Silizioa (latinez: silicium) elementu kimiko bat da, Si ikurra eta 14 atomo-zenbakia dituena.
Taula periodikoan karbonoaren azpian eta germanioaren gainean. Solido kristalino gogorra eta hauskorra da, urdin-gris kolore metaliko eta distiratsua duena. Metaloide tetrabalentea da, eta ez da bere analogo kimikoa den karbonoa bezain erreaktiboa. Oxigenoarekiko duen afinitateagatik, ez zen 1823. urtera arte egoera puruan prestatu eta ezaugarritu. Bere urtze- eta irakite-puntuak, 1414 °C eta 3265 °C, hurrenez hurren, dira. Unibertsoko elementurik arruntenetan zortzigarren izanik, silizioa inoiz egoera puruan ager daiteke naturan, baina gehienetan silizio dioxido edo silikato formatan ageri da Unibertsoko hauts, planetoide eta planetetan zehar sakabanaturik. Lurrean, lurrazalaren %90 mineral silikatoz konposatuta dago, silizioa lurrazaleko elementurik ugarienetan bigarrena da (oxigenoa da lehena), eta lurrazalaren masaren % 25,7 osatzen du.
Silizioa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
14 Aluminioa ← Silizioa → Fosforoa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ezaugarri orokorrak | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Izena, ikurra, zenbakia | Silizioa, Si, 14 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Serie kimikoa | metaloideak | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Taldea, periodoa, orbitala | 14, 3, p | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Masa atomikoa | 28.0855 g/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Konfigurazio elektronikoa | [Ne] 3s2 3p2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektroiak orbitaleko | 2, 8, 4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propietate fisikoak | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Egoera | solidoa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dentsitatea | (0 °C, 101,325 kPa) 2.33 g·cm-3 g/L | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Urtze-puntua | 1687 K (1414 °C, 2577 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Irakite-puntua | 3538 K (3265 °C, 5909 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Urtze-entalpia | 50.21 kJ·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Irakite-entalpia | 359 kJ·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bero espezifikoa | (25 °C) 19.789 J·mol-1·K-1 J·mol−1·K−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lurrun-presioa
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propietate atomikoak | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kristal-egitura | diamante formako kubikoa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidazio-zenbakia(k) | 4, 3 [1], 2 [2], 1 [3] (oxido anfoterikoa) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegatibotasuna | 1,90 (Paulingen eskala) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ionizazio-potentziala | 1.a: 786.5 kJ/mol; 2.a: 1577.1 kJ/mol; 3.a: 3231.6 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erradio atomikoa (batezbestekoa) | 117.6 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erradio atomikoa (kalkulatua) | 111 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erradio kobalentea | 111 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Van der Waalsen erradioa | 210 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Datu gehiago | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Eroankortasun termikoa | (300 K) 149 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Soinuaren abiadura | (20 °C) 8433 m/s m/s |
Silizioak hainbat erabilera industrial dauzka. Silizio elementala gailu erdieroale gehienen osagai nagusia da, batez ere zirkuitu integratu edo microchip deiturikoena. Izan ere, silizioa bere antzekoa den germanioa baino erdieroale hobea da tenperatura altuetan, bere oxidoa oso erraz sortzen da labeetan eta beste edozein material-konbinaziok baino interfase erdieroale/dielektriko hobea eratzen du.
Silize eta silikato forman, silizioa beira, zementu eta zeramika bezalako ekai erabilgarriak eratzeko erabiltzen da. Silikona ere silizioz, oxigenoz, karbonoz eta hidrogenoz eratutako substantzia plastiko sintetikoa da.
Silizioa funtsezko elementua da biologian. Animalietan kantitate ñimiñoetan da beharrezkoa, baina landareen metabolismoan garrantzitsuagoa da, bereziki zenbait belar-espezietan, eta azido silizikoa (silize-mota bat) diatomea mikroskopikoen maskor babeslearen oinarrizko osagaia da.
