Silisyum

Silisyum yarı iletken bir elementtir.

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 Yarı iletken 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.

Silisyum Özellikleri

Saf haldeki silisyum elementi oldukça sert kristal yapılıdır ve rengi koyu gridir. Elmas kristallerine benzeyen kristallere sahiptir. Ayrıca bir çok bakından karbona benzer özelliklere sahiptir.

Silisyum Elementi Özellikleri Simgesi: Si

Erime noktası: 1414 °C Kaynama noktası: 3265 °C  Oda sıcaklığında katı haldedir.

Atom numarası: 14 (14 proton, 14 nötron, 14 elektron) Atom ağırlığı: 28,086 ( Bağıl atom kütlesi  yani izotoplarının ortalama kütlesi  28,086’tir.)

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.

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 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.

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.

SiCl4 + 2H2 → Si + 4HCl

Silisyum Nerelerde Kullanılır ?

Silisyum ya da silikon, kullanım alanı en geniş olan elementlerden biridir. Kum ve kil formu, beton ve tuğla yapımında kullanılır. Yüksek sıcaklıklarda çalışma koşullarına çok dayanıklı bir elementtir. Silikat formuysa, mine, emaye ve çanak-çömlek yapımında önemlidir.

Çeliğin bileşimine de katılır. Kusursuz Mekanik, optik, termal ve elektriksel özellikler taşıyan en ucuz madde olan kum halindeki silika, Camın da esas bileşenidir. Aşırı saf Silisyum, bor, galyum, fosfor ya da arsenik ile güçlendirildiğinde; Transistörler , güneş gözeleri ve doğrultucular gibi, Elektronik endüstrisinde büyük önem taşıyan aygıtların yapımında kullanılan silikon karışımları elde edilir. Elektronik mikroçiplerin yapımında yarıiletken olarak kullanılır. Diatomlar ve radyolaryalar gibi omurgasızların dış iskeletlerinin yapısına katılması nedeniyle de, yaşamsal önem taşımaktadır.

Bu dış iskeletler, daha sonra dibe çökerek, çeşitli kayaçların yapısına katılır. Bitkilerin ve insan iskeletinin yapısında da silisyum bulunur. Silikon karbid (SiC), bilinen en sert maddelerden biridir.