Nguyên tố Silic (Si), Cấu hình electron, Tính chất hoá học, Điều chế, Ứng dụng

Bạn đang xem: Nguyên tố Silic (Si), Cấu hình electron, Tính chất hoá học, Điều chế, Ứng dụng tại vietabinhdinh.edu.vn

Silicon là một nguyên tố vô cùng quan trọng và cần thiết trong nhiều ngành công nghiệp. Không chỉ vậy, nó còn là một yếu tố quan trọng của thực vật và động vật. Vì vậy, silic luôn được coi là nguyên tố đặc biệt quan trọng trong đời sống con người. Vậy nguyên tố silic (Si), cấu hình electron, tính chất hóa học, điều chế, ứng dụng? Hãy cùng NONAZ (ngonaz.com) tìm hiểu trong bài viết dưới đây nhé!

Khái niệm về silic là gì?

Silic là tên của một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn có ký hiệu Si và số nguyên tử 14. Nó được coi là nguyên tố phổ biến thứ hai trong lớp vỏ trái đất sau oxy (25,8% khối lượng vỏ trái đất). Silicon là một nguyên tố kim loại bóng màu xanh xám rất cứng, là một á kim có hóa trị +4.

Silic, kí hiệu là Si, thuộc ô thứ 14 của chu kỳ 3 nhóm IVA của bảng tuần hoàn. Silic có khối lượng nguyên tử là 23 và số hiệu nguyên tử là Z=14.

Trong tự nhiên, silic thường tồn tại ở dạng hợp chất, chủ yếu là cát (SiO2), các khoáng silicat và aluminosilicat như: Secpentin (3MgO.2SiO2.2H2O), cao lanh (Al2O3.2SiO2.2H2O)… Không có gì, chỉ có Si là bền vai trò tích cực của cộng đồng vi sinh vật trong thực vật và động vật.

Lịch sử của silicon

Silic (tên Latinh: silex, silicis nghĩa là đá lửa) lần đầu tiên được Antoine Lavoisier công nhận vào năm 1787, và sau đó được Humphry Davy xếp vào loại hợp chất vào năm 1800. Năm 1811, Gay Lussac và Thénard đã điều chế được silic vô định hình không tinh khiết bằng cách nung nóng kali và SiF4 silic tetraflorua. Năm 1824, Berzelius điều chế silicon vô định hình bằng phương pháp tương tự như Lussac. Berzelius cũng tinh chế sản phẩm bằng cách rửa nhiều lần.

Bởi vì silicon là một nguyên tố quan trọng trong chất bán dẫn và các thiết bị công nghệ cao, khu vực công nghệ cao của California được đặt theo tên của Thung lũng Silicon.

Silic trong bảng tuần hoàn

Số hiệu nguyên tử (Z)	14
Khối lượng nguyên tử tiêu chuẩn (±) (Ar)	28.0855(3)
phân loại	á kim
nhóm, phân lớp	14.
xe đạp	chu kỳ thứ 3
cấu hình điện tử	[Ne] 3s2 3p2
mỗi lớp	2, 8, 4

Tính chất vật lý của silic

Silicon có hai dạng chính: silicon tinh thể và silicon vô định hình:

tinh thể silicon

Silic tinh thể thường có màu xám, có ánh kim, có cấu trúc gần giống kim cương nên cũng có tính chất bán dẫn. Tinh thể silicon nóng chảy ở 1420 độ C. Ở nhiệt độ phòng, độ dẫn điện của silicon sẽ rất thấp, nhưng khi nhiệt độ tăng lên, độ dẫn điện cũng sẽ tăng lên.

silic vô định hình

Silic vô định hình là một loại bột màu nâu không tan trong nước nhưng tan trong kim loại nóng chảy.

