что они не распадаются. Силикоз представляет собой серьезное заболевание легких, которое может привести к летальному исходу для таких рабочих, как каменотесы и горняки, которые регулярно подвергаются воздействию кремнеземистых частиц.

Природное изобилие

По массе кремний составляет 27,7% земной коры. Это второй по распространенности элемент после кислорода. Он не встречается в природе в несвязанном виде, но встречается в основном в виде оксида (кремнезема) и в виде силикатов. Его можно найти в песках, горных хрусталях, кварце, камнях, аметистах, кремнях, опале и горных хрусталях. Асбест, слюда, глина, полевой шпат и глина — все это примеры силикатов.

Коммерческое производство элементарного кремния может быть достигнуто путем нагревания песка с углеродом в электрической печи. Для электроники кремний высокой чистоты получают путем термического разложения и последующей перекристаллизации.

Какова валентность элементов кремния (Si)?

Кремний, который является полупроводниковым материалом, является вторым элементом в группе 14. Многие электронные устройства сделаны из кремниевых материалов. Легирование кремния необходимо для изготовления электронных устройств. Легирование включает присоединение или удаление электрона от валентного электрона кремния. Валентный электрон относится к числу электронов, оставшихся в оболочке после электронной конфигурации. Валентные электроны – это общее количество электронов, находящихся в оболочке, которая содержит электронную конфигурацию кремния. Свойства и образование связей контролируются валентными электронами. На этом сайте есть статья, в которой объясняется электронная конфигурация в кремнии. Вы можете найти это здесь.

Какое количество электронов, протонов и нейтронов содержит кремний (Si)?

Ядро можно найти в середине атома. Ядро является домом для протонов и нейтронов. Атомный номер кремния (Si) равен 14. Число протонов называется атомным номером. Количество протонов в кремнии (Si) равно 14. Ядро содержит электронную оболочку, равную протонам. Атом кремния может иметь общее число электронов 14.

Разница между числом атомов и числом атомных масс определяет число нейтронов в элементе. Это означает, что число нейтронов (n) = атомная масса (A) + атомный номер (Z).

Мы знаем, что кремний имеет атомный номер 14 и его атомную массу 28 (28,084). Нейтрон (n) = 28 – 14 = 14. Следовательно, количество нейтронов в кремнии (Si) равно 14.

Валентность – это способность атома химического элемента образовывать определенное количество химических связей с другими атомами. Он принимает значения от 1 до 8 и не может быть равен 0. Он определяется количеством электронов атома, потраченных на образование химических связей с другим атомом. Валентность является реальной ценностью. Числовые значения валентности обозначены римскими цифрами (I,II,III,IV,V,VI,VII,VIII).

Как можно найти количество валентных электронов в атоме кремния (Si).

Это шаги для определения валентного электрона. Одной из них является электронная конфигурация. Без электронной конфигурации невозможно определить валентность любого элемента. Легко определить валентность любого элемента, зная электронную конфигурацию. На этом сайте есть статья, объясняющая расположение электронов. Вы можете найти это здесь. Эта статья посвящена электронной конфигурации кремния.

Однако можно идентифицировать валентные электроны, размещая электроны по принципу Бора. Теперь мы узнаем, как идентифицировать валентный электрон в кремнии (Si).

Расчет общего числа (Si) электронов в кремнии

Во-первых, мы должны знать количество электронов, присутствующих в атоме кремния. Вам нужно знать, сколько протонов в кремнии, чтобы определить число электронов. Вам также необходимо знать атомный номер элемента кремния, чтобы определить количество протонов.

Периодическая таблица необходима для определения атомного номера. Периодическая таблица содержит атомные номера элементов кремния (Si). Число протонов называется атомным номером. Ядро также содержит электроны, равные протонам.

Это означает, что теперь мы можем сказать, что число электронов в атоме кремния равно его атомному номеру. Атомный номер кремния по периодической таблице равен 14. Это означает, что атом кремния содержит 14 электронов.

Термины « степень окисления » и « валентность » могут не совпадать, но численно они почти идентичны. Условный заряд атома атома называется степенью окисления. Он может быть как положительным, так и отрицательным. Валентность относится к способности атома образовывать связи. Он не может иметь отрицательное значение.

Вам нужно будет провести электронные конфигурации кремния (Si)

Важный шаг 2. Этот шаг включает в себя размещение электронов в кремнии. Мы знаем, что каждый атом кремния имеет 14 электронов. Электронная структура кремния показывает, что есть два электрона на K-оболочке, восемь L-оболочек и четыре M-оболочки.

Это означает, что первая оболочка кремния содержит два электрона, тогда как вторая оболочка содержит восемь электронов, а третья оболочка содержит четыре электрона. Через подорбиту электронная конфигурация кремния (Si) имеет вид 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ² .

Рассчитайте общее количество электронов и определите валентную оболочку

Третий шаг – определение валентности. Валентная оболочка является последней оболочкой после электронной конфигурации. Валентный электрон — это общее количество электронов, находящихся на валентной оболочке. Электронная конфигурация кремния показывает, что четвертая оболочка имеет четыре электрона (3s ² , 3p ² ). Валентных электронов в кремнии (Si) четыре.

