Silisyum Elementi
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.
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
