Hur många valenselektroner har kisel?

Kisel är det 14  elementet i det periodiska systemet. Kisel är ett halvledarmaterial. Dess symbol är “Si”. Kisel är involverat i bildandet av bindningar via sina valenselektroner. Den här artikeln förklarar i detalj valenselektroniken för kisel (Si). 

Det åttonde vanligaste grundämnet i hela universum är kisel. Den förekommer dock sällan i sin rena form i jordskorpan. Det finns oftast i rymden som kosmiskt damm, planetoider och silikater. Mer än 90 % av jordskorpan är gjord av silikatmineral. Detta gör kisel till det 2:a vanligaste grundämnet i jordskorpan (28 viktprocent), bakom syre. Kisel, ett naturligt grundämne med en uppehållstid på cirka 400 år i haven, finns inte tidigare.

Historia

Jons Jacob Berzelius var en svensk kemist som upptäckte kisel 1824. Han värmde flis av natrium i ett kiselkärl och torkade sedan försiktigt bort eventuella biprodukter. Kisel är det sjunde vanligaste grundämnet i hela universum och det näst vanligaste grundämnet i jordskorpan. Kisel tillverkas idag genom att värma sand med kol till temperaturer nära 2200 grader.

Används

Kisel är ett av de viktigaste elementen i våra liv. Majoriteten av det används för att skapa legeringar, inklusive ferro-kisel (järnkisel) och aluminium-kisel. Dessa material används för att skapa dynamo, transformatorplattor, motorblock och cylinderhuvuden, samt verktygsmaskiner och för att deoxidera stål. Kiselkarbider är ett viktigt slipmedel och används i lasrar.

Silikon kan också användas för att skapa silikoner. Dessa är kisel-syrepolymerer som har metylgrupper. Silikonolja kan användas som smörjmedel i kosmetika och hårbalsam. Silikongummi kan användas för att vattentäta badrum, runt rör, tak och fönster.

Komplexa silikater finns i granit och andra bergarter. Dessa används i anläggningsprojekt. Betong och cement är gjorda av sand (kiseldioxid, kiseldioxid) och lera (aluminiumskit). Glas har många användningsområden, och sand är huvudingrediensen. Kisel, även känt som silikat eller keramik, kan hittas i emaljer, högtemperaturkeramik och keramik.

Silikonets position i det periodiska systemet

Silikonegenskaper

Elementet kisel har många unika egenskaper som är viktiga i både industriella och kommersiella tillämpningar. Kisel är en metalloid som nämnts tidigare. Det är därför det uppvisar en blandning av metallliknande och icke-metalliska egenskaper. De fysikaliska och kemiska egenskaperna hos kisel diskuteras nedan.

Biologisk roll

Även om kisel är avgörande för växtlivet, är dess användning i djurceller fortfarande osäker. Fytoliter, som är små bitar av kiseldioxid, bildas i vissa växter. Dessa partiklar är användbara evolutionära bevis eftersom de inte sönderfaller. Silikos är en allvarlig lungsjukdom som kan vara dödlig för arbetare som stenhuggare och gruvarbetare som regelbundet utsätts för kiselhaltiga partiklar.

Naturligt överflöd

I massa utgör kisel 27,7 % av jordskorpan. Det är det näst vanligaste grundämnet efter syre. Det finns inte i naturen okombinerat, men det förekommer främst som en oxid (kiseldioxid) och som silikater. Det kan hittas i sand, bergkristaller, kvarts, sten, ametister, flintor, opal och bergkristaller. Asbest, glimmer, lera, fältspat och lera är alla exempel på silikat.

Kommersiell produktion av elementärt kisel kan uppnås genom att värma sand med kol i en elektrisk ugn. För elektronik tillverkas kisel med hög renhet genom termisk sönderdelning och efterföljande omkristallisation.

Vilka är valenselementen i kisel (Si)?

Kisel, som är ett halvledarmaterial, är det andra elementet i grupp 14. Många elektroniska enheter är gjorda av kiselmaterial. Doping av kisel är nödvändigt för att göra elektroniska apparater. Dopning innebär att man fäster eller tar bort en elektron från kiselvalenselektronen. Valenselektronen hänvisar till antalet elektroner som finns kvar i skalet efter elektronkonfigurationen. Valenselektronerna är det totala antalet elektroner som finns i skalet som innehåller kiselelektronkonfigurationen. Egenskaperna och bildningen av bindningar styrs av valenselektronerna. Den här webbplatsen har en artikel som förklarar elektronkonfigurationen i kisel. Du hittar den här.

Hur många elektroner, protoner och neutroner innehåller kisel (Si)?

