| ||
| Algemeen | ||
|---|---|---|
| Naam | Silicium | |
| Symbool | Si | |
| Atoomnummer | 14 | |
| Groep | Koolstofgroep | |
| Periode | Periode 3 | |
| Blok | P blok | |
| Reeks | Metalloïden | |
| Kleur | Donkergrijs | |
| Chemische eigenschappen | ||
| Atoommassa (u) | 28,086 | |
| Elektronenconfiguratie | [Ne]3s2 3p2 | |
| Oxidatietoestanden | -4, +2, +4 | |
| Elektronegativiteit (Pauling) | 1,90 | |
| Atoomstraal (pm) | 117 | |
| 1e ionisatiepotentiaal (kJ×mol-1) | 786,52 | |
| 2e ionisatiepotentiaal (kJ×mol-1) | 1577,15 | |
| 3e ionisatiepotentiaal (kJ×mol-1) | 3231,61 | |
| Fysische eigenschappen | ||
| Dichtheid (kg·m-3) | 2329 | |
| Smeltpunt (K) | 1683 | |
| Kookpunt (K) | 3553 | |
| Aggregatietoestand | Vast | |
| Smeltwarmte (kJ·mol-1) | 50,5 | |
| Verdampingswarmte (kJ·mol-1) | 384,2 | |
| Van der Waalse straal (pm) | 210 | |
| Kristalstructuur | Kub | |
| Molair volume (m3·mol-1) | 12,1 | |
| Geluidssnelheid (m·s-1) | 2200 | |
| Specifieke warmte (J·kg-1·K-1) | 710 | |
| Elektrische weerstand (μΩcm) | 10 | |
| Warmtegeleiding (W·m-1·K-1) | 148 | |
| SI-eenheden en standaardtemperatuur en -druk worden gebruikt, tenzij anders aangegeven | ||
Silicium of kiezel is een scheikundig element met symbool Si en atoomnummer 14. Het is een donkergrijs metalloïde.
[bewerk] Ontdekking
Silicium is voor het eerst geïdentificeerd door Antoine Lavoisier in 1787. Later werd het door Humphry Davy aangezien voor een verbinding. Pas in 1811 werd duidelijk dat het tóch om een element ging, toen Louis Gay-Lussac onzuiver amorf silicium verkreeg door siliciumtetrafluoride te verhitten in aanwezigheid van kalium. In 1824 maakte Jöns Jacob Berzelius zuiver silicium door dezelfde methode als Lussac te gebruiken, maar door daarna het product meerdere malen uit te wassen. Z'n naam heeft silicium te danken aan het Latijnse Silex, "vuursteen". In 1854 bereidde Henri Saint-Claire Deville voor het eerst kristallijn silicium, de tweede allotrope vorm waarin silicium voorkomt.
De high-tech regio Silicon Valley in Californië is vernoemd naar silicium, omdat silicium een belangrijke grondstof is voor halfgeleiders.
[bewerk] Toepassingen
Silicium wordt in veel takken van industrie gebruikt. Siliciumdioxide wordt in de vorm van zand of klei gebruikt voor de productie van veel bouwmaterialen. Voor planten en dieren is silicium van essentieel levensbelang voor het opbouwen van celwanden. Andere industrietakken die veelvuldig gebruikmaken van silicium zijn:
- keramiek: silicium is de grondstof voor veel keramische materialen
- staal: silicium wordt vaak gebruikt als toevoeging aan staal
- glas: in de vorm van zand is silicium de basisgrondstof van glas
- halfgeleider: in zeer zuivere vorm wordt silicium samen met arseen, boor, gallium en fosfor gebruikt voor de productie van halfgeleiders
- laser: silicium kan worden gebruikt voor de productie van lasers met een golflengte van 456 nm
- zonnepanelen: de foto-elektrische eigenschappen van silicium maken het geschikt voor fotocellen
- röntgendiffractie: preparaathouders in de vorm van silicium éénkristallen
Daarnaast zijn er nog tal van andere toepassingen van silicium in de industrie.
[bewerk] Opmerkelijke eigenschappen
In kristallijne vorm heeft silicium een metallisch uiterlijk en een grijze kleur. Hoewel het een relatief inert element is, reageert het onder bepaalde omstandigheden met halogenen, maar de meeste zuren hebben geen invloed. Elementair silicium laat meer dan 95% van de elektromagnetische straling door in het infrarode golflengtegebied.
[bewerk] Verschijning
Na zuurstof is silicium het meest voorkomende element in de aardkorst. De aardkorst bestaat voor 25,7% uit silicium in zijn verschillende verbindingen. In de elementaire vorm komt silicium niet in de natuur voor. De meest voorkomende verbindingen zijn oxiden zoals zand, amethist, agaat, kwarts en opaal. Andere vormen waarin silicium voorkomt zijn graniet, asbest, klei en mica.
Op commerciële schaal wordt silicium verkregen door verhitting van siliciumdioxide onder aanwezigheid van koolstof. De koolstof reduceert de siliciumdioxide tot silicium volgens de vergelijking:
SiO2 + C → Si + CO2
Het op deze wijze verkregen silicium heeft een zuiverheid van ongeveer 99%. Voor gebruik in halfgeleiders is zuiverder silicium nodig. Hiervoor zijn meerdere chemische en fysiche technieken te gebruiken.
[bewerk] Zuivering
Het zuiveren van silicium bestaat uit 3 fasen.
- 1e fase
Het silicium uit kwarts wordt met koolstof verhit tot 3000°C. Door een overmaat aan koolstof vormt zich hier CO (koolstofmono-oxide) en blijft er zuiverder silicium over.
- 2e fase
Het in de eerste fase gezuiverde silicium wordt eerst omgezet naar trichlorosilaan (SiHCl3). Daar wordt het gemengd met zoutzuur (HCl). Door destillatie worden verontreinigingen verwijderd. Het trichlorosilaan wordt verhit tot verdamping en bij een goede temperatuurkeuze ontstaat zeer zuiver silicium.
- 3e fase (zonesmelten)
In deze laatste fase wordt van een staaf silicium slechts een kleine zone tot boven het smeltpunt verwarmd. Doordat verontreinigingen veel beter in de vloeibare fase oplossen dan in de vaste fase, worden in de vloeibare zone de meeste verontreinigingen verzameld. Die worden naar het einde van de staaf gebracht. Tenslotte wordt dat stukje afgesneden en weggegooid. Het overige stukje is vrijwel 100% zuiver.
[bewerk] Isotopen
| Meest stabiele isotopen | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Iso | RA (%) | Halveringstijd | VV | VE (MeV) | VP |
| 28Si | 92,23 | stabiel met 14 neutronen | |||
| 29Si | 4,67 | stabiel met 15 neutronen | |||
| 30Si | 3,10 | stabiel met 16 neutronen | |||
| 31Si | syn | 157,3 m | β | 1,492 | 31P |
| 32Si | syn | 172 j | β | 13,020 | 32P |
Van silicium zijn negen verschillende isotopen bekend. 28Si, 29Si en 30Si zijn stabiel. De overige, instabiele isotopen kunnen op kunstmatige wijze worden geproduceerd.
[bewerk] Toxicologie en veiligheid
In de vorm van asbest kan silicium ernstige schade aanrichten in de longen.
[bewerk] Externe links
- PeriodiekSysteem.com over: Silicium
- Lenntech over: Silicium
- (en) EnvironmentalChemistry.com over: Silicium
- (en) WebElements.com over: Silicium
BW Bewise Inc.
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、NAS986’DIN6537’DIN6537’NAS965’NAS907’NAS897’NAS937’Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
留言列表
