Sastav atoma silicija
Silicij (Si) je 14. element u periodnom sustavu i nalazi se u trećoj periodi IVA skupine. Njegov atomski broj je 14, što znači da se u jezgri silicija nalazi 14 protona. Ti protoni nose pozitivne naboje i okruženi su negativno nabijenim elektronima kako bi održali električnu neutralnost atoma. Elektronska konfiguracija atoma silicija je 2, 8, 4, odnosno postoje 2 elektrona u prvom sloju, 8 elektrona u drugom sloju i 4 elektrona u krajnjem vanjskom sloju. Ova konfiguracija elektrona omogućuje atomima silicija da izgube elektrone da postanu pozitivni ioni ili prihvate elektrone da postanu negativni ioni u kemijskim reakcijama. Stoga silicij ima određena metalna i nemetalna svojstva i naziva se polumetal ili poluvodički element.
Karakteristike atoma silicija
Svojstva poluvodiča: Budući da broj elektrona u najudaljenijem sloju silicija nije potpuno ispunjen (kao što su inertni plinovi) niti mu nedostaje samo jedan elektron (kao što su alkalni metali), on može provoditi električnu struju pod određenim uvjetima, ali njegova je vodljivost između vodiča i izolatori. To je ključni materijal za izradu poluvodičkih uređaja.
Visoka točka taljenja: Silicij ima vrlo visoku točku taljenja od oko 1414 stupnjeva, što ga čini stabilnim čak iu okruženjima visoke temperature.
Dobra kemijska stabilnost: Na sobnoj temperaturi, silicij ne reagira lako s većinom tvari, ali na visokim temperaturama ili kada reagira s određenim jakim oksidansima, kemijska svojstva silicija postaju relativno aktivna.
Fotovodljivost: silicij ima određenu sposobnost upijanja i provođenja svjetlosti, što je osnova optoelektroničkih uređaja na bazi silicija (kao što su solarne ćelije).
Postojanje molekula silicija
Iako silicij uglavnom postoji u obliku jedne tvari u prirodi, pod određenim specifičnim uvjetima, kao što su visoka temperatura i visoki tlak ili u specifičnim kemijskim reakcijama, atomi silicija mogu se spojiti u molekule silicija. Međutim, ove molekule silicija (kao što su Si₂, Si3, Si₄, itd.) nisu stabilne na sobnoj temperaturi i tlaku i nisu tako česte kao silicij (kristalni silicij). Osim toga, u organskoj kemiji, silicij se također može kombinirati s elementima kao što su ugljik i vodik u obliku organosilikonskih spojeva. Atomi silicija u tim spojevima povezani su s drugim atomima kovalentnim vezama i tvore složene molekularne strukture.