by

Sifat, Pembuatan, Kegunaan dan Sumber Dari Unsur Kimia Silikon

Penemuan Silicon
Kuarsa (kristal silikon dioksida) telah diketahui oleh orang-orang selama ribuan tahun. Flint adalah bentuk kuarsa, dan alat-alat yang terbuat dari batu api digunakan sehari-hari di zaman batu. Pada 1789, kimiawan Prancis, Antoine Lavoisier mengusulkan bahwa unsur kimia baru dapat ditemukan dalam kuarsa. Unsur baru ini, katanya, pasti sangat melimpah. (1) Dia benar, tentu saja. Silikon menyumbang 28% dari berat kerak Bumi.
Ada kemungkinan bahwa di Inggris, pada tahun 1808, Humphry Davy mengisolasi sebagian silikon murni untuk pertama kalinya, tetapi dia tidak menyadarinya. (2)

Silikon murni

Pada tahun 1811, kimiawan Perancis Joseph L. Gay-Lussac dan Louis Jacques Thénard mungkin juga telah membuat silikon tidak murni dengan mereaksikan potasium dengan silikon tetrafluorida untuk menghasilkan padatan coklat kemerahan yang mungkin adalah silikon amorf. Namun, mereka tidak berusaha untuk memurnikan bahan baru ini. (3), (4)

Pada tahun 1824, kimiawan Swedia Jacob Berzelius menghasilkan sampel silikon amorf, padatan coklat, dengan mereaksikan kalium fluorosilikat dengan kalium dan memurnikan produk dengan pencucian berulang. Dia menamai unsur baru itu silicium. (3), (4) Pada waktu itu konsep semikonduktor berabad-abad di masa depan. Tidak menyadari bahwa bahan-bahan tersebut ada dan bahwa silikon adalah contoh yang sangat baik dari semikonduktor, para ilmuwan memperdebatkan apakah unsur baru harus digolongkan sebagai logam atau bukan logam.

Berzelius percaya itu adalah logam, sementara Humphry Davy mengira itu bukan logam. (5) Masalahnya adalah bahwa unsur baru tersebut adalah konduktor listrik yang lebih baik daripada bukan logam, tetapi tidak sebagus konduktor sebagai logam.

Silikon diberi nama pada tahun 1831 oleh kimiawan Skotlandia Thomas Thomson. Dia mempertahankan sebagian dari nama Berzelius, dari ‘silicis,’ yang berarti batu api. Dia mengubah akhir elemen menjadi pada karena unsur itu lebih mirip dengan boron dan karbon bukan logam daripada logam seperti kalsium dan magnesium. (Silicis, atau batu api, mungkin penggunaan pertama kali silikon dioksida. (4), (6))

Struktur kristal silikon

Pada 1854, Henri Deville memproduksi silikon kristal untuk pertama kalinya. Dia melakukan ini dengan elektrolisis mencairkannatrium aluminium klorida tidak murni untuk menghasilkan aluminium silisida. Aluminium dihilangkan dengan air, meninggalkan kristal silikon. (4)

Fakta Menarik tentang Silikon.
1. Kemurnian terendah yang dapat diterima untuk kelas elektronik silikon adalah 99,9999999%. Ini berarti bahwa untuk setiap milyar atom, hanya satu atom non-silikon yang diperbolehkan.

2. Silikon adalah unsur paling berlimpah kedua di kerak planet kita. Oksigen (47,3%) dan silikon (27,7%) bersama-sama membentuk 75% dari berat kerak Bumi. Sebagian besar silikon keras ada sebagai silikon dioksida, kita kenal dengan ini sebagai pasir atau kuarsa.

3.Silikon adalah unsur paling melimpah kedelapan di alam semesta, terbuat di bintang dengan massa delapan atau lebih matahari Bumi. Menjelang akhir hidup mereka, bintang-bintang ini memasuki fase pembakaran karbon, menambahkan inti helium ke karbon untuk menghasilkan oksigen, neon, magnesium dan silikon.

4. Pembakaran silikon adalah fase terakhir dari kehidupan bintang berat sebelum supernova dan hanya berlangsung sekitar satu hari. Selama fase ini, inti helium menambahkan silikon untuk membuat sulfur, argon, kalsium, titanium, kromium, besi dan nikel.
Penampilan dan Karakteristik
Efek berbahaya:
Silikon tidak diketahui beracun, tetapi jika dihirup sebagai debu silika halus/silikat, ini dapat menyebabkan masalah pernapasan kronis. Silikat seperti asbes bersifat karsinogenik.

Karakteristik:
1. Silikon adalah logam metalik yang keras dan relatif inert dan dalam bentuk kristal sangat rapuh dengan kilau logam yang terang.

