Silicium (Si)
| Numéro atomique | 14 |
|---|---|
| Masse atomique | 28.085 u |
| Catégorie | Métalloïde |
| Config. électronique | [Ne] 3s² 3p² |
| Apparence | cristallin, réfléchissant, aux faces teintées de bleu |
| Densité (CNTP) | 2330 g/L |
| Point de fusion | 1687 K |
| Point d'ébullition | 3538 K |
| Électronégativité | 1.9 (Pauling) |
| Énergie d'ionisation | 786.5 kJ/mol |
| Rayon atomique | 110 pm |
| Structure cristalline | Empilement tétraédrique |
| Découvert par | Jöns Jacob Berzelius (1824) |
Brève introduction
Le silicium (Si) est un métalloïde cristallin dur et cassant, à l'éclat métallique gris-bleu. C'est le deuxième élément le plus abondant de la croûte terrestre et le fondement de l'électronique et de l'informatique modernes. Voici les points clés concernant le silicium (Si):
Utilisations: Domine l'industrie des semi-conducteurs (puces électroniques, cellules solaires, transistors) ; utilisé dans les polymères de silicone (lubrifiants, mastics, implants médicaux), la production de verre et de céramiques, et dans les alliages d'aluminium et d'acier. Le silicium de haute pureté est essentiel au photovoltaïque.
Production/Extraction: Produit par réduction du quartz (SiO₂) par le carbone dans des fours à arc électrique pour obtenir du silicium de qualité métallurgique. Il est ensuite raffiné par purification chimique (procédé Siemens) ou par fusion de zone pour les applications semi-conductrices et solaires exigeant une pureté extrême (99,9999999 % et plus).
Histoire: Identifié comme élément par Jöns Jacob Berzelius en 1824, bien qu'isolé pour la première fois par Humphry Davy en 1800. Son nom vient du latin « silex » (silex). La révolution du transistor (1947) et l'invention du circuit intégré (1958) ont fait du silicium le fondement de l'ère numérique.
Effets sur la santé & sécurité: La poussière de silicium (en particulier la silice cristalline) provoque la silicose, une grave maladie pulmonaire liée à l'exposition professionnelle. Le silicium élémentaire est non toxique. Le silicium est essentiel à certains organismes (diatomées, éponges) et joue peut-être un rôle dans la santé osseuse humaine.
Prix/Marché: Le silicium de qualité métallurgique est relativement bon marché ; le silicium de qualité semi-conducteur et solaire atteint des prix élevés. Le marché est porté par l'électronique et les énergies renouvelables.
Propriétés: Propriétés semi-conductrices (conductivité intermédiaire entre les métaux et les isolants), quatre électrons de valence permettant des liaisons variées, cassant à température ambiante, forme de fortes liaisons covalentes, et existe sous formes amorphe et cristalline.
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