السليكون:

السيليكون، إحدى العناصر الكيميائية، رمزه Si وعدده الذري 14. ويصنف السليكون من أشباه الفلزات وهو رباعي التكافؤ، وأقل نشاطًا كيميائيًا من نظيره الهيكلي الكربون، اللا فلز الذي يقع فوقه في الجدول الدوري، ولكنه أكثر نشاطًا من الجرمانيوم شبه الفلز الذي يقع تحته في الجدول.

يوجد خلاف حول تاريخ اكتشافه للمرة الأولى في التاريخ؛ لكن تم تحضيره وتنقيته للمرة الأولى عام 1823. في 1808، أطلق عليه اسم سليكيوم (باللاتينية: silex، وتعني الحجر الصلب أو الصوان) مع وجود اللاحقة يوم اللاتينية في نهاية أسماء العناصر.

السليكون هو ثامن عنصر شائع في الكون حسب الوفرة، ولكن من النادر وجوده نقيًا في الطبيعة. وكثيرًا ما يكون مختلطًا بالغبار والرمال في الكويكبات والكواكب بعدة صور من ثاني أكسيد السيليكون والسيليكات. تتألف حوالي 90% من القشرة الأرضية من معادن السيليكات، مما يجعل السليكون ثاني أكثر عنصر متوفر في القشرة الأرضية (حوالي 28% حسب الوفرة) بعد الأكسجين.

يستعمل أغلب السليكون تجاريًا دون أن ينفصل، بل أحيانًا بمعالجة بعض المركبات من الطبيعة. وهذه الاستخدامات تتضمن الاستخدام البنائي الصناعي المباشر للصلصال والرمل والصخور. تستخدم السيليكا في الخزف اللبن.

كما تستخدم السليكات في الأسمنت البورتلاندي والملاط وزخرف مجصص، وعندما يخلط برمل السليكا بالحصى، لصناعة الخرسانة. والسليكات هي سلعة خزفية بيضاء مثل البورسلان، وفي زجاج الجير الصودي التقليدي المروي. ويوجد المزيد من مركبات السليكون الحديثة مثل كربيد السليكون موادًا كاشطة وخزف عالي الجودة. السليكون هو أساس البولميرات السليكونية الموجودة في كل مكان المسماة بالسيليكونات.

ولعنصر السليكون تأثير كبير على اقتصاد العالم الجديد. على الرغم أن السليكون الحر يستعمل لتنقية الصلب والألومنيوم المسكوب والصناعات الكيميائية الدقيقة (غالبًا ما يشارك في صنع فوميد سيليكا)، ويستعمل أيضًا أجزاء صغيرة من السليكون النقي في إلكترونيات شبه الموصلات (أكثر من 10%). بسبب الاستخدام الواسع للسليكون في الدوائر المتكاملة التي هي أساس الحواسيب والهواتف المحمولة وجميع الأجهزة الإلكترنية، لذا فإن كمية كبيرة من التكنولوجيا تعتمد عليه.

ويعتبر لسليكون عنصر أساسي في الأحياء، برغم أن الحيوانات تحتاج منه كميات قليلة.[5] مع ذلك، فإن العديد من الإسفجنيات والكائنات الحية الدقيقة مثل الدياتومات تحتاج السليكون لكي تصنع بنيتها. السليكون مهم أكثر لأيض النباتات، وخاصة النجيلة.

الخصائص الفيزيائية

السليكون صلب في درجة حرارة الغرفة، ودرجة انصهاره وغليانه النسبيتين 1414° و3265° درجة مئوية على الترتيب. كثافته أكبر في حالته السائلة عن حالته الصلبة. السليكون لا ينكمش حينما يتجمد كمعظم المواد بل يتمدد، متماثلاً مع الثلج كيفما يكون أقل كثافة من الماء. بقدرة نقل حرارة نسبية عالية تصل إلى 149 W·m−1·K−1، فإن السليكون موصل جيد للحرارة ونتيجة لذلك فإنه لا يستعمل غالبًا لعزل الأشياء الساخنة.في الشكل البلوري، يتلون السليكون باللون البرونزي وله بريق معدني. 

وكالجرمانيوم، السليكون قوي نوعًا ما وهش للغاية وعرضة للتقطيع. ومثل الكربون والجرمانيوم، فالسليكون يتبلور في شكل بنية بلورية ذات شكل مكعب ماسي، بوجود مسافات بينية تقدر بحوالي 0.5430710 نانومتر (5.430710 أنغستروم).

لمدار الذري الخارجي للسليكون، مثل الكربون، لديه 4 إلكترونات تكافؤية. المدرات الفرعية 1s و2s و2p و3s مكتملة إلكتروناتها في حين أن المدار الفرعي 3p يتشبع بإلكترونين وبإمكانه التشبع بأربعة آخرين.السليكون عنصر شبه موصل. لديه معدل عكسي لدرجة حرارة المقاومة، لأن عدد الشحنات التي يحملها يزداد بالحرارة. المقاومة الكهربية لبلورة مفردة من السليكون تتغير بشكل ملحوظ بفعل الضغط الميكانيكي بفضل تأثير المقاومة الانضغاطية.

الخصائص الكيميائية

السليكون من عناصر أشباه الفلزات، ويشارك أو يساهم بسهولة إلكتروناته الأربعة الخارجية، مما يجعله يكون الكثير من الروابط الكيميائية. ومثل الكربون، فإنه يكون عادةً أربع روابط. وعلى عكس الكربون، يمكنه القبول بإلكترونات إضافية وتكوين خمس أو ست روابط وأحيانًا يشكل سليكات قابلة للتغيير (غير مستقرة).

السليكون رباعي التكافؤ خامل نسبيًا، لكنه يتفاعل مع الهالوجينات ويخفف القلويات، ولكن لم يُعرف لأغلب الأحماض أي تأثير عليه (ما عدا بعض المركبات مفرطة تفاعليتها مثل حمض النتريك وحمض الهيدروفلوريك). ومع ذلك، فإن امتلاكه لأربعة إلكترونات تكافؤ، تتيح له مثل الكربون فرص كثيرة للاتحاد مع عناصر أخرى أو مركبات في الظروف المناسبة.

المراجع

areq.net

التصانيف

معلومات عامة  العلوم   السيلكون   العلوم البحتة