سيليكون
الخواص الكيميائية

| X = | C | Si | H | F | Cl | Br | I | O– | N< |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| C–X | 368 | 360 | 435 | 453 | 351 | 293 | 216 | ~360 | ~305 |
| Si–X | 360 | 340 | 393 | 565 | 381 | 310 | 234 | 452 | 322 |
إنّ كتل السيليكون البلّوري عادةَ ما تكون خاملة، ولكنّها تصبح ذات نشاط كيميائي أكبر مع ارتفاع درجة الحرارة. وكما هو الحال مع جاره الألومنيوم فإنّ السيليكون يشكّل طبقة رقيقة سطحية من ثنائي أكسيد السيليكون SiO2 والتي تقيه من الأكسدة وتقوم بدور مخمّل. لذلك فإنّ السيليكون لا يتفاعل بشكل ملموس مع أكسجين الهواء عند درجات حرارة دون 900 °س، ولكن عند درجات حرارة أعلى من ذلك يزداد تشكّل طبقة برّاقة من ثنائي الأكسيد بشكل سريع بين درجتي 950 °س و 1160 °س؛ وعند الوصول إلى درجة الحرارة 1400 °س يمكن للنتروجين أن يتفاعل مع السيليكون ليشكّل مجموعة من النتريدات مثل SiN و Si3N4. يمكن للسيليكون أن يتفاعل مع بخار الكبريت عند الدرجة 600 °س، وبخار الفوسفور عند الدرجة 1000 °س. بالرغم من ذلك لا تستطيع طبقة الأكسيد تلك أن تمنع التفاعل مع الهالوجينات، فالفلور يهاجم السيليكون بعنف عند درجة حرارة الغرفة، أمّا الكلور فيقوم بذلك عند الدرجة 300 °س، في حين أنّ البروم واليود يهاجمان السيليكون عند الدرجة 500 °س. لا يتفاعل السيليكون مع أغلب الأحماض الممدّدة، ولكنه يتأكسد ويتعقّد مع مزائج حمض الهيدروفلوريك الحاوية على الكلور أو حمض النتريك ليشكّل الفلوروسيليكات الموافقة. من جهةٍ أخرى فإنّ السيليكون ينحلّ في محاليل القلويات الساخنة ليشكّل السيليكات الموافقة. عند درجات حرارة مرتفعة يتفاعل السيليكون مع هاليدات الألكيل باستخدام النحاس حفّازاً من أجل الحصول على كلوريدات السيليكون العضوية، والتي تعدّ مواداً أوّلية لتحضير البوليميرات السيليكونية. عند انصهاره يصبح السيليكون ذا نشاط كيميائي وتفاعلية كبيرة للغاية، وهو يشكّل سبائك مع أغلب الفلزّات ليشكّل السيليسيدات الموافقة؛ كما أنّه قادر بتلك الحالة المنصهرة على أن يختزل أغلب أكاسيد الفلزّات، لأنّ الحرارة القياسية لتكوين ثنائي أكسيد السيليكون كبيرة. ولذلك الأمر فإنّ الحاويات المخصّصة لمصهور السيليكون ينبغي أن تكون مصنوعة من مواد حرارية خاملة مثل ثنائي اكسيد الزركونيوم، أو البوريدات اللافلزّية.
يعدّ التناسق رباعي السطوح الطابع البنائي الرئيسي في كيمياء السيليكون، كما هو الحال في كيمياء الكربون. ولكنّ المدارات 3p هي أكثر انتشاراً من مدارات 2p، بالتالي فهي لا تتهجّن بشكل مثالي مع مدارات 3s؛ بالتالي فإن كيمياء السيليكون ومجانساته الأثقل في المجموعة الرابعة عشرة تظهر اختلافاً واضحاً عن كيمياء الكربون. فعلى سبيل المثال، تبلغ قيمة كهرسلبية السيليكون مقدار 1.90، وهي أقلّ بكثير من الكربون (2.55)، لأنّ إلكترونات التكافؤ في السيليكون هي أبعد عن النواة من تلك التي للكربون، وبالتالي تكون قوى التجاذب الكهربائية الساكنة مع النواة أضعف. يؤدّي التطابق الضعيف لمدارات 3p إلى ميل أقلّ للسيليكون كي يشكّل سلاسل طويلة من روابط Si–Si بالمقارنة مع الكربون، وذلك يعكس حقيقة كون الرابطة Si–Si أضعف من نظيرتها C–C. إذ أنّ متوسّط طاقة رابطة Si–Si يبلغ تقريباً 226 كيلوجول/مول، بالمقارنة مع 356 كيلوجول/مول بالنسبة للرابطة C–C. وذلك يؤدّي أيضاً إلى ضعف ميل السيليكون إلى تشكيل روابط مضاعفة بين ذرّاته. بالتالي فهناك تباين واضح بين كيمياء السيليكون والكربون، وخاصّةً في مجال الكيمياء العضوية للكربون؛ كما أنّ معادن السيليكات ذات بنية معقّدة لا تُرى في أكاسيد الكربون.
من جهةٍ أخرى، يؤدّي وجود عقد قطرية في مدارات 3p عند السيليكون إلى زيادة احتمالية فرط التكافؤ، وذلك يشاهد في مشتقّات السيليكون خماسية وسداسية التناسق، وذلك في الأنيونين -SiX5 و 2-SiF6، على الترتيب. يؤدّي ازدياد الفجوة الطاقية بين المدارات s والمدارات p نزولاً في مجموعة الكربون، فإنّ ثباتية واستقرار الحالة ثنائية التكافؤ تزداد أيضاً، وذلك من الكربون إلى الرصاص، كما تزداد الصفة الفلزّية للعناصر. بناءً على ذلك، فإنّه لا يوجد للسيليكون إلّا البعض القليل من المركّبات ثنائية التكافؤ، وهي غير مستقرّة؛ كما أنّ السيليكون يبدي بعض السمات الفلزّية الأوّلية، وخاصّةً في سلوك مركّباته الأكسجينية، وكذلك في تفاعله مع الأحماض والقواعد (رغم صعوبتها)؛ بالتالي فإنه يصنّف ضمن أشباه الفلزّات أكثر من كونه لا فلزّاً. يشبه السيليكون الجرمانيوم في سلوكه أكثر من الكربون، ويتعزّز هذا التشابه بانكماش المدارات d في الجرمانيوم، ممّا يؤدّي إلى تقارب في حجم الذرة فيه بالنسبة للسيليكون، وذلك بشكل أكبر ممّا يوحيه الاتجاه الدوري.، ولكن بالرغم من ذلك توجد اختلافات جوهرية بين هذين العنصرين، بسبب استقرار التكافؤ الثنائي في الجرمانيوم، وذلك لسمته الفلزّية الأوضح؛ بالإضافة إلى ذلك فإنّ ضعف الرابطة Ge–O بالمقارنة مع Si–O يؤدّي إلى غياب السلاسل البوليميرية عند الجرمانيوم كما هو الحال في البوليميرات السيليكونية.