Lompat ke isi

Silikon: Perbedaan antara revisi

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Konten dihapus Konten ditambahkan
Tidak ada ringkasan suntingan
Tag: Suntingan visualeditor-wikitext
 
(40 revisi perantara oleh 27 pengguna tidak ditampilkan)
Baris 1: Baris 1:
{{kotak info silikon}}
{{Elementbox
|name=silikon
|number=14
|symbol=Si
|left=[[aluminium]]
|right=[[fosfor]]
|above=[[karbon|C]]
|below=[[germanium|Ge]]
|series=metaloid
|series comment=
|group=14
|period=3
|block=p
|series color=
|phase color=
|appearance=Sebagai lempengan: kristal</br> dengan permukaan sedikit </br>biru gelap dan mengkilap
|image name=SiliconCroda.jpg
|image size=
|image name comment=
|image name 2=
|image name 2 comment=
|atomic mass=28,0855
|atomic mass 2=3
|atomic mass comment=
|electron configuration=&#91;[[neon|Ne]]&#93; 3s<sup>2</sup> 3p<sup>2</sup>
|electrons per shell=2, 8, 4
|color=
|phase=solid
|phase comment=
|density gplstp=
|density gpcm3nrt=2,33
|density gpcm3nrt 2=
|density gpcm3mp=2,57
|melting point K=1687
|melting point C=1420
|melting point F=2577
|boiling point K=3538
|boiling point C=2355
|boiling point F=5909
|triple point K=
|triple point kPa=
|critical point K=
|critical point MPa=
|heat fusion=50,21
|heat fusion 2=
|heat vaporization=359
|heat capacity=19,789
|vapor pressure 1=1908
|vapor pressure 10=2102
|vapor pressure 100=2339
|vapor pressure 1 k=2636
|vapor pressure 10 k=3021
|vapor pressure 100 k=3537
|vapor pressure comment=
|crystal structure=[[Kubus intan]]
|oxidation states=4, 3 [http://www.webelements.com/webelements/compounds/text/Si/H6Si2-1590870.html], 2 [http://ptcl.chem.ox.ac.uk/MSDS/SI/silicon_II_oxide.html], 1 [http://bernath.uwaterloo.ca/media/184.pdf]
|oxidation states comment=oksida [[amfoter]]
|electronegativity=1.90
|number of ionization energies=4
|1st ionization energy=786,5
|2nd ionization energy=1577,1
|3rd ionization energy=3231,6
|atomic radius=[[1 E-10 m|117,6]]
|atomic radius calculated=[[1 E-10 m|111]]
|covalent radius=[[1 E-10 m|111]]
|Van der Waals radius=[[1 E-10 m|210]]
|magnetic ordering=nonmagnetic
|electrical resistivity=
|electrical resistivity at 0=
|electrical resistivity at 20=
|thermal conductivity=149
|thermal conductivity 2=
|thermal diffusivity=
|thermal expansion=
|thermal expansion at 25=2,6
|speed of sound=
|speed of sound rod at 20=8433<!-- Source : Elastic Waves in Solids, by E. Dieulesaint and D. Royer -->
|speed of sound rod at r.t.=
|Young's modulus=150
|Shear modulus=
|Bulk modulus=100
|Poisson ratio=
|Mohs hardness=7
|Vickers hardness=
|Brinell hardness=
|CAS number=7440-21-3
|Band gap=1,12
|isotopes=
{{Elementbox_isotopes_stable | mn=28 | sym=Si | na=92,23% | n=14 }}
{{Elementbox_isotopes_stable | mn=29 | sym=Si | na=4,67% | n=15 }}
{{Elementbox_isotopes_stable | mn=30 | sym=Si | na=3,1% | n=16 }}
{{Elementbox_isotopes_decay | mn=32 | sym=Si | na=[[radioisotop sintetik|syn]] | hl=[[1 E9 s|170 tahun]] | dm=[[beta emission|β<sup>-</sup>]] | de=13,020 | pn=32 | ps=[[fosfor|P]] }}
|isotopes comment=
}}
:''Untuk sejenis polimer, lihat [[silikone]].''
:''Untuk sejenis polimer, lihat [[silikone]].''


{{unsur|Silikon|Si|14}} [[Senyawa kimia|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]], tapi 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 {{lang-la|silicis}}), dengan akhiran '''-ium''' yang berarti logam. Meski begitu, di tahun 1831, namanya diganti menjadi silikon karena sifat-sifat fisiknya lebih mirip dengan [[karbon]] dan [[boron]].
{{unsur|Silikon|Si|14|title2=zat pasir|desc={{lang-la|silicium}}; {{lang-en|silicon}}}} [[Senyawa kimia|Senyawa]] yang dibentuk bersifat [[paramagnetik]]. Unsur kimia ini ditemukan oleh [[Jöns Jakob Berzelius]]. Silikon merupakan unsur [[metaloid]] [[Valensi|tetravalen]], 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 {{lang-la|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]].


Silikon merupakan [[Kelimpahan unsur kimia|elemen terbanyak]] kedelapan di alam semesta dari segi massanya, tapi sangat jarang ditemukan dalam bentuk murni di alam. Silikon paling banyak terdistribusi pada [[debu]], [[pasir]], [[planetoid]], dan [[planet]] dalam berbagai bentuk seperti [[silikon dioksida]] atau [[silikat]]. Lebih dari 90% kerak bumi terdiri dari [[mineral silikat]], menjadikan silikon sebagai [[Kelimpahan unsur-unsur di kerak bumi|unsur kedua paling melimpah]] di kerak bumi (sekitar 28% massa) setelah [[oksigen]].<ref>Nave, R. [http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/tables/elabund.html Abundances of the Elements in the Earth's Crust], Georgia State University</ref>
Silikon merupakan [[Kelimpahan unsur kimia|elemen terbanyak]] kedelapan di alam semesta dari segi massanya, tetapi sangat jarang ditemukan dalam bentuk murni di alam. Silikon paling banyak terdistribusi pada [[debu]], [[pasir]], [[planetoid]], dan [[planet]] dalam berbagai bentuk seperti [[silikon dioksida]] atau [[silikat]]. Lebih dari 90% kerak bumi terdiri dari [[mineral silikat]], menjadikan silikon sebagai [[Kelimpahan unsur-unsur di kerak bumi|unsur kedua paling melimpah]] di kerak bumi (sekitar 28% massa) setelah [[oksigen]].<ref>Nave, R. [http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/tables/elabund.html Abundances of the Elements in the Earth's Crust], Georgia State University</ref>


Silikon sering digunakan untuk membuat serat optik dan dalam operasi plastik digunakan untuk mengisi bagian tubuh pasien dalam bentuk [[silikone]].
Silikon sering digunakan untuk membuat serat optik dan dalam operasi plastik digunakan untuk mengisi bagian tubuh pasien dalam bentuk [[silikone]].


Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula sebagai '''zat kersik'''.
Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula sebagai '''zat kersik'''.


Sebagian besar silikon digunakan secara komersial tanpa dipisahkan, terkadang dengan sedikit pemrosesan dari senyawanya di alam. Contohnya adalah pemakaian langsung batuan, pasir silika, dan tanah liat dalam pembangunan gedung. Silika juga terdapat pada keramik. Banyak senyawa silikon modern seperti [[silikon karbida]] yang dipakai dalam pembuatan keramik berdaya tahan tinggi. Silikon juga dipakai sebagai monomer dalam pembuatan polimer sintetik [[silikone]].
Sebagian besar silikon digunakan secara komersial tanpa dipisahkan, terkadang dengan sedikit pemrosesan dari senyawanya di alam. Contohnya adalah pemakaian langsung batuan, pasir silika, dan tanah liat dalam pembangunan gedung. Silika juga terdapat pada keramik. Banyak senyawa silikon modern seperti [[silikon karbida]] yang dipakai dalam pembuatan keramik berdaya tahan tinggi. Silikon juga dipakai sebagai monomer dalam pembuatan polimer sintetik [[silikone]].


Unsur silikon juga berperan besar terhadap ekonomi modern. Meski banyak silikon digunakan pada proses penyulingan baja, pengecoran aluminium, dan beberapa proses industri kimia lainnya, sebagian silikon juga digunakan sebagai bahan semikonduktor pada elektronik-elektronik. Karena penggunaannya yang besar pada [[sirkuit terintegrasi]], dasar dari komputer, maka kelangsungan teknologi modern bergantung pada silikon.
Unsur silikon juga berperan besar terhadap ekonomi modern. Meski banyak silikon digunakan pada proses penyulingan baja, pengecoran aluminium, dan beberapa proses industri kimia lainnya, sebagian silikon juga digunakan sebagai bahan semikonduktor pada elektronik-elektronik. Karena penggunaannya yang besar pada [[sirkuit terintegrasi]], dasar dari komputer, maka kelangsungan teknologi modern bergantung pada silikon.


Silikon juga merupakan elemen esensial pada biologi, meskipun hanya dibutuhkan hewan dalam jumlah amat kecil.<ref name="Niels">{{cite journal|doi = 10.1146/annurev.nu.04.070184.000321|pages =21–41|journal = Annual Review of Nutrition|volume = 4|year = 1984|title = Ultratrace Elements in Nutrition|first = Forrest H.|last = Nielsen|pmid = 6087860|last1 = Nielsen|first1 = FH}}</ref> Beberapa jenis makhluk hidup yang membutuhkannya antara lain jenis [[porifera]] dan mikroorganisme jenis [[diatom]]. Silikon digunakan untuk membuat struktur tubuh mereka.
Silikon juga merupakan elemen esensial pada biologi, meskipun hanya dibutuhkan hewan dalam jumlah amat kecil.<ref name="Niels">{{cite journal|doi = 10.1146/annurev.nu.04.070184.000321|pages =21–41|journal = Annual Review of Nutrition|volume = 4|year = 1984|title = Ultratrace Elements in Nutrition|first = Forrest H.|last = Nielsen|pmid = 6087860|last1 = Nielsen|first1 = FH}}</ref> Beberapa jenis makhluk hidup yang membutuhkannya antara lain jenis [[porifera]] dan mikroorganisme jenis [[diatom]]. Silikon digunakan untuk membuat struktur tubuh mereka.