1.  Валентность — числовая характеристика способности атомов данного элемента связываться с другими атомами.
2. Валентность водорода постоянна и равна единице.
3. Валентность кислорода также постоянна и равна двум.
4. Валентность большинства других элементов непостоянна. Его можно определить по формулам их бинарных соединений с водородом или кислородом.

Образование соединения кремния (Si)

Через свои валентные электроны Кремний (Si) участвует в образовании связей. Этот валентный элемент участвует в образовании связей с атомами других элементов. Делясь электронами с кислородом, атомы кремния могут образовывать связи. Электронная конфигурация кислорода указывает на то, что у кислорода шесть стоимостных электронов. Соединения SiO ₂ состоят из двух атомов кремния и одного атома кислорода.

Затем атом кремния завершает свою октаву и приобретает электронную конфигурацию аргона. Кислород же приобретает электронную конфигурацию неона.

Атом кремния делит электроны и два атома кислорода для создания соединения диоксида кремния (SiO ₂ ) путем образования ковалентной связи. Ковалентная связь представляет собой диоксид кремния (SiO ₂ ).

Каким числом валентных электронов обладает ион кремния?

Электронная конфигурация завершена. Последняя оболочка (орбита) атома кремния содержит четыре электрона. В данном случае валентность и валентность электронов кремния равны 4. Четыре электрона необходимы элементам для приема и отторжения электронов. Чтобы завершить свою октаву, эти элементы должны делиться электронами с другими элементами.

Поскольку у кремния на последней орбите четыре электрона, он дополняет октаву четырьмя дополнительными электронами от другого элемента. кремний теперь имеет четыре электрона на своей конечной орбите. Это означает, что кремний может завершить октаву электронов, разделив четыре электрона с другим элементом.

В результате кремний заполняет свою октаву и становится стабильным. Как видите, кремний принимает электронную конфигурацию инертного газа аргона. Мы видим, что у ионов кремния восемь валентных электронов.

Какова валентность кремния (Si)?

Валентность (или валентность) — это способность атома элемента присоединяться к другому атому при образовании молекулы. Валентность — это количество неспаренных электронов, находящихся на последней орбите элемента. Мы знаем, что электронная конфигурация основного состояния кремния имеет вид 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ² .  Электронная конфигурация элемента в возбужденном состоянии определяет его ценность.

Si*(14), электронная конфигурация кремния в возбужденном состоянии: 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ¹  3p _x ¹  3p _y ¹  3p _z ¹ .  Эта электронная конфигурация показывает, что в последней оболочке атома кремния имеется четыре неспаренных электрона (3s ¹  3p _x ¹  3p _y ¹  3p _z ¹ ).

Тогда валентность кремния равна 4.

Часто задаваемые вопросы

Факты о кремнии

1. Кремний является металлоидом. Это означает, что он обладает свойствами как металлов, так и неметаллов. Как и другие металлоиды, кремний можно найти в различных формах. Аморфный кремний часто рассматривается как порошок серого цвета. Кристаллический кремний, с другой стороны, представляет собой твердое вещество серого цвета с блестящими металлическими свойствами.
2. Можно получить чрезвычайно чистый кремний. Вы можете получить кремний с чистотой >99,9%, используя электролиз расплавленной соли или другие соединения кремния.
3. Йонс Якоб Берцелиус — шведский химик, открывший кремний. Он использовал фторсиликат калия и калий для создания аморфного кремния. Это имя он дал кремнию . Впервые он был предложен сэром Хамфридави в 1808 году.
4. Большая часть кремния используется в производстве сплава ферросилиция. Он используется для производства стали. Он используется для производства полупроводников и других электронных устройств.
5. Томас Томсон, шотландский химик, назвал элемент кремнием в 1831 году. Он сохранил часть имени Берцелиуса, но изменил окончание на -on, чтобы отразить тот факт, что этот элемент имел больше сходства с углеродом и бором, чем металлы с названиями -ium. .
6. Кремний необходим как для растений, так и для животных. Диатомовые водоросли и другие водные организмы используют кремний для построения своих скелетов. Кремний необходим для создания коллагена и эластина, а также для здоровой кожи и волос.
7. Природный кремний состоит из трех стабильных элементов: кремний-28/29 и кремний-30. Кремний-28, на долю которого приходится 92,23% природного элемента, является наиболее распространенным. Существует не менее двадцати радиоизотопов, наиболее стабильным из которых является кремний-32 с периодом полураспада 170 лет.
8. Силикоз — это состояние, которое может быть вызвано вдыханием большого количества соединений кремния. Это может случиться с горняками, резчиками камня и другими людьми, живущими в песчаных районах.
9. Кремний, составляющий 27% земной коры, является вторым по распространенности элементом по массе. Он содержится в силикатных минералах, таких как кварц и песок. Однако он редко встречается как свободный элемент.
10. Кремний, как и вода, имеет более высокую плотность в жидком состоянии, чем в твердом.

Рекомендации:

• https://en.wikipedia.org/wiki/Silicon
• https://silicon.reddogresearch.com/
• Воронков, М.Г. (2007). «Кремниевая эра». Российский журнал прикладной химии . 80 (12): 2190.
• ЮНЕП. (31 августа 2015 г.). Экологические риски и проблемы антропогенных потоков и циклов металлов  [онлайн]. Доступно:  https://d396qusza40orc.cloudfront.net/metals/3_Environmental_Challenges_Metals-Full%20Report_36dpi_130923.pdf#96