Silikon: Perbedaan antara revisi

₁₄Si
Silikon
14SiSilikon
Sifat umum
Pengucapan	/silikon/
Alotrop	lihat alotrop silikon
Penampilan	Sebagai lempengan: kristal; dengan permukaan sedikit ; biru gelap dan mengkilap
Silikon dalam tabel periodik
	aluminium ← silikon → fosfor
Nomor atom (Z)	14
Golongan	golongan 14 (golongan karbon)
Periode	periode 3
Blok	blok-p
Kategori unsur	metaloid
Berat atom standar (±) (Ar)	[28,084, 28,086]; 28,085±0,001 (diringkas);
Konfigurasi elektron	[Ne] 3s2 3p2
Elektron per kelopak	2, 8, 4
Sifat fisik
Fase pada STS (0 °C dan 101,325 kPa)	padat
Titik lebur	1687 K (1420 °C, 2577 °F)
Titik didih	3538 K (2355 °C, 5909 °F)
Kepadatan mendekati s.k.	2,33 g/cm3
saat cair, pada t.l.	2,57 g/cm3
Kalor peleburan	50,21 kJ/mol
Kalor penguapan	359 kJ/mol
Kapasitas kalor molar	19,789 J/(mol·K)
Sifat atom
Bilangan oksidasi	−4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4 (oksida amfoter)
Elektronegativitas	Skala Pauling: 1.90
Energi ionisasi	; (artikel)
Jari-jari atom	empiris: 117,6 pm ; perhitungan: 111 pm
Jari-jari kovalen	111 pm
Jari-jari van der Waals	210 pm
Lain-lain
Kelimpahan alami	primordial
Struktur kristal	Kubus intan Kubus intan
Kecepatan suara batang ringan	8433 m/s (suhu 20 °C)
Ekspansi kalor	2,6 µm/(m·K) (suhu 25 °C)
Konduktivitas termal	149 W/(m·K)
Celah pita	1,12 eV (suhu 300 K)
Arah magnet	nonmagnetic
Modulus Young	150 GPa
Modulus curah	100 GPa
Skala Mohs	7
Nomor CAS	7440-21-3
Isotop silikon yang utama
	lihat; bicara; sunting; \| referensi \| di Wikidata

Jelajahi riwayat secara interaktif

← Revisi sebelumnya Revisi selanjutnya →

Konten dihapus Konten ditambahkan

VisualTeks wiki

Sebaris

Revisi per 16 Agustus 2012 02.29

Untuk sejenis polimer, lihat silikone.

Silikon 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 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 bahasa Latin: 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.

Silikon merupakan 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 unsur kedua paling melimpah di kerak bumi (sekitar 28% massa) setelah oksigen.^[4]

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.^[5] Beberapa jenis makhluk hidup yang membutuhkannya antara lain jenis porifera dan mikroorganisme jenis diatom. Silikon digunakan untuk membuat struktur tubuh mereka.

Karakteristik

Fisik

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.^[6] 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⁻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 tapi 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).^[7]

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.

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.

Isotop

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).^[8] Out of these, only silicon-29 is of use in NMR and EPR spectroscopy.^[9] 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.^[8] Sisa isotop radioaktif lainnya mempunyai paruh waktu kurang dari 7 detik dan kebanyakan malah kurang dari 0,1 detik.^[8] Silikon tidak mempunyai isomer nuklir.^[8]

Isotop dari silikon mempunyai nomor massa berkisar antara 22 sampai 44.^[8] 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.^[8] Untuk 16 isotop yang nomor massanya diatas 28, bentuk peluruhan paling umumnya adalah β⁻, utamanya membentuk isotop fosfor (15 proton) sebagai produk peluruhan.^[8]

Keberadaan

Jika diukur berdasarkan massanya, silikon membentuk 27,7% massa kerak bumi dan merupakan unsur kedua yang paling melimpah di kerak bumi setelah oksigen.^[10] 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, 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.