Kärnan kan hittas i mitten av en atom. Kärnan är hem för protoner och neutroner. Atomnumret för kisel (Si) är 14. Antalet protoner kallas atomnumret. Antalet protoner som finns i kisel (Si) är 14. Kärnan innehåller ett elektronskal som är lika med protonerna. En kiselatom kan ha totalt 14 elektroner.

Skillnaden mellan antalet atomer och antalet atommassor är det som bestämmer antalet neutroner i ett grundämne. Det betyder att neutrontal (n) = atommassa (A) + atomnummer (Z).

Vi vet att kisel har ett atomnummer 14 och att dess atommassa nummer 28 (28.084). Neutron (n) = 28 – 14 = 14. Antalet neutroner som finns i kisel (Si) är därför 14.

Valens är förmågan hos en atom i ett kemiskt element att bilda ett visst antal kemiska bindningar med andra atomer. Det tar värden från 1 till 8 och kan inte vara lika med 0. Det bestäms av antalet elektroner i en atom som används för att bilda kemiska bindningar med en annan atom. Valensen är ett verkligt värde. Numeriska valensvärden anges med romerska siffror (I,II, III, IV, V, VI, VII, VIII).

Hur kan du hitta antalet valenselektroner inom en kiselatom (Si).

Dessa är stegen för att bestämma valenselektronen. En av dessa är elektronkonfigurationen. Utan en elektronkonfiguration är det omöjligt att bestämma valensen av något element. Det är lätt att bestämma valensen av något element genom att känna till elektronkonfigurationen. Den här webbplatsen har en artikel som förklarar elektronarrangemanget. Du hittar den här. Den här artikeln fokuserar på elektronkonfigurationen av kisel.

Det är dock möjligt att identifiera valenselektroner genom att placera elektroner enligt Bohr-principen. Vi ska nu lära oss hur man identifierar valenselektronen i kisel (Si).

Beräkna det totala antalet (Si) elektroner i kisel

Först måste vi veta antalet elektroner som finns i kiselatomen. Du måste veta hur många protoner som finns i kisel för att bestämma antalet elektroner. Du måste också veta vad atomnumret är för kiselelementet för att bestämma antalet protoner.

Ett periodiskt system krävs för att bestämma atomnumret. Det periodiska systemet innehåller atomnumren för grundämnena kisel (Si). Antalet protoner kallas atomnumret. Kärnan innehåller också elektroner som är lika med protoner.

Det betyder att vi nu kan säga att antalet elektroner i kiselatomen är lika med dess atomnummer. Atomnumret för kisel är 14 enligt det periodiska systemet. Det betyder att en kiselatom innehåller 14 elektroner.

Termerna ” oxidationsgrad ” och ” valens ” kanske inte är samma, men de är numeriskt nästan identiska. Den villkorliga laddningen av en atoms atom kallas oxidationstillståndet. Det kan vara antingen positivt eller negativt. Valens hänvisar till förmågan hos en atom att bilda bindningar. Det kan inte ha ett negativt värde.

Du måste utföra elektronkonfigurationer av kisel (Si)

Viktigt steg 2 är. Detta steg involverar arrangemanget av elektronerna i kisel. Vi vet att varje kiselatom har 14 elektroner. Elektronstrukturen hos kisel visar att det finns två elektroner i K-skal, åtta L-skal och fyra M-skal.

Det betyder att det första skalet av kisel innehåller två elektroner, medan det andra skalet innehåller åtta elektroner och det tredje skalet innehåller fyra elektroner. Genom underbanan är elektronkonfigurationen för kisel (Si) 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ² .

Beräkna det totala antalet elektroner och bestäm valensskalet

Det tredje steget är att bestämma valensen. Valensskalet är det sista skalet efter elektronkonfigurationen. En valenselektron är det totala antalet elektroner som finns i ett valensskal. Elektronkonfigurationen för kisel visar att det fjärde skalet har fyra elektroner (3s ² , 3p ² ). Valenselektronerna i kisel (Si) har fyra.

1.  Valensen är ett numeriskt kännetecken för förmågan hos atomer i ett givet element att binda med andra atomer.
2. Valensen av väte är konstant och lika med ett.
3. Valensen av syre är också konstant och lika med två.
4. Valensen för de flesta av de andra elementen är inte konstant. Det kan bestämmas genom formlerna för deras binära föreningar med väte eller syre.

Bildning av kiselföreningar (Si)

Genom sina valenselektroner är kisel (Si) involverat i bildandet av bindningar. Detta valenselement deltar i bildandet av bindningar med andra elements atomer. Genom att dela elektroner med syre kan kiselatomer bilda bindningar. Elektronkonfigurationen för syre indikerar att det finns sex värdeelektroner av syre. SiO ₂ -föreningar tillverkas av två kiselatomer och en syreatom.

