Silicium

Silicium
Image illustrative de l’article Silicium
Morceau de wafer poli et bloc de silicium pur.
AluminiumSiliciumPhosphore
C
   
 
14
Si
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
                                           
Si
Ge
Tableau completTableau étendu
Position dans le tableau périodique
Symbole Si
Nom Silicium
Numéro atomique 14
Groupe 14
Période 3e période
Bloc Bloc p
Famille d'éléments Métalloïde
Configuration électronique [Ne] 3s2 3p2
Électrons par niveau d’énergie 2, 8, 4
Propriétés atomiques de l'élément
Masse atomique 28,085 5 ± 0,000 3 u[1]
Rayon atomique (calc) 110 pm (111 pm)
Rayon de covalence 111 ± 2 pm[2]
Rayon de van der Waals 210 pm
État d’oxydation +1, +2, +3, +4
Électronégativité (Pauling) 1,90
Oxyde amphotère
Énergies d’ionisation[3]
* 1re : 8,151 68 eV* 8e : 303,54 eV
* 2e : 16,345 84 eV* 9e : 351,12 eV
* 3e : 33,493 02 eV* 10e : 401,37 eV
* 4e : 45,141 81 eV* 11e : 476,36 eV
* 5e : 166,767 eV* 12e : 523,42 eV
* 6e : 205,27 eV* 13e : 2 437,63 eV
* 7e : 246,5 eV* 14e : 2 673,182 eV
Isotopes les plus stables
Iso AN Période MD Ed PD
MeV
28Si92,22 %stable avec 14 neutrons
29Si4,68 %stable avec 15 neutrons
30Si3,09 %stable avec 16 neutrons
31Si{syn.}2,6 heuresβ-1,4931P
32Si{syn.}172 ansβ-0,22432P
Propriétés physiques du corps simple
État ordinaire solide diamagnétique
Autres allotropes Silicène
Masse volumique 2,33 g·cm-3 (25 °C)[1]
Système cristallin Cubique diamant
Dureté (Mohs) 6,50
Couleur gris foncé
Point de fusion 1 414 °C[1]
Point d’ébullition 3 265 °C[1]
Énergie de fusion 50,55 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation 384,22 kJ·mol-1
Volume molaire 12,06×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur 4,77 Pa
Vitesse du son 8 433 m·s-1 à 20 °C
Chaleur massique 700 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique 2,52×10-4 S·m-1
Bande interdite à 300 K 1,12 eV
Conductivité thermique 148 W·m-1·K-1
Divers
No CAS 7440-21-3[5]
No ECHA 100.028.300
No CE 231-130-8
Précautions
SGH[6]
État pulvérulent :
SGH02 : Inflammable
Attention
H228 et P210
SIMDUT[7]
B4 : Solide inflammable
B4,
Transport[6]
État pulvérulent :
-
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Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le silicium est l'élément chimique de numéro atomique 14, de symbole Si. Membre du groupe 14 du tableau périodique, il est tétravalent et, comme le germanium, c'est un métalloïde. Le nom dérive du latin silex, silicĭs qui signifie « caillou » ou « silex »[8],[9].

Le silicium est l'élément le plus abondant dans la croûte terrestre après l'oxygène, et constitue 25,7 % de sa masse[10],[11]. En revanche il n'est présent qu'en relativement faible quantité dans la matière constituant le vivant. Il n'existe pas dans la nature à l'état de corps simple mais sous forme de composés, le dioxyde de silicium (SiO2) d'origine lithogénique (quartz du granite et des sables siliceux, cristobalite des roches ignées acides, etc.) ou biogénique (fabriqué par un organisme vivant comme les diatomées ou les radiolaires) et de nombreux silicates (feldspaths, kaoliniteetc.).

Sous sa forme amorphe, la silice (SiO2) provenant généralement de la terre de diatomées, est utilisée depuis très longtemps comme composant essentiel du verre. Il a depuis le milieu du XXe siècle de nouveaux usages en électronique (transistor), pour la production de matériaux tels que les silicones ou, pour fabriquer des panneaux solaires photovoltaïques et en tant que biominéral, la silice amorphe est actuellement étudiée pour ses utilités en nanotechnologie[12].

  1. a b c et d (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, , 90e éd., 2804 p., Relié (ISBN 978-1-420-09084-0)
  2. (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », Dalton Transactions,‎ , p. 2832 - 2838 (DOI 10.1039/b801115j)
  3. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, TF-CRC, , 87e éd. (ISBN 0849304873), p. 10-202
  4. a b et c (en) « Silicon », sur NIST/WebBook, consulté le 28 juin 2010
  5. Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
  6. a et b Fiche Sigma-Aldrich du composé Silicon powder, 99.9995% trace metals basis, consultée le 23 août 2018.
  7. « Silicium » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
  8. Jean-Louis Vigne, « Silicium », sur lelementarium.fr, Société Chimique de France & France Chimie (consulté le )
  9. Dictionnaire Gaffiot Latin-Français 1934, entrée silex, p. 1442.
  10. WebElements Periodic Table of the Elements — Silicon
  11. François Fröhlich et Henri-Jean Schubnel, L’âge du Silicium [catalogue de l'exposition], Paris, Muséum National d'Histoire Naturelle, coll. « REVUE DE GEMMOLOGIE », , 92 p. (ISSN 0398-9011, lire en ligne)
  12. (en) Kröger, N., and E. Brunner. 2014. Complex-shaped microbial biominerals for nanotechnology: Complex-shaped microbial biominerals for nanotechnology. Wiley Interdiscip. Rev. Nanomed. Nanobiotechnol. 6: 615–627.

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