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Silicium ( Si )

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Description générale :  

Le silicium fut découvert en 1824 par J.J. Berzelius à Stockholm, en Suède.

C'est, après le carbone, l'élément le plus abondant de la terre, la répartition étant de 277.000 ppm. On le trouve généralement sous forme de silicate dans de nombreuses roches, argiles et terres. Le silicium est obtenu en réduisant la silice (le sable, SiO2) par le carbone. Une fusion en zone subséquente donne un élément plus pur pour des applications nécessitant un silicium de haute pureté (par exemple les semi-conducteurs), la pureté obtenue étant supérieure à 1:109. Le silicium existe sous deux formes allotropiques : le silicium brun est une poudre alors que le silicium cristallin (métallique) est gris et c'est ce dernier qui est le plus utilisé. En masse le silicium ne réagit pas à l'oxygène, à l'eau, aux acides (sauf à l'acide fluorhydrique) mais est soluble dans les bases chaudes.

Le silicium a de nombreuses applications dans diverses industries. Le silicium ultra-pur est utilisé, par exemple, dans l'industrie semi-conducteur du fait de ses caractéristiques semi-conductrices. Le silicium est également utilisé comme élément d'alliage dans certains alliages (le ferrosilicium, par exemple, un alliage de fer et de silicium qui est utilisé pour introduire du silicium dans l'acier et la fonte). On l'utilise également dans la fabrication du verre.

   

Caractéristiques atomiques

Distribution isotopique naturelle No. de masse %
28 92.23
29 4.67
30 3.10
Fonction de travail photo-électrique ( eV ) 4,2
Numéro atomique 14
Poids atomique ( amu ) 28,0855
Potentiel d'ionisation No. eV
1 8.15
2 16.3
3 33.5
4 45.1
5 167
6 205
Rayon atomique - Goldschmidt ( nm ) 0,117
Sect. efficace d'absorp. des neutrons therm. ( Barns ) 0,16
Structure de cristal Diamant
Structure électronique Ne 3s2 3p2
Valences indiquées 4

Caractéristiques mécaniques

Condition du matériau Polycristallin
Coefficient de Poisson 0,42
Dureté - Mohs 7,0
Module d'élasticité cubique ( GPa ) 100
Module de tension ( GPa ) 113

Caractéristiques physiques

Densité à 20C ( g cm-3 ) 2,34
Point d'ébullition ( C ) 2355
Point de fusion ( C ) 1410

Caractéristiques thermiques

Chaleur latente d'évaporation ( J g-1 ) 13700
Chaleur latente de fusion ( J g-1 ) 1650
Chaleur spécifique à 25C ( J K-1 kg-1 ) 703
Coefficient d'expansion thermique à 0-100C ( x10-6 K-1 ) 4,7-7,6
Conductivité thermique à 0-100C ( W m-1 K-1 ) 80-150

Caractéristiques électriques

EMF therm. sur Pt (froid 0C - chaud 100C) ( mV ) -41,56
Résistivité à 20C ( µOhmcm ) 23 x 101O

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