ما هو عنصر السيليكون؟
يعرف السيليكون (بالإنجليزية: Silicone Element) بأنه أحد العناصر الكيميائية، يرمز له بالرمز الكيميائي (Si)، وعدد الذري هو 14، وهو يوجد في الدورة 3 والمجموعة 14 من مجموعات الجدول الدوري للعناصر الكيميائية، والتي تعرف باسم مجموعة الكربون، ويصنف السيليكون كواحد من أشباه الفلزات، وهذا يعني أنه يمتلك خصائص مشتركة بين الفلزات واللافلزات، وتجدر الإشارة إلى أن السيليكون يشكل نسبة 27.7% من القشرة الأرضية؛ وهو ثاني أكثر العناصر وفرة في القشرة الأرضية؛ بعد عنصر الأكسجين.[١][٢][٣]
ما هي الصفات الفيزيائية لعنصر السيليكون؟
فيما يأتي ذكر لأهم الصفات الفيزيائية التي يتمتع بها عنصر السيليكون، والتي تميزه عن غيره من العناصر الكيميائية في الجدول الدوري:[١][٢][٣]
- الكتلة الذرية: تبلغ كتلة السيليكون حوالي 28.086 وحدة كتلة ذرية.
- الحالة الفيزيائية في درجة حرارة الغرفة: يوجد السيليكون عادةً في الحالة الصلبة عند درجة حرارة الغرفة.
- المظهر: يظهر السيليكون على شكل مادة صلبة بلورية لامعة أو رمادية داكنة أو فضية اللون.
- الكثافة: تبلغ كثافة السيليكون الصلب حوالي 2.33 جرامًا لكل سنتيمتر مكعب.
- درجة الانصهار: يمتلك السيليكون درجة انصهار عالية تبلغ حوالي 1410 درجات مئوية.
- درجة الغليان: تبلغ درجة غليان السيليكون حوالي 3265 درجة مئوية.
- الموصلية الكهربائية: السيليكون هو أحد أشباه الموصلات، وله موصلية كهربائية معتدلة، علمًا بأنه يمكن تحسين موصليته أو التحكم فيها من خلال جمعه بعناصر أخرى.
- الصلابة: يتميز السيليكون بكونه عنصر صلب هش.
- القابلية للطرق والسحب: يتميز السيليكون بكونه عنصراً غير قابل للطرق والسحب مثل المعادن.
أهم الصفات الكيميائية لعنصر السيليكون
فيما يأتي ذكر لأهم الصفات الكيميائية التي يتمتع بها عنصر السيليكون:[١][٣]
- التفاعلية: يتميز عنصر السيليكون بأنه عنصر غير متفاعل نسبيًا مع معظم العناصر الشائعة، مثل الأكسجين والنيتروجين والماء، في درجة حرارة الغرفة.
- الأكسدة: يستطيع عنصر السيليكون تشكيل طبقة واقية من ثاني أكسيد السيليكون (SiO2) على سطحه عند تعرضه للأكسجين أو الرطوبة، مما يمنع المزيد من الأكسدة.
- التفاعل مع الهالوجينات: يتفاعل السيليكون مع الهالوجينات، مثل الفلور والكلور؛ لتكوين هاليدات السيليكون، مثل رباعي فلوريد السيليكون (SiF4).
- التفاعل مع اللافلزات: يمكن أن يتفاعل عنصر السيليكون مع اللافلزات لتكوين مركبات تساهمية مختلفة.
أهم استخدامات عنصر السيليكون
فيما يأتي توضيح لأهم استخدامات عنصر السيليكون:[١][٢][٣]
- صناعة أشباه الموصلات: يعتبر السيليكون المادة الأساسية التي يتم استخدامها في صناعة أشباه الموصلات لإنتاج رقائق الحاسوب والترانزستورات والمكونات الإلكترونية الأخرى؛ وذلك بسبب خصائص الممتازة كمادة شبه موصلة.
- الخلايا الشمسية: يعد السيليكون مادة أساسية في تصنيع الخلايا الشمسية الكهروضوئية، التي تحول ضوء الشمس إلى كهرباء.
- الزجاج والسيراميك: يستخدم مركب ثاني أكسيد السيليكون، المشتق من السيليكون، في إنتاج الزجاج والسيراميك والمواد المقاومة للحرارة؛ وذلك بسبب درجة انصهاره العالية وصلابته.
- صناعة السبائك: يستخدم السيليكون في صناعة السبائك المختلفة، بما في ذلك الفيروسيليكون (المستخدم في إنتاج الفولاذ) وسبائك الألومنيوم والسيليكون وغيرها.
