Структура и свойства кремния что составляет этот химический элемент (3 видео)

Кремний – химический элемент периодической системы Менделеева, обладающий атомным номером 14 и обозначением Si. Он является вторым по распространенности элементом на Земле после кислорода и составляет значительную часть ее земной коры. Кремний имеет атомную массу около 28 г/моль и обладает множеством уникальных структурных и химических свойств.

Основная структура кремния – кристаллическая решетка. Он образует кристаллы в виде атомных слоев, которые упорядочены в трехмерной решетке. Каждый атом кремния соединен с четырьмя ближайшими атомами через ковалентные связи. Эта структура делает кремний очень прочным, стабильным и хорошим проводником электричества.

Кремний хорошо известен своими полупроводниковыми свойствами. Полупроводники – это материалы, способные проводить электричество только при определенных условиях. Кремниевые полупроводники широко используются в электронике, особенно в производстве микросхем.

Кремний имеет высокую теплопроводность, химическую устойчивость и способность образовывать множество сплавов с другими элементами, что делает его важным материалом в различных отраслях промышленности.

Содержание

Структура кремния: строение атома и кристаллическая решетка
Строение атома кремния
Электронная оболочка кремния
Ядро атома кремния
Кристаллическая решетка кремния
Однородная кристаллическая структура кремния
📹 Видео

Видео:Характеристика элемента по положению в Периодической системе и строению атома. 1 часть. 8 класс.Скачать

Структура кремния: строение атома и кристаллическая решетка

Атом кремния состоит из ядра, в котором находятся 14 протонов и 14 нейтронов. Вокруг ядра находятся электроны, движущиеся по энергетическим уровням. Кремний имеет 4 валентных электрона, что означает, что на его внешнем энергетическом уровне находится 4 электрона, доступных для образования химических связей.

Структура кремния может быть представлена кристаллической решеткой. Кремний образует кристаллы, в которых атомы кремния упорядочены в регулярной структуре. Кристаллическая решетка кремния состоит из бесконечно повторяющихся элементов, называемых элементарными ячейками. Каждая элементарная ячейка содержит 8 атомов кремния, расположенных на вершинах куба.

Кристаллическая решетка кремния обладает такими свойствами, как жесткость, прочность и теплопроводность. Эти свойства делают кремний полезным материалом во многих сферах, включая электронику, солнечную энергию и полупроводниковую промышленность.

Свойство	Значение
Атомный номер	14
Обозначение	Si
Количество протонов	14
Количество нейтронов	14
Количество валентных электронов	4

Видео:СТРОЕНИЕ АТОМА ХИМИЯ 8 класс // Подготовка к ЕГЭ по Химии - INTENSIVСкачать

Строение атома кремния

На внутреннем энергетическом уровне расположен всего 2 электрона, а на внешнем — 4. Это делает кремний сходным с углеродом и германием, которые тоже имеют 4 электрона на внешнем уровне и являются соседями кремния в периодической системе.

Очень важно отметить, что внешний энергетический уровень кремния не заполнен полностью, что означает, что атом может принимать или отдавать электроны, образуя положительные или отрицательные ионы. Именно это свойство делает кремний полупроводником и основой для создания различных электронных устройств.

Электронная оболочка кремния

Кремний имеет valence-образуюций уровень электрона (уровень с наиболее высокой энергией), который является L-уровнем. В нем находятся 4 электрона, что делает его валентность равной 4. Валентные электроны в электронной оболочке кремния отвечают за его химические свойства и реактивность.

Ядро атома кремния

Кремний имеет атомный номер 14, что означает, что в его ядре находится 14 протонов. Это число определяет его положение в периодической системе элементов и его химические свойства.

Ядро кремния также содержит нейтроны, которые несут на себе лишь массу, но не имеют электрического заряда. Их количество может варьироваться, и это влияет на изотопы кремния.

Количество протонов и нейтронов в ядре определяет его массовое число, которое для кремния равно приблизительно 28. Это число указывает на общую массу ядра кремния в атомных единицах массы.

Таким образом, ядро атома кремния играет важную роль в его структуре и определяет его основные физические и химические свойства.

Видео:Кремний. Химия – простоСкачать

Кристаллическая решетка кремния

Кристаллическая решетка кремния представляет собой трехмерную структуру, которая состоит из атомов кремния, упорядоченных в определенном порядке. Каждый атом кремния образует четыре ковалентные связи с соседними атомами, что делает кремний устойчивым и прочным материалом.

Кристаллическая решетка кремния может быть описана как сеть тетраэдров, где каждый атом кремния располагается в вершинах тетраэдра, а его четыре связи направлены к другим атомам кремния. Эта структура обладает высокой степенью устойчивости и упругости.

Благодаря своей кристаллической решетке, кремний обладает такими важными свойствами, как высокая температура плавления (1414 °C), химическая инертность и стабильность в различных условиях. Кристаллическая решетка кремния также позволяет ему быть полупроводником при комнатной температуре, что делает его важным материалом для производства полупроводниковых приборов, таких как транзисторы и солнечные батареи.

Изучение структуры и свойств кремния, включая его кристаллическую решетку, является важным фактором для понимания его возможностей и применений в различных областях науки и технологии.

Однородная кристаллическая структура кремния

Кристаллическая структура кремния базируется на кристаллической решетке типа алмазной, которая состоит из атомов кремния, расположенных в узлах решетки. Эта структура образована чередующимися связями ковалентного типа между атомами кремния и окружающими их атомами кислорода.

Кристаллическая структура обеспечивает кремнию его фундаментальное свойство – полупроводимость. Благодаря особенностям расположения атомов в решетке, кремний способен проводить электрический ток только при наличии дополнительных носителей заряда. В чистом виде кремний является полупроводником, однако путем добавления примесей можно изменять его проводимость и создавать разнообразные электронные приборы и схемы.

Однородная кристаллическая структура кремния также обеспечивает ему высокую устойчивость и прочность. Кристаллический решетка позволяет атомам кремния быть связанными между собой в кристалле, что способствует образованию прочной и устойчивой структуры.

Таким образом, однородная кристаллическая структура кремния играет ключевую роль в его свойствах и позволяет использовать этот элемент в различных областях, включая электронику, солнечные элементы, полупроводники и другие технологии.