==Karakteristik==
== Karakteristik ==
===Fisik===
=== Fisik ===
[[File:Silicon-unit-cell-3D-balls.png|160px|thumb|left|Silikon mengkristal pada struktur kristal kubus berlian]]
[[Berkas:Silicon-unit-cell-3D-balls.png|160px|jmpl|kiri|Silikon mengkristal pada struktur kristal kubus berlian]]
{{See|Silikon monokristal}}
{{See|Silikon monokristal}}
Silikon berbentuk padat pada suhu ruangan, dengan titik lebur dan titik didih masing-masing 1.400 dan 2.800 derajat celsius.<ref>{{cite book |title=The ELements: A Visual Exploration of Every Known Atom in the Universe|last=Gray|first=Theodore|year=2009|publisher=Black Dog and Leventhal Publishers|isbn=978-1-57912-814-2|page= 43}}</ref> 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, tapi hanya meluas, sama seperti es yang memiliki massa jenis lebih kecil daripada air. Karena mempunyai [[konduktivitas thermal]] yang tinggi (149 W·m<sup>−1</sup>·K<sup>−1</sup>), silikon bersifat mengalirkan panas sehingga tidak pernah dipakai untuk menginsulasi benda panas.
Silikon berbentuk padat pada suhu ruangan, dengan [[titik lebur]] dan [[titik didih]] masing-masing 1.400 dan 2.800 derajat celsius.<ref>{{cite book|title=The ELements: A Visual Exploration of Every Known Atom in the Universe|url=https://archive.org/details/elementsvisualex0000gray|last=Gray|first=Theodore|year=2009|publisher=Black Dog and Leventhal Publishers|isbn=978-1-57912-814-2|page= [https://archive.org/details/elementsvisualex0000gray/page/43 43]}}</ref> 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 termal]] yang tinggi (149 W·m<sup>−1</sup>·K<sup>−1</sup>), silikon bersifat mengalirkan panas sehingga tidak pernah dipakai untuk menginsulasi benda panas.


Dalam bentuk [[kristal]]nya, silikon murni berwarna abu-abu metalik. Seperti [[germanium]], silikon agak kuat tapi sangat rapuh dan mudah mengelupas. Seperti karbon dan germanium, silikon mengkristal dalam [[struktur kristal]] [[kubus berlian]], dengan jarak kisi 0,5430710&nbsp;nm (5.430710 [[Ångström|Å]]).<ref>{{cite book |last=O'Mara |first=William C. |year=1990|title=Handbook of Semiconductor Silicon Technology |pages =349–352 |publisher=William Andrew Inc. |isbn=0-8155-1237-6 |url=http://books.google.com/?id=COcVgAtqeKkC&pg=PA351&dq=Czochralski+Silicon+Crystal+Face+Cubic |accessdate=2008-02-24}}</ref>
Dalam bentuk [[kristal]]nya, 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&nbsp;nm (5.430710 [[Ångström|Å]]).<ref>{{cite book|last=O'Mara|first=William C.|year=1990|title=Handbook of Semiconductor Silicon Technology|pages =349–352|publisher=William Andrew Inc.|isbn=0-8155-1237-6|url=http://books.google.com/?id=COcVgAtqeKkC&pg=PA351&dq=Czochralski+Silicon+Crystal+Face+Cubic|accessdate=2008-02-24}}</ref>


[[Orbital atom|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.
[[Orbital atom|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]]. <!--It has a negative temperature coefficient of [[electrical resistance|resistance]], since the number of free charge carriers increases with temperature. The electrical resistance of [[single crystal]] silicon significantly changes under the application of mechanical stress due to the [[piezoresistive effect]].<ref>{{cite journal|url = http://books.google.com/books?id=C_TWB_0rRLgC&pg=PA421|page =421|title = Properties of crystalline silicon|isbn = 978-0-85296-933-5|author1 = Hull|first1 = Robert|year = 1999}}</ref>-->
Silikon bersifat [[semikonduktor]].<!--It has a negative temperature coefficient of [[electrical resistance|resistance]], since the number of free charge carriers increases with temperature. The electrical resistance of [[single crystal]] silicon significantly changes under the application of mechanical stress due to the [[piezoresistive effect]].<ref>{{cite journal|url = http://books.google.com/books?id=C_TWB_0rRLgC&pg=PA421|page =421|title = Properties of crystalline silicon|isbn = 978-0-85296-933-5|author1 = Hull|first1 = Robert|year = 1999}}</ref>-->


===Kimia===
=== Kimia ===
[[File:Silizium pulver.jpg|160px|thumb|left|Bubuk Silikon]]
[[Berkas:Silizium pulver.jpg|160px|jmpl|kiri|Bubuk Silikon]]
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.
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.


===Isotop===
=== Isotop ===
{{Main|Isotop silikon}}
{{Main|Isotop silikon}}
Silikon yang eksis di alam terdiri dari 3 [[isotop]] yang stabil, yaitu silikon-28, silikon-29, dan silikon-30, dengan silikon-28 yang paling melimpah (92% [[kelimpahan alami]]).<ref name = "NNDC">
Silikon yang eksis di alam terdiri dari 3 [[isotop]] yang stabil, yaitu silikon-28, silikon-29, dan silikon-30, dengan silikon-28 yang paling melimpah (92% [[kelimpahan alami]]).<ref name = "NNDC">{{cite web
{{cite web
|url = http://www.nndc.bnl.gov/chart/
|url = http://www.nndc.bnl.gov/chart/
|author = NNDC contributors
|author = NNDC contributors
Baris 137: Baris 43:
|year = 2008
|year = 2008
|location = Upton (NY)
|location = Upton (NY)
|archive-date = 2011-08-22
|archive-url = https://www.webcitation.org/618bSplPt?url=http://www.nndc.bnl.gov/chart/
|dead-url = yes
}}</ref> Out of these, only silicon-29 is of use in [[NMR]] and [[EPR spectroscopy]].<ref>{{cite web| url = http://www.nyu.edu/cgi-bin/cgiwrap/aj39/NMRmap.cgi|accessdate = 2011-10-20| title = Interactive NMR Frequency Map| author =Jerschow, Alexej|publisher = New York University}}</ref> Dua puluh [[radioisotop]] telah diketahui, dengan silikon-32 sebagai yang paling stabil dengan [[paruh waktu]] 170 tahun dan silikon-31 dengan waktu paruh 157,3 menit.<ref name = "NNDC"/> Sisa isotop [[Peluruhan radioaktif|radioaktif]] lainnya mempunyai paruh waktu kurang dari 7 detik dan kebanyakan malah kurang dari 0,1 detik.<ref name = "NNDC"/> Silikon tidak mempunyai [[isomer nuklir]].<ref name = "NNDC"/>
}}</ref> Out of these, only silicon-29 is of use in [[NMR]] and [[EPR spectroscopy]].<ref>{{cite web| url = http://www.nyu.edu/cgi-bin/cgiwrap/aj39/NMRmap.cgi|accessdate = 2011-10-20| title = Interactive NMR Frequency Map| author =Jerschow, Alexej|publisher = New York University}}</ref> Dua puluh [[radioisotop]] telah diketahui, dengan silikon-32 sebagai yang paling stabil dengan [[paruh waktu]] 170 tahun dan silikon-31 dengan waktu paruh 157,3 menit.<ref name = "NNDC"/> Sisa isotop [[Peluruhan radioaktif|radioaktif]] lainnya mempunyai paruh waktu kurang dari 7 detik dan kebanyakan malah kurang dari 0,1 detik.<ref name = "NNDC"/> Silikon tidak mempunyai [[isomer nuklir]].<ref name = "NNDC"/>


Isotop dari silikon mempunyai [[nomor massa]] berkisar antara 22 sampai 44.<ref name = "NNDC"/> [[Bentuk peluruhan]] paling umum dari 6 isotop yang nomor massanya dibawah isotop paling stabil (silikon-28) adalah [[Peluruhan beta|{{SubatomicParticle|beta+}}]], utamanya membentuk isotop aluminium (13 proton) sebagai [[produk peluruhan]]nya.<ref name = "NNDC"/> Untuk 16 isotop yang nomor massanya diatas 28, bentuk peluruhan paling umumnya adalah [[Peluruhan beta|{{SubatomicParticle|beta-}}]], utamanya membentuk isotop fosfor (15 proton) sebagai produk peluruhan.<ref name = "NNDC"/>
Isotop dari silikon mempunyai [[nomor massa]] berkisar antara 22 sampai 44.<ref name = "NNDC"/> [[Bentuk peluruhan]] paling umum dari 6 isotop yang nomor massanya dibawah isotop paling stabil (silikon-28) adalah [[Peluruhan beta|{{SubatomicParticle|beta+}}]], utamanya membentuk isotop aluminium (13 proton) sebagai [[produk peluruhan]]nya.<ref name = "NNDC"/> Untuk 16 isotop yang nomor massanya diatas 28, bentuk peluruhan paling umumnya adalah [[Peluruhan beta|{{SubatomicParticle|beta-}}]], utamanya membentuk isotop fosfor (15 proton) sebagai produk peluruhan.<ref name = "NNDC"/>


===Keberadaan===
=== Keberadaan ===
[[File:Quartz, Tibet.jpg|thumb|left|160px|''Quartz crystal cluster'' dari Tibet. Mineral alami ini mempunyai rumus kimia SiO<sub>2</sub>.]]
[[Berkas:Quartz, Tibet.jpg|jmpl|kiri|160px|Gugusan kristal kuarsa dari Tibet. Mineral alami ini mempunyai rumus kimia SiO<sub>2</sub>.]]
{{See also|Mineral silikat}}
{{See also|Mineral silikat}}
Jika diukur berdasarkan massanya, silikon membentuk 27,7% massa [[kerak bumi]] dan merupakan unsur kedua yang paling melimpah di kerak bumi setelah [[oksigen]].<ref>{{cite book|url = http://books.google.com/books?id=MrlUAAAAYAAJ&pg=SL1-PA54|title = Geological Survey professional paper|author = Geological Survey (U.S.)|year = 1975}}</ref> Silikon biasanya ditemukan dalam bentuk [[mineral silikat]] yang kompleks, dan lebih jarang lagi dalam bentuk [[silikon dioksida]] ('''silika''', komponen utama pada pasir). Kristal silikon murni amat sangat jarang ditemukan di alam.
Jika diukur berdasarkan massanya, silikon membentuk 27,7% massa [[kerak bumi]] dan merupakan unsur kedua yang paling melimpah di kerak bumi setelah [[oksigen]].<ref>{{cite book|url = http://books.google.com/books?id=MrlUAAAAYAAJ&pg=SL1-PA54|title = Geological Survey professional paper|author = Geological Survey (U.S.)|year = 1975}}</ref> Silikon biasanya ditemukan dalam bentuk [[mineral silikat]] yang kompleks, dan lebih jarang lagi dalam bentuk [[silikon dioksida]] ('''silika''', komponen utama pada pasir). Kristal silikon murni amat sangat jarang ditemukan di alam.