- الصناعة الكيميائية: تُستخدم مركبات السيليكون كمواد مضافة في الصناعة الكيميائية، كما هو الحال في إنتاج السيليكونات أو البوليسيلوكسينات، وهي بوليمرات غير عضوية متعددة الاستخدامات ومقاومة للحرارة تستخدم في تطبيقات مختلفة، بما في ذلك المواد المانعة للتسرب ومواد التشحيم.
- مستحضرات التجميل والعناية بالبشرة: يستخدم السيليكون في صناعة مستحضرات التجميل ومنتجات العناية بالبشرة، وذلك بسبب خصائصه الناعمة والطاردة للماء.
- صناعة مواد البناء: يستخدم السيليكون في صناعة مواد البناء، مثل المواد المانعة للتسرب، والمواد اللاصقة، وذلك بسبب متانته ومقاومته للعوامل الجوية.
- إنتاج وصناعة المعادن: يستخدم السيليكون في صناعة المعادن، حيث يتم استخدامه كعامل اختزال في عملية إنتاج المعادن النقية من خاماتها.
الأسئلة الأكثر شيوعًا
- لماذا يطلق على عنصر السيليكون عنصر الجمال؟
يُطلق على عنصر السيليكون اسم عنصر الجمال؛ بسبب استخدامه في صناعة مستحضرات التجميل ومنتجات العناية بالبشرة، حيث يمنح هذا العنصر اللمعان والملمس الناعم للبشرة.
- لماذا يستخدم السيليكون في صناعة الأجهزة الإلكترونية؟
يُستخدم السيليكون في صناعة الأجهزة الإلكترونية؛ بسبب خصائصه كمادة شبه موصلة، مما يسمح له بالتوصيل الكهربائي والتحكم في تدفق الكهرباء في الأجهزة الإلكترونية.
- من أين تستخرج مادة السيليكون؟
تُستخرج مادة السيليكون عادة من الرمل، حيث يتم استخلاصه من رمل السيليكا (SiO2) بواسطة عمليات تكسير وتكليس وتحول كيميائي.
- من هو العالم الذي اكتشف عنصر السيليكون؟
العالم الذي اكتشف عنصر السيليكون هو الكيميائي السويدي جونس جاكوب بيرسيليوس، وذلك في عام 1824.
- هل السيليكون مادة عازلة؟
السيليكون ليس مادة عازلة، بل هو مادة شبه موصلة، وهذا يعني أنه موصل للكهرباء بشكل معتدل.
- هل يتأثر السيليكون بالحرارة؟
يتأثر السيليكونبالحرارة، وهو يمتلك درجة انصهار عالية تبلغ حوالي 1410 درجات مئوية، ولذلك يُستخدم في تطبيقات تحتاج إلى مقاومة للحرارة.
- هل يتفاعل السيليكون مع الماء؟
لا يتفاعل السيليكون مع الماء عند درجة حرارة الغرفة، ولكنه يتفاعل مع الماء، وينتج السيليكات عند تعرضه لدرجات حرارة وضغط عالية.
ملخص
السيليكون هو عنصر كيميائي يُرمز له بالرمز Si وله العدد الذري 14، وهو ينتمي إلى مجموعة الكربون في الجدول الدوري، ويُصنف كواحد من أشباه الفلزات، ويشكل السيليكون نسبة كبيرة في القشرة الأرضية، ويتميز بصفاته الفيزيائية مثل الصلابة ودرجة الانصهار العالية، أما من الناحية الكيميائية، فيعتبر السيليكون عنصرًا غير متفاعل نسبيًا، وهو يُستخدم في صناعة الإلكترونيات والخلايا الشمسية وإنتاج الزجاج والمواد الكيميائية ومنتجات العناية بالبشرة، وفي العديد من التطبيقات الأخرى.
المراجع
- ^ أ ب ت ث "silicon", britannica, Retrieved 9/10/2023. Edited.
- ^ أ ب ت "Silicon", rsc, Retrieved 9/10/2023. Edited.
- ^ أ ب ت ث [https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Inorganic_Chemistry/Supplemental_Modules_and_Websites_(Inorganic_Chemistry)/Descriptive_Chemistry/Elements_Organized_by_Block/2_p-Block_Elements/Group_14:_The_Carbon_Family/Z014_Chemistry_of_Silicon_(Z14) "Chemistry of Silicon (Z=14)"], chem.libretexts, Retrieved 9/10/2023. Edited.
