Silisyum

Vikipedi, özgür ansiklopedi

Silisyum, yeryüzünde en çok bulunan elementlerden bir tanesidir. Yarıiletken özelliğe sahip oluşu ve doğada çok bulunması, transistör, diyot ve hafızalarda kullanılabilmesinin pratik oluşu, entegre devrelerin ve bilgisayarların silisyum teknolojisi üzerine inşa edilmesini sağlamıştır. Bugün, "Silikon Vadisi" denilen dev endüstrinin adı bir silisyum bileşiği olan silikondan gelmektedir.

Atom numarası (proton sayısı) 14'tür. "Si" simgesi ile gösterilir. Oda sıcaklığında katı haldedir. 4A grubunda 2. periyotta bulunur. Nötr haldeki elektron dizilimi ilk katmanda 2, ikinci katmanda 8, üçüncü katmanda 4'tür. Kararlı yapıya sahip değildir (nötr halde). Yoğunluğu 2,33 g/cm³'dür. Bağıl atom kütlesi (izotoplarının ortalama kütlesi) 28,0855'tir. Kararlı hale geçerken aldığı yükler nedeniyle ve ayrıca doğada çok bulunduğu için yakın gelecekte tıpkı karbon selektörleri olduğu gibi silisyum selektörleri de olacağı tahmin edilmektedir.

Camın ana maddesi kum olarak bilinir. Bunun sebebi camın asıl hammaddesi olan silisyumun kumda özellikle de deniz kumunda çok bulunmasıdır.

Silisyumun ilk keşfi 1824 yılında Berzelius tarafından gerçekleştirilmiştir.

Silisyum doğada siliksat asidi (mSiO2.nH2O) ve tuzları halinde bulunur. Yerkabuğunun yaklaşık %25.7 si bu elementten oluşur. Oksijenden sonra bileşikleri halinde en fazla bulunan elementtir. Silisyum oksit (SiO2) doğada kum ve kuartz şeklinde bulunur.

Silisyumun iki tane allotropu vardır. Bunlardan birincisi saf kristal silisyumdur. Saydam olmayan koyu gri renkli, parlak sert ve kırılgan olup örgü yapısı elmasa benzer. Diğeri ise amorf silisyumdur. Koyu kahve renkli olup tane büyüklüğü nedeni ile kristal silisyumdan ayırt edilebilir. Kolay reaksiyon verir.

Saf olarak silisyum eldesi, silisyum oksidin kok kömürü (grafit) ile elektrikli fırında indirgenmesi sonucunda gerçekleşir. Gerekenden daha fazla karbon kullanılırsa silisyum karbür (SiC) oluşur.

[değiştir] silisyum yarıiletkendir

SiO₂ + 2C → Si + 2CO

Silisyum klorür (SiCl₄) önce fraksiyonlu destilasyon yöntemi ile saflaştırılır. Daha sonra hidrojen ile indirgenir. Bu şekilde çok saf silisyum elde edilir.

Silisyum yarıiletken bir elementtir.

SiCl₄ + 2H₂ → Si + 4HCl

SİLİSYUM İngilizce’ de ’’silicon’’ diye adlandırılır. Sembolü (Sİ) olan önemli bir ametal elementtir. Yıldızlarda, meteorlarda da ha çok bulunan silisyum dünya kabuğunun yüzde 27,6 gibi büyük bir kısmını meydana getirir. Dünyada bulunan elementler içinde oksijenden sonra ikinci sırayı alır. Hayvan iskeletlerinde, bitki dokularında, denizlerde yaşayan diatomların hücrelerinin duvar yapılılarında da bulunur. Normal olarak tabiatta serbest olarak bulunmaz. İlk olarak 1826 senesinde isveçli kimyager Jakop Berzelius tarafından element olduğu fark edilmiştir.