[[Mineral silikat]]- berbagai macam mineral yang terdiri dari silikon, oksigen, dan berbagai logam reaktif—membentuk 90% massa kerak bumi. Hal ini dikarenakan suhu panas pada proses pembentukan sistem tata surya, silikon dan oksigen mempunyai afinitas yang besar satu sama lain, sehingga membentuk senyawa kimia. Karena oksigen dan silikon adalah unsur non-gas dan non-logam terbanyak pada puing [[supernova]], mereka membentuk banyak silikat kompleks yang kemudian bergabung ke batuan [[planetesimal]] yang membentuk [[planet kebumian]]. Disini, mstriks mineral silikat yang tereduksi menangkap logam-logam yang reaktif untuk teroksidasi (aluminium, kalsium, natrium, kalium, dan magnesium). Setelah gas-gasnya lepas, campuran silikat ini kemudian membentuk sebagian besar kerak bumi. Karena silikat-silikat ini bermassa jenis rendah, baja, nikel, dan logam non-reaktif lainnya masuk ke dalam inti bumi, sehingga menyisakan magnesium dan silikat besi di lapisan atas.
[[Mineral silikat]]- berbagai macam mineral yang terdiri dari silikon, oksigen, dan berbagai logam reaktif—membentuk 90% massa kerak bumi. Hal ini dikarenakan suhu panas pada proses pembentukan sistem tata surya, silikon dan oksigen mempunyai afinitas yang besar satu sama lain, sehingga membentuk senyawa kimia. Karena oksigen dan silikon adalah unsur non-gas dan non-logam terbanyak pada puing [[supernova]], mereka membentuk banyak silikat kompleks yang kemudian bergabung ke batuan [[planetesimal]] yang membentuk [[planet kebumian]]. Disini, mstriks mineral silikat yang tereduksi menangkap logam-logam yang reaktif untuk teroksidasi (aluminium, kalsium, natrium, kalium, dan magnesium). Setelah gas-gasnya lepas, campuran silikat ini kemudian membentuk sebagian besar kerak bumi. Karena silikat-silikat ini bermassa jenis rendah, baja, nikel, dan logam non-reaktif lainnya masuk ke dalam inti bumi, sehingga menyisakan magnesium dan silikat besi di lapisan atas.
Baris 150: Baris 59:
Beberapa contoh mineral silikat yang ada di kerak bumi antara lain kelompok [[piroksena]], [[amfibol]], [[mika]], dan [[feldspar]]. Mineral-mineral ini terdapat pada tanah liat dan beberapa jenis batuan seperti [[granit]] dan [[batu kapur]].
Beberapa contoh mineral silikat yang ada di kerak bumi antara lain kelompok [[piroksena]], [[amfibol]], [[mika]], dan [[feldspar]]. Mineral-mineral ini terdapat pada tanah liat dan beberapa jenis batuan seperti [[granit]] dan [[batu kapur]].


[[Silika]] terdapat pada [[mineral]]-mineral yang terdiri dari silikon dioksida murni dengan bentuk kristal yang berbeda-beda: [[quartz]], [[agate]] [[ametis]], [[rock crystal]], [[chalcedony]], [[flint]], [[jasper]], dan [[opal]]. Kristal-kristal ini memiliki rumus empiris silikon dioksida, tapi tidak terdiri dari molekul-molekul silikon dioksida. Silika secara struktur mirip dengan berlian, terdiri dari padatan kristal tiga dimensi yang terdiri dari silikon dan oksigen. Silika yang tidak murni membentuk kaca alam [[obsidian]]. [[Silika biogenik]] ada pada struktur diatom, [[radiolaria]] dan ''[[siliceous sponge]]''.
[[Silika]] terdapat pada [[mineral]]-mineral yang terdiri dari silikon dioksida murni dengan bentuk kristal yang berbeda-beda: [[quartz]], [[agate]] [[ametis]], [[rock crystal]], [[chalcedony]], [[flint]], [[jasper]], dan [[opal]]. Kristal-kristal ini memiliki rumus empiris silikon dioksida, tetapi tidak terdiri dari molekul-molekul silikon dioksida. Silika secara struktur mirip dengan berlian, terdiri daripadatan kristal tiga dimensi yang terdiri dari silikon dan oksigen. Silika yang tidak murni membentuk kaca alam [[obsidian]]. [[Silika biogenik]] ada pada struktur diatom, [[radiolaria]] dan ''[[siliceous sponge]]''.


Silikon juga merupakan komponen utama [[meteorit]], dan merupakan komponen dari [[tektit]], mineral silikat yang mungkin berasal dari bulan.
Silikon juga merupakan komponen utama [[meteorit]], dan merupakan komponen dari [[tektit]], mineral silikat yang mungkin berasal dari bulan.
{{clr}}
{{clr}}


==Produksi==
== Produksi ==
===Campuran===
=== Campuran ===
[[File:Ferrosilicon.JPG|thumb|160px|Campuran Ferrosilikon]]
[[Berkas:Ferrosilicon.JPG|jmpl|160px|Campuran Ferrosilikon]]
[[Ferrosilikon]], campuran silikon-besi yang terdiri dari unsur silikon dan besi dengan rasio yang berbagai macam, merupakan produk utama dari proses pengolahan unsur silikon, dengan persentase 80% dari seluruh produksi dunia. China merupakan negara pemasok silikon terbesar di dunia, dengan jumlah 4,6 juta [[ton]] (atau 2/3 produksi dunia), kebanyakan dalam bentuk ferrosilikon. Disusul kemudian oleh Rusia (610.000 ton), Norwegia (330.000 ton), Brasil (240.000 ton), dan Amerika Serikat (170.000 ton).<ref>{{cite web|url = http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/silicon/mcs-2011-simet.pdf|publisher = USGS|title = Silicon Commodities Report 2011|accessdate = 2011-10-20}}</ref> Ferrosilikon paling banyak digunakan oleh industri baja.
[[Ferosilikon|Ferrosilikon]], campuran silikon-besi yang terdiri dari unsur silikon dan besi dengan rasio yang berbagai macam, merupakan produk utama dari proses pengolahan unsur silikon, dengan persentase 80% dari seluruh produksi dunia. China merupakan negara pemasok silikon terbesar di dunia, dengan jumlah 4,6 juta [[ton]] (atau 2/3 produksi dunia), kebanyakan dalam bentuk ferrosilikon. Disusul kemudian oleh Rusia (610.000 ton), Norwegia (330.000 ton), Brasil (240.000 ton), dan Amerika Serikat (170.000 ton).<ref>{{cite web|url = http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/silicon/mcs-2011-simet.pdf|publisher = USGS|title = Silicon Commodities Report 2011|accessdate = 2011-10-20}}</ref> Ferrosilikon paling banyak digunakan oleh industri baja.


Campuran aluminium-silikon paling banyak digunakan dalam industri pengecoran aluminium, dengan silikon sebagai bahan aditif tunggal utama untuk meningkatkan kekuatan cornya. Karena aluminium cor paling banyak digunakan pada industri otomotif, maka penggunaan silikon ini adalah penggunaan industri tunggal terbesar dari silikon murni "metallurgical grade".<ref name="diecasting">Apelian, D. (2009) [http://www.diecasting.org/research/wwr/WWR_AluminumCastAlloys.pdf Aluminum Cast Alloys: Enabling Tools for Improved Performance]. North American Die Casting Association, Wheeling, Illinois.</ref>
Campuran aluminium-silikon paling banyak digunakan dalam industri pengecoran aluminium, dengan silikon sebagai bahan aditif tunggal utama untuk meningkatkan kekuatan cornya. Karena aluminium cor paling banyak digunakan pada industri otomotif, maka penggunaan silikon ini adalah penggunaan industri tunggal terbesar dari silikon murni "metallurgical grade".<ref name="diecasting">Apelian, D. (2009) [http://www.diecasting.org/research/wwr/WWR_AluminumCastAlloys.pdf Aluminum Cast Alloys: Enabling Tools for Improved Performance] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120106013105/http://www.diecasting.org/research/wwr/WWR_AluminumCastAlloys.pdf |date=2012-01-06 }}. North American Die Casting Association, Wheeling, Illinois.</ref>


