Silicium

Silicium
image illustrative de l’article Silicium
Morceau de wafer poli et bloc de silicium pur.
AluminiumSiliciumPhosphore
C
 Structure cristalline cubique diamant
 
14
Si
 
        
        
                  
                  
                                
                                
  
                      
Si
Ge
Tableau completTableau étendu
Position dans le tableau périodique
SymboleSi
NomSilicium
Numéro atomique14
Groupe14
Période3e période
BlocBloc p
Famille d'élémentsMétalloïde
Configuration électronique[Ne] 3s2 3p2
Électrons par niveau d’énergie2, 8, 4
Propriétés atomiques de l'élément
Masse atomique28,0855 ± 0,0003 u[1]
Rayon atomique (calc)110 pm (111 pm)
Rayon de covalence111 ± 2 pm[2]
Rayon de van der Waals210 pm
État(s) d’oxydation+1, +2, +3, +4
Électronégativité (Pauling)1,90
Oxydeamphotère
Énergies d’ionisation[3]
* 1re : 8,15168 eV* 8e : 303,54 eV
* 2e : 16,34584 eV* 9e : 351,12 eV
* 3e : 33,49302 eV* 10e : 401,37 eV
* 4e : 45,14181 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
IsoANPériodeMDEdPD
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 ordinairesolide diamagnétique
Autres allotropesSilicène
Masse volumique2,33 g·cm-3 (25 °C)[1]
Système cristallinCubique diamant
Dureté6,50
Couleurgris foncé
Point de fusion1 414 °C[1]
Point d’ébullition3 265 °C[1]
Énergie de fusion50,55 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation384,22 kJ·mol-1
Volume molaire12,06×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur4,77 Pa
Vitesse du son8 433 m·s-1 à 20 °C
Chaleur massique700 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique2,52×10-4 S·m-1
Bande interdite à 300 K1,12 eV
Conductivité thermique148 W·m-1·K-1
Divers
No CAS7440-21-3[5]
No EINECS231-130-8
Précautions
SGH[6]
SGH02 : Inflammable
Attention
H228, P210,
SIMDUT[7]
B4 : Solide inflammable
B4,
Directive 67/548/EEC[6]
Facilement inflammable
F



Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le silicium est l'élément chimique de numéro atomique 14, de symbole Si. Il appartient au groupe 14 du tableau périodique. C'est l'élément le plus abondant dans la croûte terrestre après l'oxygène, soit 25,7 % de sa masse[8], mais il n'est comparativement 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 : sous forme de dioxyde de silicium (SiO2), d'origine biogène (fabriqué par un organisme vivant comme les diatomées ou les radiolaires), on le trouve sous forme de silice amorphe (dans le sable), ou d'origine lithogénique lorsqu'il est sous la forme de silice minérale (le quartz, la cristobaliteetc.) ou d'autres silicates (dans les feldspaths, la kaolinite…).

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 e 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[9].

Le nom dérive du latin silex, silicis qui signifie caillou ou silex[10].

Confusion possible : en anglais, silicon désigne le silicium, silicone désigne le silicone et silica désigne la silice.

Isotopes

Article détaillé : Isotopes du silicium.

Il existe trois isotopes naturels du silicium, tous stables : 28Si (92,18 %), 29Si (4,71 %) et 30Si (3,12 %). Il existe également des isotopes artificiels, instables : 25Si, 26Si et 27Si qui sont émetteurs β+, ainsi que 31Si à 34Si qui sont émetteurs β-.

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