Kiselatomen fullbordar sedan sin oktav och får argonens elektronkonfiguration. Syre å andra sidan förvärvar den elektroniska konfigurationen av neon.

En kiselatom delar elektroner och två syreatomer för att skapa kiseldioxidföreningen (SiO ₂ ) genom att bilda en kovalent bindning. En kovalent bindning är kiseldioxid (SiO ₂ ).

Hur många valenselektroner har kiseljonen?

Elektronkonfigurationen är klar. Det sista skalet (omloppsbanan) av en kiselatom innehåller fyra elektroner. Valensen och valensen kiselelektroner är 4 i detta fall. Fyra elektroner krävs för att element ska ta emot och avvisa elektroner. För att fullborda sin oktav måste dessa element dela elektroner med andra element.

Eftersom kisel har fyra elektroner i den sista omloppsbanan, kompletterar det oktaven med ytterligare fyra elektroner från ett annat element. kisel har nu fyra elektroner i sin slutliga omloppsbana. Det betyder att kisel kan fullborda oktaven av elektroner genom att dela fyra elektroner med ett annat element.

Resultatet är att kisel fyller sin oktav, och det blir stabilt. Som du kan se antar kisel elektronkonfigurationen av inert gas Argon. Vi kan se att det finns åtta valenselektroner för kiseljoner.

Vad är valensen för kisel (Si)?

Valens (eller valens) är förmågan hos ett elements atom att förena en annan atom i bildandet av en molekyl. Valensen är antalet oparade elektroner som finns i ett elements sista omloppsbana. Vi vet att grundtillståndets elektronkonfiguration för kisel är 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ² .  Elektronkonfigurationen för ett element i dess exciterade tillstånd bestämmer dess värde.

Si*(14), elektronkonfigurationen för kisel när det exciteras, är 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ¹  3p _x ¹  3p _y ¹  3p _z ¹ .  Denna elektronkonfiguration visar att det finns fyra oparade elektroner i det sista skalet av en kiselatom (3s ¹  3p _x ¹  3p _y ¹  3p _z ¹ ).

Valensen för kisel är då 4.

FAQ

Silikonfakta

1. Kisel är en metallikloid. Detta betyder att det har både egenskaperna hos metaller och icke-metaller. Som med andra metalloider kan kisel hittas i olika former. Amorft kisel ses ofta som ett grått pulver. Kristallint kisel, å andra sidan, är ett grått fast ämne med glänsande metalliska egenskaper.
2. Det är möjligt att få extremt rent kisel. Du kan få kisel med >99,9 % renhet genom att använda smält saltelektrolys eller andra kiselföreningar.
3. Jons Jakob Berzelius är den svenske kemisten som upptäckte kisel. Han använde kaliumfluorsilikat och kalium för att skapa amorft kisel. Detta var ett namn han gav kisel . Det föreslogs först av Sir Humphrydavy 1808.
4. Större delen av kisel används i tillverkningen av legeringen ferrokisel. Det används för att tillverka stål. Det används för att producera halvledare och andra elektroniska enheter.
5. Thomas Thomson, en skotsk kemist, döpte grundämnet kisel 1831. Han behöll en del av Berzelius namn, men ändrade slutet till -on för att återspegla det faktum att grundämnet hade fler likheter med kol och bor än metallerna med -ium-namn .
6. Kisel är viktigt för både växt- och djurliv. Kiselalger och andra vattenlevande organismer använder kisel för att bygga sina skelett. Kisel är viktigt för skapandet av kollagen och elastin, såväl som frisk hud och hår.
7. Naturligt kisel består av tre stabila element: silicon-28/29 och silicon-30. Silicon-28, som står för 92,23% av det naturliga elementet, är det vanligaste. Det finns minst tjugo radioisotoper, varav den mest stabila är kisel-32 med en halveringstid på 170 år.
8. Silikos är ett tillstånd som kan orsakas av inandning av stora mängder kiselföreningar. Detta kan hända gruvarbetare, stenhuggare och andra som bor i sandiga områden.
9. Kisel, som är 27 % av jordskorpan, är det näst vanligaste grundämnet i massa. Det finns i silikatmineraler som kvarts och sand. Det förekommer dock sällan som ett elementfritt.
10. Kisel har, precis som vatten, högre densitet när det är flytande än fast.

Referenser:

• https://en.wikipedia.org/wiki/Silicon
• https://silicon.reddogresearch.com/
• Voronkov, MG (2007). “Silicon eran”. Russian Journal of Applied Chemistry . 80 (12): 2190.
• UNEP. (31 augusti 2015). Miljörisker och utmaningar med antropogena metallflöden och cykler  [Online]. Tillgänglig:  https://d396qusza40orc.cloudfront.net/metals/3_Environmental_Challenges_Metals-Full%20Report_36dpi_130923.pdf#96