===''Metallurgical grade''===
=== ''Metallurgical grade'' ===
Silikon tidaklah dicampur dengan unsur-unsur lain dalam jumlah besar, biasanya lebih dari 95% disebut dengan '''logam silikon'''. Logam silikon ini jumlahnya 20% dari total produksi elemen silikon dunia, dengan kurang dari 1-2% dari total elemen silikon (5–10% dari silikon ''metallurgical grade'') yang dimurnikan lagi untuk digunakan pada semikonduktor. Silikon ''metallurgical grade'' adalah silikon yang dibuat secara komersial dengan mereaksikan [[silika]] dengan kayu, arang, dan batu bara pada sebuah [[perapian listrik]] menggunakan [[elektroda]] karbon. Pada suhu lebih dari {{convert|1900|°C|°F|abbr=on|lk=on}}, karbon dari bahan-bahan tadi dan silikon akan mengalami [[reaksi kimia]] SiO<sub>2</sub> + 2 C → Si + 2 CO. Silikon cair ada di bagian dasar tungku, yang kemudian dialirkan dan didingingkan. Silikon yang diproduksi melalui proses ini disebut silikon ''metallurgical grade'' dengan tingkat kemurnian paling kecil 98%. Dalam metode ini, [[silikon karbida]] (SiC) juga dapat terbentuk karena adanya karbon berlebih dengan reaksi kimia: SiO<sub>2</sub> + C → SiO + CO atau SiO + 2 C → SiC + CO. Meski begitu, jika konsentrasi SiO<sub>2</sub> tinggi, maka silikon karbida dapat dieliminasi dengan reaksi kimia 2 SiC + SiO<sub>2</sub> → 3 Si + 2 CO.
Silikon tidaklah dicampur dengan unsur-unsur lain dalam jumlah besar, biasanya lebih dari 95% disebut dengan '''logam silikon'''. Logam silikon ini jumlahnya 20% dari total produksi elemen silikon dunia, dengan kurang dari 1-2% dari total elemen silikon (5–10% dari silikon ''metallurgical grade'') yang dimurnikan lagi untuk digunakan pada semikonduktor. Silikon ''metallurgical grade'' adalah silikon yang dibuat secara komersial dengan mereaksikan [[silika]] dengan kayu, arang, dan batu bara pada sebuah [[perapian listrik]] menggunakan [[elektrode]] karbon. Pada suhu lebih dari {{convert|1900|°C|°F|abbr=on|lk=on}}, karbon dari bahan-bahan tadi dan silikon akan mengalami [[reaksi kimia]] SiO<sub>2</sub> + 2 C → Si + 2 CO. Silikon cair ada di bagian dasar tungku, yang kemudian dialirkan dan didingingkan. Silikon yang diproduksi melalui proses ini disebut silikon ''metallurgical grade'' dengan tingkat kemurnian paling kecil 98%. Dalam metode ini, [[silikon karbida]] (SiC) juga dapat terbentuk karena adanya karbon berlebih dengan reaksi kimia: SiO<sub>2</sub> + C → SiO + CO atau SiO + 2 C → SiC + CO. Meski begitu, jika konsentrasi SiO<sub>2</sub> tinggi, maka silikon karbida dapat dieliminasi dengan reaksi kimia 2 SiC + SiO<sub>2</sub> → 3 Si + 2 CO.


Seperti yang telah dikatakan diatas, silikon, ''metallurgical grade'' digunakan pada umumnya di industri pengecoran aluminium untuk membentuk campuran aluminium-silikon. Sisanya, digunakan oleh [[industri kimia]] untuk membentuk [[bubuk silika]].<ref name=USGS/>
Seperti yang telah dikatakan diatas, silikon, ''metallurgical grade'' digunakan pada umumnya di industri pengecoran aluminium untuk membentuk campuran aluminium-silikon. Sisanya, digunakan oleh [[industri kimia]] untuk membentuk [[bubuk silika]].<ref name=USGS/>


Sampai bulan September 2008, silikon ''metallurgical grade'' dihargai 1,45 [[dolar Amerika Serikat|US$]] per pound ($3.20/kg),<ref>{{cite web|title=Metallurgical silicon could become a rare commodity – just how quickly that happens depends to a certain extent on the current financial crisis|url=http://www.photon-magazine.com/news_archiv/details.aspx?cat=News_PI&sub=worldwide&pub=4&parent=1555|publisher=Photon International|accessdate=2009-03-04}}</ref> naik dari $0,77 per pound ($1.70/kg) di tahun 2005.<ref>{{cite web|title=Silicon|url=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/silicon/silicmcs06.pdf|publisher=usgs.gov|accessdate=2008-02-20}}</ref>
Sampai bulan September 2008, silikon ''metallurgical grade'' dihargai 1,45 [[dolar Amerika Serikat|US$]] per pound ($3.20/kg),<ref>{{cite web|title=Metallurgical silicon could become a rare commodity – just how quickly that happens depends to a certain extent on the current financial crisis|url=http://www.photon-magazine.com/news_archiv/details.aspx?cat=News_PI&sub=worldwide&pub=4&parent=1555|publisher=Photon International|accessdate=2009-03-04|archive-date=2011-07-15|archive-url=https://web.archive.org/web/20110715082847/http://www.photon-magazine.com/news_archiv/details.aspx?cat=News_PI&sub=worldwide&pub=4&parent=1555|dead-url=yes}}</ref> naik dari $0,77 per pound ($1.70/kg) pada tahun 2005.<ref>{{cite web|title=Silicon|url=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/silicon/silicmcs06.pdf|publisher=usgs.gov|accessdate=2008-02-20}}</ref>


=== Kualitas elektronik {{anchor|Proses Siemens}} ===
==Referensi==
[[Berkas:Monokristalines Silizium für die Waferherstellung.jpg|160px|jmpl|ka|Ingot [[silikon monokristalin]] didapatkan dari [[proses Czochralski]]]]
{{reflist}}
Penggunaan silikon untuk peralatan [[semikonduktor]] membutuhkan kemurnian yang jauh lebih tinggi daripada silikon ''metallurgical grade''. Silikon sangat murni (>99.9%) dapat diekstraksi daripadatan silika atau senyawa silika lainnya dengan elektrolisis molten salt.<ref>{{cite journal|doi=10.1149/1.2130041|title=Electrowinning of Silicon from K<sub>2</sub>SiF<sub>6</sub>-Molten Fluoride Systems|year=1980|last1=Rao|first1=Gopalakrishna M.|journal=Journal of the Electrochemical Society|volume=127|page=1940|issue=9}}</ref><ref>{{cite journal|doi=10.1149/1.2127716|title=Electrodeposition of Silicon at Temperatures above Its Melting Point|year=1981|last1=De Mattei|first1=Robert C.|journal=Journal of the Electrochemical Society|volume=128|page=1712|issue=8}}</ref><!--<ref>Monnier, R. ''et al.'' "Dual cell refining of silicon and germanium" {{US patent|3219561}} Issue date: Nov 1965</ref><ref>Monnier, R. ''et al.'' "Refining of silicon and germanium" {{US patent|3254010}} Issue date: May 1966</ref>--> Metode ini, yang sudah dikenal paling tidak dari tahun 1854<ref>{{cite journal|author=Deville, H. St. C.|journal=Ann. Chim. Phys.|year=1854|volume=43|page=31|url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k34784b.image.f31.langFR| title =Recherches sur les métaux, et en particulier sur l'aluminium et sur une nouvelle forme du silicium}}</ref> (lihat juga [[proses FFC Cambridge]]), punya potensi untuk memproduksi silikon solar-grade tanpa emisi [[karbon dioksida]].


Silikon solar-grade tidak dapat digunakan untuk semikonduktor, karena tingkat kemurniannya harus sangat tinggi. Wafer silikon yang digunakan sebagai bahan baku ''integrated circuit'' harus dimurnikan sampai 99.9999999%, proses yang membutuhkan teknologi tinggi.
{{Compact periodic table}}
{{kimia-stub}}


Sebagian besar kristal silikon yang digunakan untuk produksi alat elektronik didapatkan dari [[proses Czochralski]] (CZ-Si) karena metode ini merupakan metode termurah saat ini dan dapat menghasilkan kristal yang besar, meski masih mengandung pengotor.
[[Kategori:Unsur kimia]]


Teknik pemurnian silikon generasi awal didasarkan pada fakta apabila silikon dicairkan dan dipadatkan kembali, maka material yang terakhir memadat kebanyakan merupakan pengotornya. Metode awal untuk memurnikan silikon, pertama kali tahun 1919, digunakan untuk memproduksi komponen [[radar]] selama [[Perang Dunia II]], dibuat dengan menghancurkan silikon ''metallurgical grade '' dan melarutkan sebagian bubuk silikon pada asam. Ketika dihancurkan, pengotor-pengotor yang terdapat pada silikon terkumpul di lapisan paling luar, sehingga jika terkena asam akan larut kembali dan menghasilkan produk silikon yang lebih murni.
{{Link FA|sk}}


