Facebook Instagram Youtube Twitter

Silicium – Tableau périodique – Propriétés atomiques

Silicium-densité-nombre-atomique-masse-rayon

Le silicium est un solide cristallin dur et cassant avec un éclat métallique bleu-gris, c’est un métalloïde tétravalent et un semi-conducteur.

Sommaire

Élément Silicium
Numéro atomique 14
Masse atomique [amu] 28,0855
Masse atomique [pm] 111
Densité à STP [g/cm3] 2,33
Nombre de protons 14
Nombre de neutrons (isotopes typiques) 28; 29; 30
Nombre d’électrons 14
Configuration électronique [Ne] 3s2 3p2
États d’oxydation -4; ..; +4
Affinité électronique [kJ/mol] 133,6
Electronégativité [échelle de Pauling] 1,9
Première énergie d’ionisation [eV] 8,1517

Numéro atomique – Protons, électrons et neutrons dans le Silicium

Nombre de protons - Numéro atomiqueLe silicium est un élément chimique de numéro atomique 14, ce qui signifie qu’il y a 14 protons dans son noyau. Le nombre total de protons dans le noyau est appelé le numéro atomique de l’atome et reçoit le  symbole Z. La charge électrique totale du noyau est donc +Ze, où e (charge élémentaire) vaut 1 602 x 10-19 coulombs.

Le nombre total de neutrons dans le noyau d’un atome est appelé le nombre de neutrons de l’atome et reçoit le symbole N. Le nombre de neutrons plus le numéro atomique est égal au nombre de masse atomique: N+Z=A . La différence entre le nombre de neutrons et le numéro atomique est appelée  excès de neutrons: D = N – Z = A – 2Z.

Pour les éléments stables, il existe généralement une variété d’isotopes stables. Les isotopes  sont des nucléides qui ont le même numéro atomique et sont donc le même élément, mais diffèrent par le nombre de neutrons. Les nombres de masse des isotopes typiques du  silicium  sont  de 28 ; 29; 30.

Masse atomique du Silicium

La masse atomique du silicium est de 28,0855 u. 

La masse atomique est la masse d’un atome. La masse atomique ou la masse isotopique relative fait référence à la masse d’une seule particule et est donc liée à un certain isotope spécifique d’un élément. La masse atomique est portée par le noyau atomique, qui n’occupe qu’environ 10-12 du volume total de l’atome ou moins, mais il contient toute la charge positive et au moins 99,95 % de la masse totale de l’atome. Notez que chaque élément peut contenir plus d’ isotopes, donc cette masse atomique résultante est calculée à partir des isotopes naturels et de leur abondance.

Rayon atomique du Silicium

Le rayon atomique de l’atome de silicium est de 111 pm (rayon covalent).

Rayon atomique des éléments chimiques

Il faut noter que les atomes n’ont pas de frontière extérieure bien définie. Le rayon atomique d’un élément chimique est une mesure de la distance à laquelle le nuage d’électrons s’étend du noyau. Cependant, cela suppose que l’atome présente une forme sphérique, qui n’est respectée que pour les atomes dans le vide ou l’espace libre. Par conséquent, il existe diverses définitions non équivalentes du rayon atomique.

Électrons et configuration électronique

Le nombre d’électrons dans un atome électriquement neutre est le même que le nombre de protons dans le noyau. Par conséquent, le nombre d’électrons dans l’atome neutre du silicium est de 14. Chaque électron est influencé par les champs électriques produits par la charge nucléaire positive et les autres (Z – 1) électrons négatifs de l’atome.

Le nombre d’électrons et leur disposition étant responsables du comportement chimique des atomes, le numéro atomique identifie les différents éléments chimiques. La configuration de ces électrons découle des principes de la mécanique quantique. Le nombre d’électrons dans les couches d’électrons de chaque élément, en particulier la couche de valence la plus externe, est le principal facteur déterminant son comportement de liaison chimique. Dans le tableau périodique, les éléments sont classés par ordre croissant de numéro atomique Z.

La configuration électronique du silicium est [Ne] 3s2 3p2.

Les états d’oxydation possibles sont -4; ..; +4.

Densité du Silicium

La densité du silicium est de 2,33 g/cm3.

Les densités typiques de diverses substances sont à la pression atmosphérique.

La densité est définie comme la masse par unité de volume. C’est une  propriété intensive, qui est mathématiquement définie comme la masse divisée par le volume:

ρ = m / V

Masses atomiques des éléments

Tableau périodique des éléments - masse atomique

Rayons atomiques des éléments

Tableau périodique des éléments - rayon atomique

Densités des éléments

Tableau périodique des éléments - densité

Configuration silicium-protons-neutrons-électrons

Silicium-affinité-électronégativité-ionisation

Affinité électronique – Silicium

L’affinité électronique du silicium est de 133,6 kJ/mol.

En chimie et en physique atomique, l’ affinité électronique d’un atome ou d’une molécule est définie comme:

la variation d’énergie (en kJ/mole) d’un atome ou d’une molécule neutre (en phase gazeuse) lorsqu’un électron est ajouté à l’atome pour former un ion négatif.

X + e   → X   + énergie Affinité = – ∆H

En d’autres termes, il peut être exprimé comme la probabilité qu’a l’atome neutre de gagner un électron. Notez que les énergies d’ionisation mesurent la tendance d’un atome neutre à résister à la perte d’électrons. Les affinités électroniques sont plus difficiles à mesurer que les énergies d’ionisation.

Electronégativité du Silicium

L’électronégativité du silicium est de 1,9.

L’électronégativité, symbole χ, est une propriété chimique qui décrit la tendance d’un atome à attirer des électrons vers cet atome. A cet effet, une  quantité sans dimension l’ échelle de Pauling, symbole χ, est la plus couramment utilisée.

L’électronégativité du Silicium est: χ = 1,9

Première énergie d’ionisation du Silicium

La première énergie d’ionisation du silicium est de 8,1517 eV.

L’énergie d’ionisation, également appelée  potentiel d’ionisation, est l’énergie nécessaire pour retirer un électron de l’atome neutre.

X + énergie → X +  + e 

où X est n’importe quel atome ou molécule capable d’être ionisé, X+ est cet atome ou molécule avec un électron retiré (ion positif), et e est l’électron retiré.

Un atome de silicium, par exemple, nécessite l’énergie d’ionisation suivante pour éliminer l’électron le plus externe.

Si + IE → Si +  + e         IE = 8,1517 eV

Électronégativité des éléments

Tableau périodique des éléments - électronégativité

Énergie d’ionisation des éléments

Tableau périodique des éléments - énergie d'ionisation

Tableau périodique du silicium

Source : www.luciteria.com


Propriétés des autres éléments

Silicium - Comparaison des propriétés atomiques

Tableau périodique en résolution 8K

Autres propriétés du Silicium