1787-an Antoine Lavoiser susmatu zuen silizea oinarrizko elementu baten oxidoa zela, baina silizioak oxigenoarekiko duen afinitatea dela-eta ezinezkoa egin zitzaion oxidoa erreduzitzea eta elementua isolatzea. 1808-an, isolatzen saiatu ostean, 1823-an Jöns Jacob Berzelius silizio amorfoa prestatu zuen Gay-Lussac -ek erabilitako antzeko metodoarekin baina produktua purifikatuz hauts marroia lortuz. Silizioaren ohiko kristala Devillek lortu zuen 1854-an elektrolisiaren bidez, sodio kloruro eta aluminio kloruroaren nahaste batetik, %10-eko silizio zuena, ez-purua zen silizioaren alotropo bat lortuz. Friedrich Wöhler hegazkorra den triklorosilanoa sintetizatu zuen 1857-ean, hegazkorra den lehenengo silizio hidruroa, eta 1858-an silanoa bera. Era berean, lehenengo konposatu organosilizikoa, tetraetilsilanoa,1863-an sintetizatu zuten Charles Friedel eta James Crafts.1920 hamarkadan, William Lawrence Bragg argitu zuen silikatoen konposizioa X-izpien bitarteko kristalografiari esker.
Silizioak karbonoaren egitura bera dauka kanpoko elektroi orbitalei dagokienez, eta beraz, kimikoki oso antzekoak dira. Kanpoko bere lau elektroiak emateko eta partekatzeko prest dauden erdieroaleak dira, lotura kimiko mota asko ahalbidetuz. Silizioaren erresistentzia elektrikoak tenperatura-koefiziente negatiboa dauka, karga garraiatzaile askeak gehitu egiten baizaizkio tenperatura igotzean. Silizio kristalaren erresistentzia elektrikoa nabarmen aldatzen da estres mekanikoaren pean, efektu piezoerresistiboaren ondorioz.
Kristal-forma elementalean, silizioak kolore grisa eta kristalaren tamainarekin handitzen den distira metalikoa dauka. Beiraren antzeko ezaugarriak ditu: gogorra eta oso hauskorra da eta txirbilak sortzeko joera dauka. Nahiz eta elementu oso inertea izan, halogenoekin erreakzionatzen du eta alkaliak disolbatzen ditu, baina azido gehienek (azido nitrikoaren eta azido hidrofluorikoaren zenbait konbinazio hipererreaktibok salbu) ez diote eragiten. Hala ere, lau balentzia-elektroi dauzkanez, karbonoak bezala, aukera asko dauzka beste elementu eta konposatu batzuekin lotzeko, egoera egokia bada.
Silizioak, 14 elektroi ditu eta [Ne] 3s23p2 konfigurazio elektronikoa du funtsezko egoeran. Bere taldeko (14.Taldea) beste elementuak bezala lau balentzia-elektroi ditu 3s eta 3p orbitaletan .Oktetoa, tetraedrikoa den SiX4 konposatuak sortuz lortzen du, sp3 orbital hibridatuak eratuz. Silizioaren erradio kobalentea 117.6 pm da eta silizio ioi hexakoordinatuarena berriz 40 pm-koa.
Silizioa erdieroalea da, presio eta tenperatura estandarretan, eta azkenengo hau handitzean erresistibitatea murriztuz doa. Honen arrazoia, balentzia bandaren eta konduktibitate bandaren artean dagoen energia-jauzi txikiaren ondorioa da. Beraz, silizio purua giro-tenperaturan isolatzailea da. Dena den, 15.taldeko elementuez dopatzen badira elektroi bat soberan sartzen da, erraz, kitzikatu daitekeena konduktibitate bandan. Berriz, 13.taldeko elementuez dopatzen badira egituran hutsune elektroniko bat sartuko dugu balentzia bandatik elektroi kitzikatu batek harrapatu dezakeena. Silizio solidoak blenda egitura du. Honen ondorioz, urtze-puntu handia du 1414 °C-koa. Presio handiagotan beste kristal egiturak ezagutzen dira. Silizioaren irakite tenperatura 3265 °C-koa da.
Silizioa solido gogorra da, Mohs-en eskalaren arabera 7-an kokatuko zen, baina karbonoarekin elkartzen denean SiC konposatua 9.5 -eko gogortasuna izatera heldu daiteke.
Silizioa isotopo asko izan arren 28Si (%92,2), 29Si (%4,7) eta 30Si (%3,1) dira ugarienak. Hauek izarretan sintetizatzen dira. 20 erradioisotopo karakterizatu dira eta soilik, 32Si eta 31Si egonkorrak dira, besteen erdi-bizita 7 segundu baino txikiagoa da.