[[Berkas:Polycrystalline silicon rod.jpg|160px|jmpl|kiri|Batang [[Polikristalin silikon]] dibuat dengan proses Siemens]]
[[af:Silikon]]
Pada suatu waktu, [[DuPont]] memproduksi silikon ultra-murni dengan mereaksikan silikon tetraklorida dengan [[seng]] pada 950&nbsp;°C, dihasilkan silikon melalui SiCl<sub>4</sub> + 2 Zn → Si + 2 ZnCl<sub>2</sub>. Meskipun begitu, teknik ini memiliki masalah lain, (misalnya produk samping berupa [[seng klorida]] yang dihasilkan yang menyumbat) sehingga akhirnya ditemukan [[proses Siemens]]. Pada ''proses Siemens'', atang silikon dengan kemurnian tinggi direaksikan dengan triklorosilana pada 1150&nbsp;°C. Gas triklorosilana terdekomposisi dan dan tambahan silikon tersimpan dan memperbesar karena 2 HSiCl<sub>3</sub> → Si + 2 HCl + SiCl<sub>4</sub>. Silikon yang diproduksi dari proses ini disebut ''Silikon [[polikristalin]]''. Silikon ini mempunyai tingkat pengotor kurang dari satu ppb (''part per billion'').<ref>{{cite journal|doi = 10.1007/s11663-010-9440-y|title = Production of Solar-grade Silicon by Halidothermic Reduction of Silicon Tetrachloride|year = 2010|last1 = Yasuda|first1 = Kouji|last2 = Saegusa|first2 = Kunio|last3 = Okabe|first3 = Toru H.|journal = Metallurgical and Materials Transactions B|volume = 42|page = 37|bibcode = 2011MMTB...42...37Y }}</ref><ref>{{cite journal|doi = 10.1007/s11837-010-0190-8|title = Solar-grade silicon production by metallothermic reduction|year = 2010|last1 = Yasuda|first1 = Kouji|last2 = Okabe|first2 = Toru H.|journal = JOM|volume = 62|issue = 12|page = 94|bibcode = 2010JOM....62l..94Y }}</ref><ref>{{cite journal|doi =10.1002/recl.19590781204|title =The preparation of pure silicon|year =2010|last1 =Van Der Linden|first1 =P. C.|last2 =De Jonge|first2 =J.|journal =Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas|volume =78|issue =12|page =962}}</ref>
[[an:Silicio]]

[[ar:سليكون]]
Tahun 2006 [[Renewable Energy Corporation|REC]] mengumumkan bahwa mereka membangun pabrik berbasis teknologi ''[[Reaktor fluidized bed|fluidized bed]]'' (FB) yang menggunakan silana: 3 SiCl<sub>4</sub> + Si + 2 H<sub>2</sub> → 4 HSiCl<sub>3</sub>, 4 HSiCl<sub>3</sub> → 3 SiCl<sub>4</sub> + SiH<sub>4</sub>, SiH<sub>4</sub> → Si + 2 H<sub>2</sub>.<ref>{{cite web|title=Analyst silicon field trip|date=March 28, 2007| url=http://hugin.info/136555/R/1115224/203491.pdf|publisher=hugin.info|accessdate=2008-02-20}}</ref> Keuntungan proses teknologi fluid bed adalah proses dapat berlangsung kontinu dengan hasil lebih banyak daripada proses Siemens yang merupakan proses batch.
[[ast:Siliciu]]

[[az:Silisium]]
Saat ini, silikon dimurnikan dengan mengubahnya menjadi senyawa silikon yang lebih mudah dimurnikan dengan distilasi daripada pada kondisi awalnya, dan lalu mengubah kembali senyawa silikon tersebut menjadi silikon murni. [[Triklorosilana]] adalah senyawa silikon yang umumnya digunakan sebagai intermediate, juga [[silikon tetraklorida]] dan [[silana]].
[[be:Крэмній]]

[[be-x-old:Крэмн]]
Selain itu, ada juga ''[[proses Schumacher]]'', yang menggunakan [[tribromosilana]] sebagai pengganti triklorosilana dan teknologi fluid bed.<ref>[http://www.peaksunsilicon.com/schumacher-process/ High Purity Polysilicon – Schumacher Process]. Peak Sun Silicon. Retrieved on 2011-08-07.</ref> Meski begitu, sampai saat ini belum ada pabrikan besar yang memproduksi silikon dengan proses ini.
[[bg:Силиций]]

[[bn:সিলিকন]]
== Senyawa ==
[[br:Silisiom]]
[[Berkas:PDMS.svg|160px|ka|jmpl|[[Polidimetilsiloksana|PDMS]] – sebuah senyawa silikon]]
[[bs:Silicij]]
<!-- silisida -->
[[ca:Silici]]
* Silikon membentuk senyawa biner yang disebut dengan [[silisida]] dengan banyak elemen logam yang nantinya menghasilkan senyawa dengan sifat yang beragam, misalnya [[magnesium silisida]], Mg<sub>2</sub>Si yang sangat reaktif sampai senyawa tahan panas seperti [[molibdenum disilisida]], MoSi<sub>2</sub>.{{sfn|Greenwood|1997|pp=335–337}}
[[ckb:سیلیکۆن]]
<!-- silicon carbide -->
[[co:Siliciu]]
* [[Silikon karbida]], SiC (karborundum) adalah padatan keras, tahan panas.
[[cs:Křemík]]
<!-- silana, halosilana -->
[[cv:Кремни]]
* [[Silana]], SiH<sub>4</sub>, adalah gas [[firoforik]] dengan struktur tetrahedral mirip dengan [[metana]], CH<sub>4</sub>. Senyawa murninya sendiri tidak bereaksi dengan air ataupun asam lemah, tetapi jika bereaksi dengan alkali maka langsung akan terjadi hidrolisis.{{sfn|Greenwood|1997|p=339}} Ada kelompok silikon hidrida terkatenasi yang membentuk senyawa yang homolog, {{chem|Si|''n''|H|2''n''+2}} dengan ''n'' berkisar 2–8. Semua senyawa ini mudah terhidrolisis dan tidak stabil, terutama pada senyawa suku tinggi.{{sfn|Greenwood|1997|p=337}}<ref name = "Wiberg">{{cite book|last=Holleman|first=Arnold F.|coauthor=Wiberg, Nils|title=Lehrbuch der anorganischen Chemie|edition=102|publisher=de Gruyter|place=Berlin|year=2007|isbn=3-11-017770-6}}</ref>
[[cy:Silicon]]
<!-- Disilene and silicon silicon triple bond -->
[[da:Silicium]]
* [[Disilena]], senyawa yang berisi ikatan rangkap dua silikon-silikon (mirip [[alkena]]) dan secara umum sangat reaktif, memerlukan gugus subtituen yang besar untuk menstabilkannya.<ref>F. G. Stone, Robert West, Multiply Bonded Main Group Metals and Metalloids, Academic Press, 1996, ISBN 0-12-031139-9 [http://books.google.com/books?id=IrcORBkVjGQC&pg=PA255 p. 255]</ref> [[Disiluna]], senyawa dengan silikon-silikon rangkap tiga pertama kali didapatkan tahun 2004, meski senyawanya berbentuk non-linear, ikatannya tidak sama dengan [[alkuna]].<ref>{{cite journal|doi=10.1126/science.1102209|pmid=15375262|year=2004|last1=Sekiguchi|first1=A|last2=Kinjo|first2=R|last3=Ichinohe|first3=M|title=A stable compound containing a silicon-silicon triple bond|volume=305|issue=5691|pages=1755–7|journal=Science|bibcode = 2004Sci...305.1755S}}</ref>
[[de:Silicium]]
<!-- silicon halides -->
[[dv:ސިލިކަން]]
* Tetrahalida, SiX<sub>4</sub>, adalah senyawa yang dapat dibentuk dengan semua halogen.{{sfn|Greenwood|1997|pp=340–341}} [[Silikon tetraklorida]], misalnya, dapat bereaksi dengan air, tak sama dengan homolognya, [[karbon tetraklorida]].{{sfn|Greenwood|1997|p=342}} Silikon dihalida dapat dibentuk dengan reaksi dengan suhu tinggi antara silikon dan tetrahalida; dengan struktur yang serupa dengan [[karbena]] sehingga senyawa ini adalah senyawa reaktif. Silikon difluorida terkondensasi untuk membentuk senyawa polimer{{chem|(SiF|2|)|''n''}}.<ref name = "Wiberg"/>
[[el:Πυρίτιο]]
<!-- silica, silicic acid -->
[[en:Silicon]]
* [[Silikon dioksida]] adalah padatan tahan panas berbentuk kristal; mineral yang paling umum adalah [[quartz]]. Pada mineral quartz, setiap atom silikon dikelilingi oleh empat atom oksigen yang menjembatani atom silikon lainnya untuk membentuk kisi tiga dimensi.{{sfn|Greenwood|1997|p=342}} Silika dapat larut dalam air pada suhu tinggi untuk membentuk senyawa ''asam monosilikat'', Si(OH)<sub>4</sub>.{{sfn|Greenwood|1997|p=346}}
[[eo:Silicio]]
<!-- *silicate minerals, types of structure -->
[[es:Silicio]]
* Dengan kondisi yang sesuai, asam monosilikat dapat terpolimer untuk membentuk asam silikat yang lebih kompleks, muali dari senyawa kondensasi paling sederhana, asam disilikat (H<sub>6</sub>Si<sub>2</sub>O<sub>7</sub>) sampai struktur kompleks yang menjadi basis banyak mineral silikat yang disebut ''asam polisilikat'' {Si<sub>x</sub>(OH)<sub>4–2x</sub>}<sub>n</sub>.{{sfn|Greenwood|1997|p=346}}
[[et:Räni]]

[[eu:Silizio]]
== Aplikasi ==
[[fa:سیلیسیم]]

[[fi:Pii (alkuaine)]]
=== Senyawa ===
[[fr:Silicium]]
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. {{sfn|Greenwood|1997|p=356}}
[[frr:Silitsium]]

[[fur:Silici]]
=== Logam paduan ===
[[ga:Sileacan]]
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.
[[gl:Silicio]]

[[gn:Kuarepotiatã]]
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.<ref name="diecasting" /> Silikon merupakan komponen penting pada [[baja listrik]] karena mempengaruhi [[resistivitas]] dan [[feromagnetik]]nya.
[[gu:સિલિકોન]]

[[gv:Shillagon]]
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]].<ref name=USGS/> Sisanya digunakan oleh industri kimia untuk pembuatan [[fumed silica]], [[silana]], dan [[silikone]].
[[hak:Si̍t]]

[[haw:Silikone]]
=== Elektronik ===
[[he:צורן]]
{{main|Fabrikasi peralatan semikonduktor}}
[[hi:सिलिकॉन]]
[[Berkas:Silicon wafer with mirror finish.jpg|160px|jmpl|ka|Wafer silikon]]
[[hif:Silicon]]
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''.<ref name=USGS/> Meskipun begitu, nilai ekonomi dari silikon semikonduktor ini sangat tinggi.
[[hr:Silicij]]