2. Silikon terjadi terutama di alam sebagai oksida dan sebagai silikat.

3. Bentuk padat silikon tidak bereaksi dengan oksigen, air dan sebagian besar asam.

4. Silikon bereaksi dengan halogen atau mencairkan alkali.

5. Silikon juga memiliki sifat yang tidak biasa (seperti air) yang mengembang saat membeku.

6. Empat elemen lainnya meluas ketika mereka membeku antara lain ; galium, bismut, antimon, dan germanium

Kegunaan Silikon
1. Chip silikon adalah dasar dari elektronik dan komputasi modern. Silikon harus ultrapure, meskipun tergantung pada penggunaannya, hal ini dapat didoping dengan bagian per juta tingkat arsenik, boron, galium, germanium, atau fosfor.

Silikon adalah bahan dasardari cip komputer
Silikon adalah bahan dasardari cip komputer


2. Silikon dicampur dengan aluminium untuk digunakan dalam mesin karena keberadaan silikon meningkatkan kemampuan logam. Silikon dapat meningkatkan sifat-sifat magnet besi, juga merupakan komponen penting dari baja, yang semakin kuat.

3. Silikon karbida, lebih umum disebut carborundum, sangat keras dan digunakan dalam abrasif.

4. Silika (SiO2) dalam pasir dan mineral di tanah liat digunakan untuk membuat beton dan batu bata. Silika, seperti pasir, juga merupakan konstituen utama dari kaca.

5. Silikon dioksida kristal (kuarsa) murni beresonansi pada frekuensi yang sangat tepat dan digunakan dalam jam tangan dan jam tangan presisi tinggi.

6. Polimer Silikones adalah polimer berbasis silikon yang penting. Memiliki sifat tahan panas, anti-lengket, dan seperti karet, silikon sering digunakan dalam peralatan masak, obat-obatan (implan), dan sebagai sealant, perekat, pelumas, dan untuk insulasi.

Kelimpahan dan Isotop
Kelimpahan dalam kerak bumi : 28% berat, 21% ppm per mol
Kelimpahan dalam tata surya : 900 bagian per juta berat, 40 bagian per juta per mol

Biaya, murni: $ 5,4 per 100g
Biaya, massal: $ 0,14 per 100g

Sumber:

Silikon adalah unsur paling berlimpah kedua di kerak Bumi, setelah oksigen dan yang kedelapan paling melimpah di alam semesta. Unsur ini paling sering ditemukan sebagai silikon dioksida (silika). Dua unsur, silikon dan oksigen, membentuk hampir tiga perempat dari kerak planet kita.

Jumlah silikon komersial diperoleh dengan reaksi silikon dioksida dan karbon dalam tungku listrik menggunakan elektroda karbon. Karbon mereduksi silikon dioksida menjadi silikon. Silikon yang diproduksi dengan cara ini mempunyai kemurnian sekitar 98%.

Kemurnian silikon sangat tinggi untuk semikonduktor diperoleh dengan menggunakan proses Siemens; silikon direaksikan untuk menghasilkan triklorosilan, yang pertama dimurnikan dengan distilasi, kemudian direaksikan dengan hidrogen murni pada batang silikon kemurnian tinggi pada 1150 oC untuk menghasilkan kemurnian tinggi, silikon polikristal dengan produk samping asam klorida. Kotoran dalam silikon sekitar 1 bagian per miliar atau kurang.

Isotop:

Silikon memiliki 14 isotop yang waktu paruhnya diketahui, dengan massa nomor 22 hingga 36. Silikon yang terjadi secara alami merupakan campuran dari tiga isotop stabilnya dan mereka ditemukan dalam persentase yang ditunjukkan: 28Si (92,2%), 29Si (4,7%). ) dan 30Si (3,1%).
Sifat Fisik Lain nya
Simbol dan Golongan : Si, golongan IV A
Warna : Keperakan
Massa atom : 28,0855
Bentuk : Padat
Titik leleh : 1414 oC, 1687 K
Titik didih: 3265 oC, 3538 K
Elektron: 14
Proton: 14
Neutron: 14
Kulit Elektron : 2,8,4
Konfigurasi Elektron : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2
Massa jenis @ 20oC: 2,33 g/cm3
Daftar Pustaka
  1. R.W. Cahn, Silicon: Child and Progenitor of Revolution., Into The Nano Era, Springer Series in Materials Science, Volume 106. (2009) p3.
  2. Thomas Edward Thorpe, Humphry Davy, Poet and Philosopher., (1896).
  3. Mary Elvira Weeks, Discovery of the Elements., (2003) p162, Kessinger Publishing Reprints.
  4. John Emsley, Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements., (2002) p387. Oxford University Press.
  5. H. R. Huff, U. Gösele, H. Tsuya, Semiconductor Silicon., (1998) p70, The Electrochemical Society.
  6. Keith B. Hutton, Chemistry. (2001) p224. Routledge.

Comment

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.