SİLİSYUMUN ÖZELLİKLERİ Silisyumun bazı özellikleri metallere benzer, ancak genel olarak metal karakterlerinde değildir ve metaloid olarak bilinen maddelerden biridir. Silisyumun rengi gri ve siyahtir. Çok sert bir elementtir, kristal yapısı elması andırır. Oda sıcaklığında kararlı ve inerttir.Isıtılınca giderek reaktiflesir. Halojenlerle (Fluor ve iyot gibi) halojenür bileşiklerini verir. Magnezyum ve diğer metallerle silikatları oluşturur. Silisyumun en önemli özelliği yarı iletken olmasıdır. Yarı iletkenler, iletkenlikleri yalıtkanla iletken arasında olan maddelerdir. Elektrik devrelerinde silisyumun yarı iletkenliğinden çok yararlanilir. Peryodik tabloda Grup IV A da yer alır. Atom numarası 14 atom ağırlığı 28,086 olup, kristal heykelden siyahtan geriye değişen renge sahip kırılgan sert bir yapıdadır. Yoğunluğu 2,33 g/cm3 ve Mohs skalasına göre 7 sertliktedir. Silisyum 1410 C erir ve 2355 C de kaynar. Elektriği iletme özelliği zayıf (az) olup ısınınca az genleşir. Şebeke yapısı elmasınkine benzer. Tabiatta kararlı üç izotopu vardır. Bileşiklerinde 4+değerlikli olabilir. Reaktif element değildir. Silisyum suda çözünmez hidroflorik asitten başka hiçbir asit etki etmez. Halojenlerle ve alkalilerle reaksiyona girer. Hidrojene ilgisi zayıftır. Oksijen ile 400 C de, azot ile de 1400 C de reaksiyona girer

Silisyumun kristal yapısı ve kübik yapısı bakımından elmasa benzerlik gösterir.Her köşede ve kübün her yüzünün ortasında bir atom bulunur.Böyle bir atom bağının yapısı dört kenarlıdır.Her atom buraya bağlanmış dört atomun belirlediği dörtgen yüzeyinin ortasında bulunur.Kübün kenarları bir koordinat sistem ağı kurarlar,bu da kristalin iç yönünü belirlemeyi sağlarlar.

SİLİSYUMUN ELDE EDİLİŞİ Saf silisyum, 300 kilovatlık elektrik fırınında kok ile silisyum dioksidin (SİO2) kızdırılması ile elde edilir. Ayrıca SİO2`in karpit (CaC2) veya alüminyum (Al) ile indirgenmesinden de silisyum elde edilir. Silisyumun elektrik sanayiinde önemi büyüktür. Saf silisyum, bor, galyum, fosfor ve arsenik ile doyurularak transistör, diyod ve diğer yarı iletkenlerin imalinde kullanılır. Yüzde (%) 15 silisyum ihtiva eden çelik alaşımlarından aside dayanıklı kaplar yapılır. Silikon, silisyum çeşitli bileşiklerine verilen addır. Bu bileşiklerde silisyum, oksijen köprüleri ile birbirine bağlanır. Silikon bileşikler çok değişik özellikler gösterirler. KULLANILMA ALANLARI Silisyumun elektrik sanayiinde önemi büyüktür. Saf silisyum, bor, galyum, fosfor ve arsenik ile doyurularak transistör, diyot ve diğer yarı iletkenlerin imalinde kullanılır. Metalurjide indirgeyici, çelik, pirinç ve bronz üretiminde alaşım elemanı olarak istifade edilir. %(yüzde)15 silisyum ihtiva eden çelik alaşımı , aside dayanıklı kapların imalinde kullanılır. Endüstriyel öneme sahip silikonlar ; silisyum, oksijen, karbon ve hidrojenden sentetik olarak üretilen organosilisyum oksitlerdir. Yüksek sıcaklıklara dayanıklı ve inert olduklarından yağlayıcılarda, hidrolik sıvılarında, su geçirmeyen malzemede, vernik ve emayelerde kullanılırlar.

Yukarıda silikatların sınıflandırılışı gösterilmiştir:(a)basit tatrahedron,Oksijen ve silisyumun boyutları yanıltıcıdır.Çünkü aslında oksijen silisyumunkinden dört kat büyük çapa sahiptir.(b)Tetrahedronlar bir tepe vasıtasıyla çift bağlanabilirler.Bu şekil kalaminde vardır.(c,d,e)Siklo silikatlardaki tetrahedron birleşmeleri,böyle bir bağlantının örneğidir.(f)İnosilikatlard