[[ht:Silisyòm]]
[[Silikon monokristalin]] murni digunakan untuk memproduksi [[wafer (elektronik)|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 [[doping (semikonduktor)|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 surya|solar sel]], [[detektor semikonduktor]] dan [[perangkat semikonduktor]] lainnya.
[[hu:Szilícium]]

[[hy:Սիլիցիում]]
== Referensi ==
[[ia:Silicium]]
{{reflist}}
[[io:Siliko]]
{{Portal|kimia}}
[[is:Kísill]]
{{Compact periodic table}}
[[it:Silicio]]

[[ja:ケイ素]]
[[jbo:cancmu]]
[[Kategori:Unsur kimia]]
[[Kategori:Tabel periodik]]
[[ka:სილიციუმი]]
[[Kategori:Silikon]]
[[kk:Кремний]]
[[kn:ಸಿಲಿಕಾನ್]]
[[ko:규소]]
[[ku:Sîlîsyûm]]
[[kv:Кремний]]
[[la:Silicium]]
[[lb:Silizium]]
[[lij:Siliçio]]
[[lt:Silicis]]
[[lv:Silīcijs]]
[[mg:Silisiôma]]
[[mi:Takawai]]
[[mk:Силициум]]
[[ml:സിലിക്കൺ]]
[[mn:Цахиур]]
[[mr:सिलिकॉन]]
[[mrj:Кремний]]
[[ms:Silikon]]
[[my:ဆီလီကွန်]]
[[nah:Tecpatepozteuh]]
[[nds:Silizium]]
[[ne:सिलिकॉन]]
[[nl:Silicium]]
[[nn:Silisium]]
[[no:Silisium]]
[[oc:Silici]]
[[pa:ਸਿਲੀਕੋਨ]]
[[pl:Krzem]]
[[pnb:سلیکان]]
[[pt:Silício]]
[[qu:Ullayayaq]]
[[ro:Siliciu]]
[[ru:Кремний]]
[[scn:Siliciu]]
[[sh:Silicij]]
[[si:සිලිකන්]]
[[simple:Silicon]]
[[sk:Kremík]]
[[sl:Silicij]]
[[sq:Silici]]
[[sr:Силицијум]]
[[stq:Silicium]]
[[sv:Kisel]]
[[sw:Silikoni]]
[[ta:சிலிக்கான்]]
[[te:సిలికాన్]]
[[tg:Силитсий]]
[[th:ซิลิคอน]]
[[tl:Silikon]]
[[tr:Silisyum]]
[[ug:سىلىتسىي]]
[[uk:Кремній]]
[[uz:Kremniy]]
[[vep:Ola]]
[[vi:Silic]]
[[war:Silicon]]
[[xal:Цәкүр]]
[[yi:סיליציום]]
[[yo:Silikoni]]
[[zh:硅]]
[[zh-classical:硅]]
[[zh-min-nan:Si-lí-khóng]]
[[zh-yue:矽]]

Revisi terkini sejak 17 Juni 2024 08.58

14Si
Silikon
Sepotong silikon yang telah dimurnikan
Garis spektrum silikon
Sifat umum
Pengucapan/silikon/[1]
Alotroplihat alotrop silikon
Penampilankristalin, reflektif dengan muka berwarna kebiruan
Silikon dalam tabel periodik
Perbesar gambar

14Si
Hidrogen Helium
Lithium Berilium Boron Karbon Nitrogen Oksigen Fluor Neon
Natrium Magnesium Aluminium Silikon Fosfor Sulfur Clor Argon
Potasium Kalsium Skandium Titanium Vanadium Chromium Mangan Besi Cobalt Nikel Tembaga Seng Gallium Germanium Arsen Selen Bromin Kripton
Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon
Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon
Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson
C

Si

Ge
aluminiumsilikonfosforus
Lihat bagan navigasi yang diperbesar
Nomor atom (Z)14
Golongangolongan 14 (golongan karbon)
Periodeperiode 3
Blokblok-p
Kategori unsur  metaloid
Berat atom standar (Ar)
  • [28,08428,086]
  • 28,085±0,001 (diringkas)
Konfigurasi elektron[Ne] 3s2 3p2
Elektron per kelopak2, 8, 4
Sifat fisik
Fase pada STS (0 °C dan 101,325 kPa)padat
Titik lebur1687 K ​(1414 °C, ​2577 °F)
Titik didih3538 K ​(3265 °C, ​5909 °F)
Kepadatan mendekati s.k.2,3290 g/cm3
saat cair, pada t.l.2,57 g/cm3
Kalor peleburan50,21 kJ/mol
Kalor penguapan383 kJ/mol
Kapasitas kalor molar19,789 J/(mol·K)
Tekanan uap
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pada T (K) 1908 2102 2339 2636 3021 3537
Sifat atom
Bilangan oksidasi−4, −3, −2, −1, 0,[2] +1,[3] +2, +3, +4 (oksida amfoter)
ElektronegativitasSkala Pauling: 1,90
Energi ionisasike-1: 786,5 kJ/mol
ke-2: 1577,1 kJ/mol
ke-3: 3231,6 kJ/mol
(artikel)
Jari-jari atomempiris: 111 pm
Jari-jari kovalen111 pm
Jari-jari van der Waals222 pm
Lain-lain
Kelimpahan alamiprimordial
Struktur kristalkubus-rombus acuan muka
Struktur kristal Diamond cubic untuk silikon
Kecepatan suara batang ringan8433 m/s (suhu 20 °C)
Ekspansi kalor2,6 µm/(m·K) (suhu 25 °C)
Konduktivitas termal149 W/(m·K)
Resistivitas listrik2,3×103 Ω·m (suhu 20 °C)[4]
Celah pita1,12 eV (suhu 300 K)
Arah magnetDiamagnetik[5]
Suseptibilitas magnetik molar−3,9×10−6 cm3/mol (298 K)[6]
Modulus Young130–188 GPa[7]
Modulus Shear51–80 GPa[7]
Modulus curah97,6 GPa[7]
Rasio Poisson0,064–0,28[7]
Skala Mohs6,5
Nomor CAS7440-21-3
Sejarah
Penamaandari Latin silex atau silicis, 'batu api'
PrediksiA. Lavoisier (1787)
PenemuanJ. Berzelius[8][9] (1823)
Isolasi pertamaJ. Berzelius (1824)
Asal namaT. Thomson (1817)
Isotop silikon yang utama
Iso­top Kelim­pahan Waktu paruh (t1/2) Mode peluruhan Pro­duk
28Si 92,2% stabil
29Si 4,7% stabil
30Si 3,1% stabil
31Si renik 2,62 jam β 31P
32Si renik 153 thn β 32P
| referensi | di Wikidata
Untuk sejenis polimer, lihat silikone.

Silikon (bahasa Latin: silicium; bahasa Inggris: silicon), yang juga disebut zat pasir, adalah unsur kimia dengan lambang Si dan nomor atom 14. Senyawa yang dibentuk bersifat paramagnetik. Unsur kimia ini ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius. Silikon merupakan unsur metaloid tetravalen, 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.

Silikon merupakan elemen terbanyak kedelapan di alam semesta dari segi massanya, tetapi sangat jarang ditemukan dalam bentuk murni di alam. Silikon paling banyak terdistribusi pada debu, pasir, planetoid, dan planet dalam berbagai bentuk seperti silikon dioksida atau silikat. Lebih dari 90% kerak bumi terdiri dari mineral silikat, menjadikan silikon sebagai unsur kedua paling melimpah di kerak bumi (sekitar 28% massa) setelah oksigen.[10]

Silikon sering digunakan untuk membuat serat optik dan dalam operasi plastik digunakan untuk mengisi bagian tubuh pasien dalam bentuk silikone.

Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula sebagai zat kersik.

Sebagian besar silikon digunakan secara komersial tanpa dipisahkan, terkadang dengan sedikit pemrosesan dari senyawanya di alam. Contohnya adalah pemakaian langsung batuan, pasir silika, dan tanah liat dalam pembangunan gedung. Silika juga terdapat pada keramik. Banyak senyawa silikon modern seperti silikon karbida yang dipakai dalam pembuatan keramik berdaya tahan tinggi. Silikon juga dipakai sebagai monomer dalam pembuatan polimer sintetik silikone.

Unsur silikon juga berperan besar terhadap ekonomi modern. Meski banyak silikon digunakan pada proses penyulingan baja, pengecoran aluminium, dan beberapa proses industri kimia lainnya, sebagian silikon juga digunakan sebagai bahan semikonduktor pada elektronik-elektronik. Karena penggunaannya yang besar pada sirkuit terintegrasi, dasar dari komputer, maka kelangsungan teknologi modern bergantung pada silikon.

Silikon juga merupakan elemen esensial pada biologi, meskipun hanya dibutuhkan hewan dalam jumlah amat kecil.[11] Beberapa jenis makhluk hidup yang membutuhkannya antara lain jenis porifera dan mikroorganisme jenis diatom. Silikon digunakan untuk membuat struktur tubuh mereka.

Karakteristik

[sunting | sunting sumber]
Silikon mengkristal pada struktur kristal kubus berlian

Silikon berbentuk padat pada suhu ruangan, dengan titik lebur dan titik didih masing-masing 1.400 dan 2.800 derajat celsius.[12] 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 termal 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).[13]

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.

Bubuk Silikon

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.

