Silikon – Silicon (14-Si) – Tabel Periodik – Unsur Kimia

Silikon – Silicon (14Si)

Nama IndonesiaSilikon
Nama Inggris / Nama lainSilicon
Lambang AtomSi
Nomor Atom14
PenemuJons Jacob B.
Tahun Penemu1824
Negara PenemuSwedia
Massa Atom Relatif28,08555
Bilangan Oksidasi2 dan 4
Konfigurasi Elektron[Ne]3s22p2
Titik Didih2.630 K
Titik Lebur1.638 K
Massa Jenis2,33 g/cm3
Struktur Kristalfcc
Elektronegativitas1,90
Radius Atom1,32 Aº
Volume Atom12,1 cm3/mol
Radius Kovalensi1,11 Aº
Entalpi Penguapan359 kJ/mol
Entalpi Pembentukan50,2 kJ/mol
Konduktivitas Listrik4 x 10-4 x 106 ohm-1 cm-1
Konduktivitas Panas148 Wm-1K-1
Potensial Inonisasi8,151 V
Kapasitas Panas0,70 Jg-1K-1
WarnaAbu – abu tua
Periode3
GolonganIVA
Nama GolonganKarbon
WujudPadat
Jenis UnsurLogam
Asal UnsurUnsur alam
ManfaatBahan pembuat rangkaian terintegrasi (IC), transistor, sel surya, dan bahan pemoles

Silikon – Silicon (14Si)

Silikon adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14. Senyawa yang dibentuk bersifat paramagnetik. Unsur kimia ini ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius. Silikon merupakan unsur metaloid tetravalensi, bersifat lebih tidak reaktif daripada karbon (unsur nonlogam yang tepat berada di atasnya pada tabel periodik, tetapi lebih reaktif daripada germanium, metaloid yang berada persis di bawahnya pada tabel periodik. Kontroversi mengenai sifat-sifat silikon bermula sejak penemuannya: silikon pertama kali dibuat dalam bentuk murninya pada tahun 1824 dengan nama silisium (dari kata bahasa Latin: silicis), dengan akhiran -ium yang berarti logam. Meski begitu, pada tahun 1831, namanya diganti menjadi silikon karena sifat-sifat fisiknya lebih mirip dengan karbon dan boron.

Sejarah Singkat

Silika (SiO2) dalam bentuk batu api yang tajam adalah salah satu alat pertama yang dibuat oleh manusia. Peradaban kuno menggunakan bentuk lain dari silika seperti kristal batu, dan tahu bagaimana mengubah pasir menjadi kaca. Mempertimbangkan kelimpahan silikon, agak mengejutkan bahwa itu membangkitkan sedikit rasa ingin tahu di kalangan ahli kimia awal.

Upaya untuk mengurangi silika ke komponennya dengan elektrolisis telah gagal. Pada tahun 1811, Joseph Gay Lussac dan Louis Jacques Thénard bereaksi silikon tetraklorida dengan logam kalium dan menghasilkan beberapa bentuk silikon yang sangat tidak murni. Penghargaan untuk menemukan silikon benar-benar jatuh ke ahli kimia Swedia Jöns Jacob Berzelius dari Stockholm yang, pada tahun 1824, memperoleh silikon dengan memanaskan kalium fluorosilikat dengan kalium. Produk tersebut terkontaminasi dengan kalium silisida, tetapi ia menghilangkannya dengan mengaduknya dengan air, yang bereaksi, dan dengan demikian memperoleh bubuk silikon yang relatif murni.

SiliconCroda.jpg
Silicon Spectra.jpg

Garis spektrum silikon

Quartz crystal cluster dari Tibet. Mineral alami ini mempunyai rumus kimia SiO2

Tekanan uap

P (Pa)1101001 k10 k100 k
at T (K)190821022339263630213537

P= Suhu (Pascal); T= Suhu (Kelvin)

Isotop silikon terstabil
Iso­topKelim­pahanWaktu paruh (t1/2)Moda peluruhanPro­duk
28Si92.23%28Si stabil dengan 14 neutron
29Si4.67%29Si stabil dengan 15 neutron
30Si3.1%30Si stabil dengan 16 neutron
32Sisisa170 yβ32P

Karakteristik (Fisik)

Silikon berbentuk padat pada suhu ruangan, dengan titik lebur dan titik didih masing-masing 1.400 dan 2.800 derajat celsius. Yang menarik, silikon mempunyai massa jenis yang lebih besar ketika dalam bentuk cair dibanding dalam bentuk padatannya. Tapi seperti kebanyakan substansi lainnya, silikon tidak akan bercampur ketika dalam fase padatnya, tetapi hanya meluas, sama seperti es yang memiliki massa jenis lebih kecil daripada air. Karena mempunyai konduktivitas thermal yang tinggi (149 W·m−1·K−1), silikon bersifat mengalirkan panas sehingga tidak pernah dipakai untuk menginsulasi benda panas.