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

Produksi

Campuran

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).^[11] 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".^[12]

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 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.^[13]

Sampai bulan September 2008, silikon metallurgical grade dihargai 1,45 US$ per pound ($3.20/kg),^[14] naik dari $0,77 per pound ($1.70/kg) di tahun 2005.^[15]

Senyawa

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.^[16]
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, tapi jika bereaksi dengan alkali maka langsung akan terjadi hidrolisis.^[17] Ada kelompok silikon hidrida terkatenasi yang membentuk senyawa yang homolog, Si_nH_2n+2 dengan n berkisar 2–8. Semua senyawa ini mudah terhidrolisis dan tidak stabil, terutama pada senyawa suku tinggi.^[18]^[19]

Referensi

^ (Indonesia) "Silikon". KBBI Daring. Diakses tanggal 17 Juli 2022.
^ "New Type of Zero-Valent Tin Compound". Chemistry Europe. 27 Agustus 2016.
^ 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.
^ Nave, R. Abundances of the Elements in the Earth's Crust, Georgia State University
^ 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.
^ 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.
^ 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.
^ ^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. Diakses tanggal 2008-09-13.
^ Jerschow, Alexej. "Interactive NMR Frequency Map". New York University. Diakses tanggal 2011-10-20.
^ Geological Survey (U.S.) (1975). Geological Survey professional paper.
^ "Silicon Commodities Report 2011" (PDF). USGS. Diakses tanggal 2011-10-20.
^ Apelian, D. (2009) Aluminum Cast Alloys: Enabling Tools for Improved Performance. North American Die Casting Association, Wheeling, Illinois.
^ Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama USGS
^ "Metallurgical silicon could become a rare commodity – just how quickly that happens depends to a certain extent on the current financial crisis". Photon International. Diakses tanggal 2009-03-04.
^ "Silicon" (PDF). usgs.gov. Diakses tanggal 2008-02-20.
^ Greenwood 1997, hlm. 335–337.
^ Greenwood 1997, hlm. 339.
^ Greenwood 1997, hlm. 337.
^ Holleman, Arnold F. (2007). Lehrbuch der anorganischen Chemie (edisi ke-102). Berlin: de Gruyter. ISBN 3-11-017770-6.

Artikel bertopik kimia ini adalah sebuah rintisan. Anda dapat membantu Wikipedia dengan mengembangkannya.

Templat:Link FA

[1] (Indonesia) "Silikon". KBBI Daring. Diakses tanggal 17 Juli 2022.

[ZeroValentTin-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] Nave, R. Abundances of the Elements in the Earth's Crust, Georgia State University

[Niels-5] 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.

[6] 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.

[7] 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.

[NNDC-8] ^ ^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. Diakses tanggal 2008-09-13.

[9] Jerschow, Alexej. "Interactive NMR Frequency Map". New York University. Diakses tanggal 2011-10-20.

[10] Geological Survey (U.S.) (1975). Geological Survey professional paper.

[11] "Silicon Commodities Report 2011" (PDF). USGS. Diakses tanggal 2011-10-20.

[diecasting-12] Apelian, D. (2009) Aluminum Cast Alloys: Enabling Tools for Improved Performance. North American Die Casting Association, Wheeling, Illinois.

[USGS-13] Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama USGS

[14] "Metallurgical silicon could become a rare commodity – just how quickly that happens depends to a certain extent on the current financial crisis". Photon International. Diakses tanggal 2009-03-04.

[15] "Silicon" (PDF). usgs.gov. Diakses tanggal 2008-02-20.

[FOOTNOTEGreenwood1997335–337-16] Greenwood 1997, hlm. 335–337.

[FOOTNOTEGreenwood1997339-17] Greenwood 1997, hlm. 339.

[FOOTNOTEGreenwood1997337-18] Greenwood 1997, hlm. 337.

[Wiberg-19] Holleman, Arnold F. (2007). Lehrbuch der anorganischen Chemie (edisi ke-102). Berlin: de Gruyter. ISBN 3-11-017770-6.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

@@ Baris 168: / Baris 168: @@
 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>
+==Senyawa==
+[[File:Pdms.png|160px|right|thumb|[[Polidimetilsiloksana|PDMS]] – sebuah senyawa silikon]]
+<!-- silisida -->
+*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}}
+<!-- silicon carbide -->
+*[[Silikon karbida]], SiC (karborundum) adalah padatan keras, tahan panas.
+<!-- silana, halosilana -->
+*[[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, tapi 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>
 ==Referensi==