Silikon yang eksis di alam terdiri dari 3 isotop yang stabil, yaitu silikon-28, silikon-29, dan silikon-30, dengan silikon-28 yang paling melimpah (92% kelimpahan alami).[14] Out of these, only silicon-29 is of use in NMR and EPR spectroscopy.[15] Dua puluh radioisotop telah diketahui, dengan silikon-32 sebagai yang paling stabil dengan paruh waktu 170 tahun dan silikon-31 dengan waktu paruh 157,3 menit.[14] Sisa isotop radioaktif lainnya mempunyai paruh waktu kurang dari 7 detik dan kebanyakan malah kurang dari 0,1 detik.[14] Silikon tidak mempunyai isomer nuklir.[14]

Isotop dari silikon mempunyai nomor massa berkisar antara 22 sampai 44.[14] Bentuk peluruhan paling umum dari 6 isotop yang nomor massanya dibawah isotop paling stabil (silikon-28) adalah β+, utamanya membentuk isotop aluminium (13 proton) sebagai produk peluruhannya.[14] Untuk 16 isotop yang nomor massanya diatas 28, bentuk peluruhan paling umumnya adalah β, utamanya membentuk isotop fosfor (15 proton) sebagai produk peluruhan.[14]

Keberadaan

[sunting | sunting sumber]
Gugusan kristal kuarsa dari Tibet. Mineral alami ini mempunyai rumus kimia SiO2.

Jika diukur berdasarkan massanya, silikon membentuk 27,7% massa kerak bumi dan merupakan unsur kedua yang paling melimpah di kerak bumi setelah oksigen.[16] Silikon biasanya ditemukan dalam bentuk mineral silikat yang kompleks, dan lebih jarang lagi dalam bentuk silikon dioksida (silika, komponen utama pada pasir). Kristal silikon murni amat sangat jarang ditemukan di alam.

Mineral silikat- berbagai macam mineral yang terdiri dari silikon, oksigen, dan berbagai logam reaktif—membentuk 90% massa kerak bumi. Hal ini dikarenakan suhu panas pada proses pembentukan sistem tata surya, silikon dan oksigen mempunyai afinitas yang besar satu sama lain, sehingga membentuk senyawa kimia. Karena oksigen dan silikon adalah unsur non-gas dan non-logam terbanyak pada puing supernova, mereka membentuk banyak silikat kompleks yang kemudian bergabung ke batuan planetesimal yang membentuk planet kebumian. Disini, mstriks mineral silikat yang tereduksi menangkap logam-logam yang reaktif untuk teroksidasi (aluminium, kalsium, natrium, kalium, dan magnesium). Setelah gas-gasnya lepas, campuran silikat ini kemudian membentuk sebagian besar kerak bumi. Karena silikat-silikat ini bermassa jenis rendah, baja, nikel, dan logam non-reaktif lainnya masuk ke dalam inti bumi, sehingga menyisakan magnesium dan silikat besi di lapisan atas.

Beberapa contoh mineral silikat yang ada di kerak bumi antara lain kelompok piroksena, amfibol, mika, dan feldspar. Mineral-mineral ini terdapat pada tanah liat dan beberapa jenis batuan seperti granit dan batu kapur.

Silika terdapat pada mineral-mineral yang terdiri dari silikon dioksida murni dengan bentuk kristal yang berbeda-beda: quartz, agate ametis, rock crystal, chalcedony, flint, jasper, dan opal. Kristal-kristal ini memiliki rumus empiris silikon dioksida, tetapi tidak terdiri dari molekul-molekul silikon dioksida. Silika secara struktur mirip dengan berlian, terdiri daripadatan kristal tiga dimensi yang terdiri dari silikon dan oksigen. Silika yang tidak murni membentuk kaca alam obsidian. Silika biogenik ada pada struktur diatom, radiolaria dan siliceous sponge.

Silikon juga merupakan komponen utama meteorit, dan merupakan komponen dari tektit, mineral silikat yang mungkin berasal dari bulan.

Campuran Ferrosilikon

Ferrosilikon, campuran silikon-besi yang terdiri dari unsur silikon dan besi dengan rasio yang berbagai macam, merupakan produk utama dari proses pengolahan unsur silikon, dengan persentase 80% dari seluruh produksi dunia. China merupakan negara pemasok silikon terbesar di dunia, dengan jumlah 4,6 juta ton (atau 2/3 produksi dunia), kebanyakan dalam bentuk ferrosilikon. Disusul kemudian oleh Rusia (610.000 ton), Norwegia (330.000 ton), Brasil (240.000 ton), dan Amerika Serikat (170.000 ton).[17] Ferrosilikon paling banyak digunakan oleh industri baja.

Campuran aluminium-silikon paling banyak digunakan dalam industri pengecoran aluminium, dengan silikon sebagai bahan aditif tunggal utama untuk meningkatkan kekuatan cornya. Karena aluminium cor paling banyak digunakan pada industri otomotif, maka penggunaan silikon ini adalah penggunaan industri tunggal terbesar dari silikon murni "metallurgical grade".[18]

Metallurgical grade

[sunting | sunting sumber]

Silikon tidaklah dicampur dengan unsur-unsur lain dalam jumlah besar, biasanya lebih dari 95% disebut dengan logam silikon. Logam silikon ini jumlahnya 20% dari total produksi elemen silikon dunia, dengan kurang dari 1-2% dari total elemen silikon (5–10% dari silikon metallurgical grade) yang dimurnikan lagi untuk digunakan pada semikonduktor. Silikon metallurgical grade adalah silikon yang dibuat secara komersial dengan mereaksikan silika dengan kayu, arang, dan batu bara pada sebuah perapian listrik menggunakan elektrode karbon. Pada suhu lebih dari 1.900 °C (3.450 °F), karbon dari bahan-bahan tadi dan silikon akan mengalami reaksi kimia SiO2 + 2 C → Si + 2 CO. Silikon cair ada di bagian dasar tungku, yang kemudian dialirkan dan didingingkan. Silikon yang diproduksi melalui proses ini disebut silikon metallurgical grade dengan tingkat kemurnian paling kecil 98%. Dalam metode ini, silikon karbida (SiC) juga dapat terbentuk karena adanya karbon berlebih dengan reaksi kimia: SiO2 + C → SiO + CO atau SiO + 2 C → SiC + CO. Meski begitu, jika konsentrasi SiO2 tinggi, maka silikon karbida dapat dieliminasi dengan reaksi kimia 2 SiC + SiO2 → 3 Si + 2 CO.

Seperti yang telah dikatakan diatas, silikon, metallurgical grade digunakan pada umumnya di industri pengecoran aluminium untuk membentuk campuran aluminium-silikon. Sisanya, digunakan oleh industri kimia untuk membentuk bubuk silika.[19]

Sampai bulan September 2008, silikon metallurgical grade dihargai 1,45 US$ per pound ($3.20/kg),[20] naik dari $0,77 per pound ($1.70/kg) pada tahun 2005.[21]

Kualitas elektronik

[sunting | sunting sumber]
Ingot silikon monokristalin didapatkan dari proses Czochralski

Penggunaan silikon untuk peralatan semikonduktor membutuhkan kemurnian yang jauh lebih tinggi daripada silikon metallurgical grade. Silikon sangat murni (>99.9%) dapat diekstraksi daripadatan silika atau senyawa silika lainnya dengan elektrolisis molten salt.[22][23] Metode ini, yang sudah dikenal paling tidak dari tahun 1854[24] (lihat juga proses FFC Cambridge), punya potensi untuk memproduksi silikon solar-grade tanpa emisi karbon dioksida.

Silikon solar-grade tidak dapat digunakan untuk semikonduktor, karena tingkat kemurniannya harus sangat tinggi. Wafer silikon yang digunakan sebagai bahan baku integrated circuit harus dimurnikan sampai 99.9999999%, proses yang membutuhkan teknologi tinggi.

Sebagian besar kristal silikon yang digunakan untuk produksi alat elektronik didapatkan dari proses Czochralski (CZ-Si) karena metode ini merupakan metode termurah saat ini dan dapat menghasilkan kristal yang besar, meski masih mengandung pengotor.

Teknik pemurnian silikon generasi awal didasarkan pada fakta apabila silikon dicairkan dan dipadatkan kembali, maka material yang terakhir memadat kebanyakan merupakan pengotornya. Metode awal untuk memurnikan silikon, pertama kali tahun 1919, digunakan untuk memproduksi komponen radar selama Perang Dunia II, dibuat dengan menghancurkan silikon metallurgical grade dan melarutkan sebagian bubuk silikon pada asam. Ketika dihancurkan, pengotor-pengotor yang terdapat pada silikon terkumpul di lapisan paling luar, sehingga jika terkena asam akan larut kembali dan menghasilkan produk silikon yang lebih murni.

Batang Polikristalin silikon dibuat dengan proses Siemens

Pada suatu waktu, DuPont memproduksi silikon ultra-murni dengan mereaksikan silikon tetraklorida dengan seng pada 950 °C, dihasilkan silikon melalui SiCl4 + 2 Zn → Si + 2 ZnCl2. Meskipun begitu, teknik ini memiliki masalah lain, (misalnya produk samping berupa seng klorida yang dihasilkan yang menyumbat) sehingga akhirnya ditemukan proses Siemens. Pada proses Siemens, atang silikon dengan kemurnian tinggi direaksikan dengan triklorosilana pada 1150 °C. Gas triklorosilana terdekomposisi dan dan tambahan silikon tersimpan dan memperbesar karena 2 HSiCl3 → Si + 2 HCl + SiCl4. Silikon yang diproduksi dari proses ini disebut Silikon polikristalin. Silikon ini mempunyai tingkat pengotor kurang dari satu ppb (part per billion).[25][26][27]

Tahun 2006 REC mengumumkan bahwa mereka membangun pabrik berbasis teknologi fluidized bed (FB) yang menggunakan silana: 3 SiCl4 + Si + 2 H2 → 4 HSiCl3, 4 HSiCl3 → 3 SiCl4 + SiH4, SiH4 → Si + 2 H2.[28] Keuntungan proses teknologi fluid bed adalah proses dapat berlangsung kontinu dengan hasil lebih banyak daripada proses Siemens yang merupakan proses batch.