Dalam bentuk kristalnya, silikon murni berwarna abu-abu metalik. Seperti germanium, silikon agak kuat tetapi sangat rapuh dan mudah mengelupas. Seperti karbon dan germanium, silikon mengkristal dalam struktur kristal kubus berlian, dengan jarak kisi 0,5430710 nm (5.430710 Å).

Orbital elektron terluar dari silikon mempunyai 4 elektron valensi. Kulit atom 1s,2s,2p, dan 3s terisi penuh, sedangkan kulit atom 3p hanya terisi 2 dari jumlah maksimumnya 6.

Silikon bersifat semikonduktor.

Karakteristik (Kimia)

Silikon merupakan metaloid, siap untuk memberikan atau berbagi 4 atom terluarnya, sehingga memungkinkan banyak ikatan kimia. Meski silikon bersifat relatif inert seperti karbon, silikon masih dapat bereaksi dengan halogen dan alkali encer. Kebanyakan asam (kecuali asam nitrat dan asam hidrofluorat) tidak bereaksi dengan silikon. Silikon dengan 4 elektron valensinya mempunyai kemungkinan untuk bergabung dengan elemen atau senyawa kimia lainnya pada kondisi yang sesuai.

Penggunaan

Silikon adalah salah satu elemen paling berguna bagi umat manusia. Sebagian besar digunakan untuk membuat paduan termasuk aluminium-silikon dan ferro-silikon (besi-silikon). Ini digunakan untuk membuat pelat dinamo dan transformator, blok mesin, kepala silinder dan peralatan mesin dan untuk mendeoksidasi baja.

Silikon juga digunakan untuk membuat silikon. Ini adalah polimer silikon-oksigen dengan gugus metil terpasang. Minyak silikon adalah pelumas dan ditambahkan ke beberapa kosmetik dan kondisioner rambut. Karet silikon digunakan sebagai penutup anti air di kamar mandi dan di sekitar jendela, pipa dan atap.

Silikon elemen digunakan secara luas sebagai semikonduktor dalam perangkat solid-state di industri komputer dan mikroelektronika. Untuk ini, silikon hyperpure diperlukan. Silikon secara selektif didoping dengan sejumlah kecil boron, galium, fosfor atau arsenik untuk mengendalikan sifat kelistrikannya.

Granit dan sebagian besar batuan lainnya adalah silikat kompleks, dan ini digunakan untuk proyek teknik sipil. Pasir (silikon dioksida atau silika) dan tanah liat (aluminium silikat) digunakan untuk membuat beton dan semen. Pasir juga merupakan bahan utama gelas, yang memiliki ribuan kegunaan. Silikon, sebagai silikat, hadir dalam keramik, enamel dan keramik bersuhu tinggi.

Silikon karbida adalah abrasive yang penting dan juga digunakan pada laser.

Ingot silikon monokristalin didapatkan dari proses Czochralski

Wafer silikon

Bubuk Silikon

Kegunaan (Senyawa)

Sebagian besar senyawa silikon digunakan di industri tanpa dipisahkan menjadi elemennya. Lebih dari 90% kerak bumi terdiri dari mineral silikat yang merupakan senyawa silikon dan oksigen. Banyak dari mineral ini digunakan langsung, seperti tanah liat, pasir silika, dan berbagai jenis batuan untuk bangunan. Silika juga menjadi bahan utama batu keramik. Silikat digunakan dalam pembuatan semen Portland yang digabung dengan pasir silika dan gravel untuk membentuk beton, basis hampir semua bangunan industri modern saat ini

Kegunaan (Logam Paduan)

Elemen silikon ditambahkan pada besi cor menjadi ferrosilikon atau silikokalsium untuk meningkatkan kemampuan pada bagian yang tipis dan menghindari pembentukan sementit ketika terkena udara luar. Produksi ferrosilikon pada industri baja adalah 80% dari total penggunaan silikon dunia.