màu sắc	xanh nhạt ánh kim xám đậm
trạng thái của vật chất	chất rắn
Nhiệt độ nóng chảy	1687K (1414°C, 2577°F)
độ nóng chảy	3538K (3265°C, 5909°F)
Tỉ trọng	2,3290 gam·cm−3 (ở 0 °C, 101,325 kPa)
mật độ chất lỏng	Điểm nóng chảy: 2,57 g·cm-3
sức nóng của phản ứng tổng hợp	50,21 kJ·Nốt ruồi −1
nhiệt bay hơi	359 kJ·Nốt ruồi −1
Nhiệt dung	19,789 jun·Nốt ruồi −1·K-1

Tính chất hóa học của silic

Số oxi hóa của silic là: -4, 0, +2, +4 (số oxi hóa +2 kém đặc trưng hơn). Silic tinh thể thường ít phản ứng hóa học hơn silic vô định hình. Silic còn thể hiện tính khử và tính oxi hóa trong các phản ứng hóa học.

Xóa tính năng

Khả năng khử của silic được thể hiện bằng một số phản ứng đặc trưng:

Silic có thể phản ứng với phi kim:

Si + 2O2 → SiO2 (phản ứng xảy ra ở nhiệt độ 400-600 độ C)
Si + 2F2 → SiF4 (phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường)

Silicon phản ứng với dung dịch kiềm:

Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + 2H2

Silic phản ứng với axit:

4HNO3 + 18HF + 3Si → 3H2SiF6 + 4NO + 8H2O

Silic phản ứng với H2 theo hình vòng cung:

Si + H2 → SiH4 + Si2H6 + Si3H6 + …

Quá trình oxy hóa

Silic có thể phản ứng với nhiều kim loại ở nhiệt độ cao để tạo thành silicat kim loại:

Silic không oxi hóa được H2 như C, nhưng có thể khử được một số chất oxi hóa mạnh như HNO3 hay H2SO4 (nhiệt dung riêng) như C.

Silic được điều chế như thế nào?

Silic được điều chế ở nhiệt độ cao bằng các chất khử mạnh như magie, nhôm, cacbon hoặc silic:

SiO2 + 2Mg → 2MgO + Si (có thể thay Mg bằng Al)
SiO2 + C Cốc → 2CO + Si (18000C)

Ứng dụng của Silic (Si)

Silicon là một yếu tố thiết yếu trong nhiều ngành công nghiệp. Một số hợp chất của silic như SiO2 tồn tại ở dạng cát, sét và chúng cũng là nguyên liệu chính trong sản xuất bê tông, gạch hay sản xuất xi măng.

Gốm, men, sứ là một loại vật liệu chịu lửa được sử dụng trong sản xuất vật liệu chịu lửa. Gốm chủ yếu được làm từ silicat. Silicon cũng là một thành phần quan trọng trong một số loại thép.

Ngoài ra, silica chưng cất là thành phần cơ bản của thủy tinh. Silica còn được dùng làm nguyên liệu cơ bản trong sản xuất cửa kính, đồ sứ và nhiều vật dụng khác…

Kết thúc

Những thông tin hữu ích mà Trung Tâm Đào Tạo Việt Á cung cấp trên đây hi vọng đã giúp bạn có những hiểu biết cơ bản về silic, tính chất lý hóa cũng như cách điều chế hay ứng dụng silic trong đời sống hàng ngày. Ngoài ra, để hiểu rõ hơn về 118 nguyên tố hóa học, mời các bạn vào mục Kiến thức chung để cập nhật thông tin các nguyên tố trong Bảng tuần hoàn.

Đánh giá bài viết này!

Bạn thấy bài viết Nguyên tố Silic (Si), Cấu hình electron, Tính chất hoá học, Điều chế, Ứng dụng có đáp ướng đươc vấn đề bạn tìm hiểu không?, nếu không hãy comment góp ý thêm về Nguyên tố Silic (Si), Cấu hình electron, Tính chất hoá học, Điều chế, Ứng dụng bên dưới để vietabinhdinh.edu.vn có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website: vietabinhdinh.edu.vn

Nhớ để nguồn bài viết này: Nguyên tố Silic (Si), Cấu hình electron, Tính chất hoá học, Điều chế, Ứng dụng của website vietabinhdinh.edu.vn