Saat ini, silikon dimurnikan dengan mengubahnya menjadi senyawa silikon yang lebih mudah dimurnikan dengan distilasi daripada pada kondisi awalnya, dan lalu mengubah kembali senyawa silikon tersebut menjadi silikon murni. Triklorosilana adalah senyawa silikon yang umumnya digunakan sebagai intermediate, juga silikon tetraklorida dan silana.

Selain itu, ada juga proses Schumacher, yang menggunakan tribromosilana sebagai pengganti triklorosilana dan teknologi fluid bed.[29] Meski begitu, sampai saat ini belum ada pabrikan besar yang memproduksi silikon dengan proses ini.

PDMS – sebuah senyawa silikon
  • Silikon membentuk senyawa biner yang disebut dengan silisida dengan banyak elemen logam yang nantinya menghasilkan senyawa dengan sifat yang beragam, misalnya magnesium silisida, Mg2Si yang sangat reaktif sampai senyawa tahan panas seperti molibdenum disilisida, MoSi2.[30]
  • Silikon karbida, SiC (karborundum) adalah padatan keras, tahan panas.
  • Silana, SiH4, adalah gas firoforik dengan struktur tetrahedral mirip dengan metana, CH4. Senyawa murninya sendiri tidak bereaksi dengan air ataupun asam lemah, tetapi jika bereaksi dengan alkali maka langsung akan terjadi hidrolisis.[31] Ada kelompok silikon hidrida terkatenasi yang membentuk senyawa yang homolog, SinH2n+2 dengan n berkisar 2–8. Semua senyawa ini mudah terhidrolisis dan tidak stabil, terutama pada senyawa suku tinggi.[32][33]
  • Disilena, senyawa yang berisi ikatan rangkap dua silikon-silikon (mirip alkena) dan secara umum sangat reaktif, memerlukan gugus subtituen yang besar untuk menstabilkannya.[34] Disiluna, senyawa dengan silikon-silikon rangkap tiga pertama kali didapatkan tahun 2004, meski senyawanya berbentuk non-linear, ikatannya tidak sama dengan alkuna.[35]
  • Tetrahalida, SiX4, adalah senyawa yang dapat dibentuk dengan semua halogen.[36] Silikon tetraklorida, misalnya, dapat bereaksi dengan air, tak sama dengan homolognya, karbon tetraklorida.[37] Silikon dihalida dapat dibentuk dengan reaksi dengan suhu tinggi antara silikon dan tetrahalida; dengan struktur yang serupa dengan karbena sehingga senyawa ini adalah senyawa reaktif. Silikon difluorida terkondensasi untuk membentuk senyawa polimer(SiF2)n.[33]
  • Silikon dioksida adalah padatan tahan panas berbentuk kristal; mineral yang paling umum adalah quartz. Pada mineral quartz, setiap atom silikon dikelilingi oleh empat atom oksigen yang menjembatani atom silikon lainnya untuk membentuk kisi tiga dimensi.[37] Silika dapat larut dalam air pada suhu tinggi untuk membentuk senyawa asam monosilikat, Si(OH)4.[38]
  • Dengan kondisi yang sesuai, asam monosilikat dapat terpolimer untuk membentuk asam silikat yang lebih kompleks, muali dari senyawa kondensasi paling sederhana, asam disilikat (H6Si2O7) sampai struktur kompleks yang menjadi basis banyak mineral silikat yang disebut asam polisilikat {Six(OH)4–2x}n.[38]

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. [39]

Logam paduan

[sunting | sunting sumber]

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.[18] 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.[19] Sisanya digunakan oleh industri kimia untuk pembuatan fumed silica, silana, dan silikone.

Elektronik

[sunting | sunting sumber]
Wafer silikon

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.[19] 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, solar sel, detektor semikonduktor dan perangkat semikonduktor lainnya.

Referensi

[sunting | sunting sumber]
  1. ^ (Indonesia) "Silikon". KBBI Daring. Diakses tanggal 17 Juli 2022. 
  2. ^ "New Type of Zero-Valent Tin Compound". Chemistry Europe. 27 Agustus 2016. 
  3. ^ Ram, R. S.; et al. (1998). "Fourier Transform Emission Spectroscopy of the A2D–X2P Transition of SiH and SiD" (PDF). J. Mol. Spectr. 190 (2): 341–352. doi:10.1006/jmsp.1998.7582. PMID 9668026. 
  4. ^ Eranna, Golla (2014). Crystal Growth and Evaluation of Silicon for VLSI and ULSI. CRC Press. hlm. 7. ISBN 978-1-4822-3281-3. 
  5. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Lide, D. R., ed. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (edisi ke-86). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. 
  6. ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. hlm. E110. ISBN 0-8493-0464-4. 
  7. ^ a b c d Hopcroft, Matthew A.; Nix, William D.; Kenny, Thomas W. (2010). "What is the Young's Modulus of Silicon?". Journal of Microelectromechanical Systems. 19 (2): 229. doi:10.1109/JMEMS.2009.2039697. 
  8. ^ Weeks, Mary Elvira (1932). "The discovery of the elements: XII. Other elements isolated with the aid of potassium and sodium: beryllium, boron, silicon, and aluminum". Journal of Chemical Education: 1386–1412. 
  9. ^ Voronkov, M. G. (2007). "Silicon era". Russian Journal of Applied Chemistry. 80 (12): 2190. doi:10.1134/S1070427207120397. 
  10. ^ Nave, R. Abundances of the Elements in the Earth's Crust, Georgia State University
  11. ^ Nielsen, Forrest H. (1984). "Ultratrace Elements in Nutrition". Annual Review of Nutrition. 4: 21–41. doi:10.1146/annurev.nu.04.070184.000321. PMID 6087860. 
  12. ^ Gray, Theodore (2009). The ELements: A Visual Exploration of Every Known Atom in the Universe. Black Dog and Leventhal Publishers. hlm. 43. ISBN 978-1-57912-814-2. 
  13. ^ O'Mara, William C. (1990). Handbook of Semiconductor Silicon Technology. William Andrew Inc. hlm. 349–352. ISBN 0-8155-1237-6. Diakses tanggal 2008-02-24. 
  14. ^ a b c d e f g NNDC contributors (2008). Alejandro A. Sonzogni (Database Manager), ed. "Chart of Nuclides". Upton (NY): National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2011-08-22. Diakses tanggal 2008-09-13. 
  15. ^ Jerschow, Alexej. "Interactive NMR Frequency Map". New York University. Diakses tanggal 2011-10-20. 
  16. ^ Geological Survey (U.S.) (1975). Geological Survey professional paper. 
  17. ^ "Silicon Commodities Report 2011" (PDF). USGS. Diakses tanggal 2011-10-20. 
  18. ^ a b Apelian, D. (2009) Aluminum Cast Alloys: Enabling Tools for Improved Performance Diarsipkan 2012-01-06 di Wayback Machine.. North American Die Casting Association, Wheeling, Illinois.
  19. ^ a b c Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama USGS
  20. ^ "Metallurgical silicon could become a rare commodity – just how quickly that happens depends to a certain extent on the current financial crisis". Photon International. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2011-07-15. Diakses tanggal 2009-03-04. 
  21. ^ "Silicon" (PDF). usgs.gov. Diakses tanggal 2008-02-20. 
  22. ^ Rao, Gopalakrishna M. (1980). "Electrowinning of Silicon from K2SiF6-Molten Fluoride Systems". Journal of the Electrochemical Society. 127 (9): 1940. doi:10.1149/1.2130041. 
  23. ^ De Mattei, Robert C. (1981). "Electrodeposition of Silicon at Temperatures above Its Melting Point". Journal of the Electrochemical Society. 128 (8): 1712. doi:10.1149/1.2127716. 
  24. ^ Deville, H. St. C. (1854). "Recherches sur les métaux, et en particulier sur l'aluminium et sur une nouvelle forme du silicium". Ann. Chim. Phys. 43: 31. 
  25. ^ Yasuda, Kouji; Saegusa, Kunio; Okabe, Toru H. (2010). "Production of Solar-grade Silicon by Halidothermic Reduction of Silicon Tetrachloride". Metallurgical and Materials Transactions B. 42: 37. Bibcode:2011MMTB...42...37Y. doi:10.1007/s11663-010-9440-y. 
  26. ^ Yasuda, Kouji; Okabe, Toru H. (2010). "Solar-grade silicon production by metallothermic reduction". JOM. 62 (12): 94. Bibcode:2010JOM....62l..94Y. doi:10.1007/s11837-010-0190-8. 
  27. ^ Van Der Linden, P. C.; De Jonge, J. (2010). "The preparation of pure silicon". Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas. 78 (12): 962. doi:10.1002/recl.19590781204. 
  28. ^ "Analyst silicon field trip" (PDF). hugin.info. March 28, 2007. Diakses tanggal 2008-02-20. 
  29. ^ High Purity Polysilicon – Schumacher Process. Peak Sun Silicon. Retrieved on 2011-08-07.
  30. ^ Greenwood 1997, hlm. 335–337.
  31. ^ Greenwood 1997, hlm. 339.
  32. ^ Greenwood 1997, hlm. 337.
  33. ^ a b Holleman, Arnold F. (2007). Lehrbuch der anorganischen Chemie (edisi ke-102). Berlin: de Gruyter. ISBN 3-11-017770-6. 
  34. ^ F. G. Stone, Robert West, Multiply Bonded Main Group Metals and Metalloids, Academic Press, 1996, ISBN 0-12-031139-9 p. 255
  35. ^ Sekiguchi, A; Kinjo, R; Ichinohe, M (2004). "A stable compound containing a silicon-silicon triple bond". Science. 305 (5691): 1755–7. Bibcode:2004Sci...305.1755S. doi:10.1126/science.1102209. PMID 15375262. 
  36. ^ Greenwood 1997, hlm. 340–341.
  37. ^ a b Greenwood 1997, hlm. 342.
  38. ^ a b Greenwood 1997, hlm. 346.
  39. ^ Greenwood 1997, hlm. 356.