Karakteristik silikon itu sendiri dapat digunakan untuk memodifikasi paduan logam. Campuran silikon pada alumnium cor membentuk campuran eutektik yang memadat dengan kontraksi termal sangat kecil. Silikon juga meningkatkan kekerasan aluminium. Silikon merupakan komponen penting pada baja listrik karena mempengaruhi resistivitas dan feromagnetiknya.

Silikon metallurgical grade adalah silikon dengan kemurnian 95-99%. Sekitar 55% konsumsi silikon metallurgical grade dunia adalah untuk memproduksi logam paduan aluminium-silikon untuk pengecoran aluminium yang banyak digunakan untuk industri otomotif. Sisanya digunakan oleh industri kimia untuk pembuatan fumed silica, silana, dan silikone.

Kegunaan (Elektronik)

Karena hampir semua elemen silikon diproduksi sebagai paduan logam ferrosilikon, hanya sebagian kecil saja (20%) yang diproduksi menjadi silikon metallurgical grade (1,3–1,5 juta metrik ton/tahun). Logam silikon yang dimurnikan sampai kemurnian semikonduktor diperkirakan hanya 15% dari produksi silikon metallurgical grade. Meskipun begitu, nilai ekonomi dari silikon semikonduktor ini sangat tinggi.

Silikon monokristalin murni digunakan untuk memproduksi wafer silikon yang digunakan pada industri semikonduktor, elektronik, dan juga perangkat photovoltaic. Dalam konduksi muatan, silikon murni adalah semikonduktor intrinsik yang berarti ia dapat mengonduksi lubang elektron dan elektron dapat dilepaskan dari atom melalui pemanasan, maka meningkatkan konduktivitas listrik silikon dengan suhu tinggi. Silikon murni memiliki konduktivitas yang terlalu rendah untuk digunakan pada komponen elektronik. Pada praktiknya, silikon murni didoping dengan elemen lain dengan konsentrasi kecil sehingga meningkatkan konduktivitasnya secara drastis. Kontrol penambahan elemen lain ini sangat penting dan umumnya diaplikasikan di transistor, sel solar, detektor semikonduktor dan perangkat semikonduktor lainnya.

Keterangan:

  • Massa atom relatif berdasarkan skala massa atom relatif karbon (Ar C=12)
  • Tanda “(  )” pada unsur – unsur radioaktif menunjukan nomor massa isotop unsur radioaktif yang mempunyai paruh waktu paling panjang
  • Massa jenis diukur pada suhu 300 K
  • Elektronegativitas ditulis berdasarkan aturan Pauling
Sumber / Daftar Pustaka / Referensi :

Harold D. Nathan. Pdh (2005). Cliff Quick Review: Kimia Dasar Cepat.  Jakarta: Pakar Raya
(Pada: Harris .D (2007). Ensiklopedi Unsur Unsur Kimia. Jakarta: Kawan Pustaka)

Pudjaatmaka A. Hadyana (2004). Kamus Kimia. Jakarta: Balai Pustaka
(Pada: Harris .D (2007). Ensiklopedi Unsur Unsur Kimia. Jakarta: Kawan Pustaka)

Chem-is-try.org
(Pada: Harris .D (2007). Ensiklopedi Unsur Unsur Kimia. Jakarta: Kawan Pustaka)

Iupac.org
(Pada: Harris .D (2007). Ensiklopedi Unsur Unsur Kimia. Jakarta: Kawan Pustaka)

Team RSC (2020, April). Periodic Table. Science Park. Cambridge: Royal Society of Chemistry. Access INA

Wikipedia.org
(Pada: Harris .D (2007). Ensiklopedi Unsur Unsur Kimia. Jakarta: Kawan Pustaka)

Wikipedia (2020, April). Unsur Kimia. Access INA

Catatan situs:

  • Mohon dukungannya dengan share dan web bookmark (kode: ctrl + d) website kami .
  • Jangan lupa untuk like halaman facebook kami fb.com/analisis.id.
  • Jika ada gambar, link, dan ataupun file rusak silakan kirim pesan pada kolom komentar, kami akan segera membalasnya.
  • Sekilas tentang kami.