Silizio kristalak geldoak izan arren, tenperatura altuetan erreaktiboagoak bilakatzen dira. Silizioa, aluminioa bezala, pasibatu egiten da oxigenoarekin kontaktuan egotean, SiO2 mikrogeruza eratuz. Tenperatura altuetan, 1400 °C -tan atmosferako nitrogenoarekin erreakzionatuko du SiN eta Si3N4 espezieak lortuz. Silizioak, 600 °C-tan sulfuro gaseosoarekin eta 1000 °C fosforo gaseosoarekin erreakzionatzen du. Oxidozko geruzak ez du saihesten halogenoekin erreakzionatzea; fluorrak bortizki erasotzen du silizioa inguruko tenperaturan, kloroak berriz 300 °C-tan eta bromoak eta iodoak 500 °C-tan. Silizioak ez du erreakzionatzen diluitutako azido gehienekin. Erraztasunez disolbatzen da disoluzio alkalino eta berotan silikatoak eratuz. Tenperatura altuetan, silizioa alkil haluroekin errakzionatzen du kuprearen presentzian, azken hau katalizatzailea dena, konposatu organosilizikoak sintetizatuz silikonen aurrekaria direna. Urtutako silizioak , erreaktiboa bilakatzen da oso eta metal gehienak oxidatzen ditu, ondorioz, edukiontziak material erregogorrez eginda egon behar dira.
Koordinazio tetraedrikoa garrantzitsua da silizoaren kimikan, karbonoaren kimikan bezala. Dena den, 3p azpiorbitalak 2p orbitalak baino difusoagoak daude eta horrek 3s azpigeruzekin hibridatzeko arazoak dakar. Honen ondorioz, karbono eta silizioaren arteko diferentziak daude, elektronegatibotasuna bezala, non, karbonoarena altuagoa den. Beste aldetik, 3d orbitalen presentzia hiperbalentzia ahalbidentzen du, SiX5- eta SiX62- espeziak lortuz baina bakarrik konposatu ez-egonkor batzuk ezagutzen dira. Hau azalduta, hauek dira silizioak eratu ahal dituen konposatuak:
%96-%99 purutasuna duen silizioa kuartzitatik edo harearen erredukziotik kokea erabiliz lortzen da. Gehiegizko SiO2 botatzen da silizio karburoen agerpena gelditzeko.
Erredukzioa burdin zatien eta kantitate txikiagotan sufre eta fosforoaren aurrean ferrosilikatoak eratzen ditu burdina eta altzairuaren industrian erabiliak. Oso mehea den silizioa purutasun oso altua du eta transistoretan erabiltzen da.
Industria mailan, silizioaren konposatu desberdinak arlo ugaritan erabiltzen dira. Hauek ez dira purifikatzen eta Portland zementuan, zeramikan, beiraren ekoizpenean (silakatoak erabiltzen dira) edo kontaktuko lenteetan(silikona) bezalako produktu askotan beharrezkoak dira.
Lehen aipatutako ferrosilikatoak altzairuaren industrian erabiltzen da eta silizio aluminio nahastea (%12-ko silizioa duena) automobilgintzan erabiltzen da.
Oso purua den silizioa “nine-9” izenekoa (%99,9999999 purutasuna duena) erabiltzen da elektronikazko piezak fabrikatzeko.
Silikato eran egon arren silizioa, izaki bizidun gutxi batzuk baino ez dute modu zuzen batean erabiltzen. Silizioaren funtzio nagusia estrukturala da. Gizakiok beharrezkoa dugu azazkal, ile, hezur eta azalerako. Beharrezko elementua kontsideratzen den arren oso zaila da demostratzea bere esentzialtasuna naturan duen ugaritasuna dela eta ezin dira bere gabeziak sortzen dituen sintomak errepikatu.
This article uses material from the Wikipedia Euskara article Silizio, which is released under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 license ("CC BY-SA 3.0"); additional terms may apply (view authors). Eduki guztia CC BY-SA 4.0(r)en babespean dago, ez bada kontrakoa esaten. Images, videos and audio are available under their respective licenses.
®Wikipedia is a registered trademark of the Wiki Foundation, Inc. Wiki Euskara (DUHOCTRUNGQUOC.VN) is an independent company and has no affiliation with Wiki Foundation.