عنصر سیلیکون

سیلیکون عنصری بوده که به وفور در دسترس می‏باشد و ویژگی‏های یک نیمه هادی را دارد.
عنصر سیلیکون یک ماده‏ی شبه فلز می‏باشد. این بدین معنی است که آن‏ها خواص ‏بین فلزات و نیمه فلزات را دارا می‏باشند. برخی مواقع، آن‏ها به عنوان نیمه فلزات نامیده می‏شوند. این عنصر از کلمه‏ی لاتین سیلیکوم مشتق شده است. سیلیکون برای اولین بار در سال 1787 توسط پدر شیمی مدرن، آنتونی لاوازیه کشف شد.
این عنصر تقریبا یک چهارم پوسته‏ی زمین را تشکیل می‏دهد. با وجود فراوانی آن بر روی سطح زمین، این عنصر به ندرت در حالت عنصر آزاد وجود دارد. این عنصر اغلب در مواد معدنی مختلف مانند سیلیکون دی اکسید یا سیلیکا و سیلیکات‏ها در دسترس می‏باشد. سنگ چخماق، کوارتز، یاقوت و عقیق دارای مقدار کمی مواد معدنی حاوی سیلیکا هستند. پیروکسن، میکا و فلدسپات برخی از مواد معدنی سیلیکاته ی مهم می‏باشند. ما می‏توانیم این مواد معدنی را از تخته سنگ‏هایی مانند گرانیت و در ماسه و رس به دست آوریم.

سیلیکا در شکل کریستالی یافت می‏شود. فرم خالص این عنصر خاکستری رنگ با درخشش فلزی می‏باشد. برخی از خواص سیلیکون مانند شیشه می‏باشد. این عنصر ماهیت قوی و در عین حال شکننده دارد.
از نظر شیمیایی، این عنصر توسط نماد Si مشخص می‏شود. عدد اتمی آن 14 و وزن اتمی آن 08/28 می‏باشد. چهار ظرفیتی بوده و حاوی چهار الکترون در بیرونی‏ترین لایه‏ی خود می‏باشد. سیلیکون از نظر شیمیایی عنصری با واکنش‏پذیری بالا نمی‏باشد. این ماده با اکثر ترکیبات اسیدی واکنش نمی‏دهد. با این حال، با ترکیبات قلیایی رقیق و هالوژن‏ها واکنش می‏دهد. به واسطه‏ی حضور چهار الکترون در لایه‏ی بیرونی آن، قادر به پیوند با برخی عناصر و ترکیبات دیگر تحت شرایط خاص می‏باشد.

هنگامی که سیلیکون با برخی عناصر فلزی مانند منیزیم واکنش می‏دهد، منیزیم سیلیسید تشکیل می‏شود، که ترکیبی با واکنش‏پذیری بالا می‏باشد. در واکنش با کربن، سیلیکون کاربید (SiC) تولید شده که ماده‏ای ساینده با نقطه‏ی ذوب بالا می‏باشد. سیلان (SiH4) به واسطه‏ی واکنش هیدروژن و سیلیکون تشکیل شده و این ترکیب بسیار قابل اشتعال می‏باشد. سیلیکون دی اکسید یکی از چنین ترکیباتی بوده که در انواعی از اشکال کریستالی یافت می‏شود.

سیلیکون به طور گسترده‏ای به منظور ایجاد آلیاژهای سیلیکون – آلومینیوم مورد استفاده قرار گرفته که در صنعت خودرو کاربرد دارد. این ماده به عنوان یک جزء از فولاد الکتریکی به منظور تغییر مقاومت الکتریکی آن و خواص مغناطیسی مورد استفاده قرار می‏گیرد. هنگامی که به آهن مذاب اضافه می‏شود، به بهبود کیفیت و عملکرد آهن کمک می‏کند. ترکیباتی مانند سیلیکا و سیلیکات در صنعت شیشه، سرامیک و سیمان مورد استفاده قرار می‏گیرند.
این عنصر در تهیه‏ی سیلیکون‏ها، یک ترکیب ساخته شده از پیوندهای سیلیکون – اکسیژن و سیلیکون – کربن مورد استفاده قرار می‏گیرد. این ترکیب قادر به تشکیل پلیمرها بوده و به آب غیر قابل نفوذ می‏باشد. سیلیکون دارای مصارف متعددی از جمله تیمارهای ضد آب، ایجاد مهر و موم مکانیکی، گریس‏های با دمای بالا، واکس‏ها و غیره می‏باشند.
این عنصر در خالص‏ترین فرم خود، یک عنصر باارزش در صنعت نیمه هادی می‏باشد. سیلیکون به دلیل اینکه می‏تواند خواص نیمه هادی را حتی در دمای خیلی بالا برخلاف عناصر دیگر مانند گرانیوم حفظ کند، بسیار محبوب می‏باشد. این ترکیب برای ساخت برش‏های نازک از ویفرهای سیلیکا که در تجهیزات الکترونیکی مورد نیاز است نیز استفاده می‏شود. سیلیکون با خلوص بالا اغلب با عناصر خاصی به منظور تنظیم هدایت الکتریکی آن ترکیب می‏شود. این نوع از تنظیم در سلول‏های خورشیدی، ترانزیستورها، مدارهای مجتمع یا ریزتراشه‏ها، میکروپروسسورها و چند دستگاه نیمه هادی دیگر مورد استفاده در مواد الکترونیکی مورد نیاز می‏باشد.
سیلیکون یا ترکیبات آن هیچ گونه اثرات مضر عمده‏ای بر روی گیاهان، حیوانات و محیط زیست ندارند و این عنصر یک عنصر مهم در متابولیسم انواع خاصی از چمن‏ها می‏باشد.