stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
سيليكون
الخواص الفيزيائية > البنية الذرية

لذرّة السيليكون أربعة عشر إلكتروناً؛ وهي تكون في الحالة القاعية ذات توزيع إلكتروني على الشكل Ne] 3s2 3p2]. إذاً توجد أربعة إلكترونات تكافؤ في الغلاف الإلكتروني الخارجي، بالتالي بإمكان ذرّة السيليكون أن تحقّق قاعدة الثمانيات وأن تتبنّى الترتيب الإلكتروني المستقرّ للآرغون بتشكيل أربع روابط تساهمية لتعطي مركّبات كيميائية على النمط SiX4، والتي يكون لها بنية جزيئية رباعية السطوح ذات تهجين مداري من النمط sp3، تحتلّ فيها ذرّة السيليكون المركز، والذرّات الأربع الأخرى على قمم رباعي السطوح. تبلغ قيم أوّل أربع طاقات تأين للسيليكون 786.3 و 1576.5 و 3228.3 و 4354.4 كيلوجول/مول، على الترتيب. تعدّ تلك القيم مرتفعة بالشكل الكافي لاستثناء احتمالية أن تكون كيمياء هذا العنصر ذات سمة أيونية؛ إذ تهيمن عليها السمة التساهمية بالفعل. بالنظر إلى الاتجاهات الدورية فإنّ نصف قطر ذرّة السيليكون في روابطها التساهمية الأحادية (117.6 بيكومتر) يقع وسطاً بين تلك القيم الموافقة لذرّة الكربون (77.2 بيكومتر) ولذرّة الجرمانيوم (122.3 بيكومتر)؛ في حين أنّ القيمة الافتراضية لنصف القطر الأيوني لذرّة السيليكون قد تكون قرابة 40 بيكومتر.
الخواص الفيزيائية > البنية البلورية

يتبلور السيليكون في الشروط القياسية على شكل بنية تساهمية ضخمة على هيئة شبكة بلّورية ثلاثية الأبعاد لها بنية الألماس المكعّبة، ممّا يفسّر الارتفاع النسبي لنقطة الانصهار (1414 °س)، إذ يتطلّب تكسير هذه الروابط التساهمية وتحطيمها الكثير من الطاقة. لا توجد متآصلات من السيليكون عند الضغوط العادية؛ إلّا أنّه يتبنّى أشكالاً بلّورية مختلفة عند ضغوط مرتفعة؛ إذ تؤدّي زيادة الضغط إلى زيادة العدد التناسقي، ممّا يولّد متآصلاً ذا تعبئة متراصّة عند قرابة 40 غيغاباسكال. يغلي السيليكون عند 3265 °س، ورغم الارتفاع النسبي لتلك القيمة فإنها تبقى أقلّ من قيمة نقطة تسامي مجانسه الكربون (3642 °س)؛ كما أنّ للسيليكون حرارة تبخّر أقلّ من الكربون، وذلك يتوافق مع حقيقة أنّ الرابطة Si–Si أضعف من الرابطة C–C. بيّنت الأبحاث أنّه بالإمكان إنشاء بنية من رقائق السيليسين بشكل مشابه للغرافين.
الخواص الفيزيائية > الخواص الإلكترونية

ينتمي السيليكون إلى أشباه الموصلات، وتنخفض المقاومية مع ارتفاع درجة الحرارة، ويعود ذلك بسبب وجود فجوة نطاق طاقية صغيرة (1.107 إلكترون فولت) بين أعلى المستويات الطاقية المشغولة بالإلكترونات (نطاق التكافؤ) وبين أخفض المستويات الطاقية غير المشغولة بالإلكترونات (نطاق التوصيل). يقع مستوى فيرمي للسيليكون في منتصف المسافة تقريباً بين نطاقي التكافؤ والتوصيل، بالتالي فإنّ السيليكون النقي هو من المواد العازلة عند درجة حرارة الغرفة. بالمقابل، تؤدّي إشابة السيليكون بعنصر من مجموعة النتروجين (نكتوجين) مثل الفوسفور أو الزرنيخ أو الإثمد إلى توفير إلكترون فائض لكلّ ذرّة شائبة، ممّا يسهّل إثارة الإلكترونات إلى نطاق التوصيل إمّا بأسلوب حراري أو ضوئي، وذلك يولّد شبه موصل من النوع N. بشكل مشابه، فإنّ إشابة السيليكون بعنصر من مجموعة البورون مثل البورون أو الألومنيوم أو الغاليوم تؤدّي إلى توفير مستويات مستقبلة قادرة على التقاط واحتجاز الإلكترونات التي يمكن أن تثار من نطاق التوصيل الممتلئ، ممّا يولّد شبه موصل من النوع p. يؤدّي وصل سيليكون من النوع N مع سيليكون من النوع p إلى تشكيل وصلة الموجب والسالب، والتي تقوم بعمل ثنائي المساري، والذي ينظّم تدفّق الإلكترونات باتجاه واحد.
الخواص الكيميائية > المركبات الكيميائية

يشكل السيليكون عدداً معتبراً من المركّبات الكيميائية، والتي يكون فيها السيليكون رباعي التكافؤ بشكل شبه سائد. يغلب على كيمياء السيليكون الارتباط الوثيق مع ذرّة الأكسجين، فمركّباته الأكسجينية هي الأكثر انتشاراً.
الخواص الكيميائية > المركبات الكيميائية > السيليسيدات

هناك عددٌ كبير من سيليسيدات الفلزّات المعروفة، والتي يطغى عليها سمة عدم وجود تركيب كيميائي بسيط استناداً على التكافؤ وعلى قياس اتحادية العناصر وكذلك على نوع الرابطة الكيميائية. فهناك عددٌ من الصيغ المختلفة التي توجد عليها السيليسيدات مثل M6Si و M5Si و M4Si و M15Si4 و M3Si و M5Si2 و M2Si و M5Si3 و M3Si2 و MSi, M2Si3 و MSi2 و MSi3 و MSi6. تكون السيليسيدات في بنيتها أقرب للبوريدات من الكربيدات، وذلك مثال على العلاقة القطرية بين الكربون والبورون. تكون الحرارة القياسية للتكوين في السيليسيدات مقاربة للبوريدات والكربيدات الموافقة، ولكنها تنصهر عادةً عند درجات حرارة أخفض.
عادةً ما تُحضَّر السيليسيدات من التفاعل المباشر بين العناصر المكوّنة، فعلى سبيل المثال تتفاعل عناصر الفلزّات القلوية والفلزّات القلوية الترابية مع السيليكون أو ثنائي أكسيد السيليكون لتعطي السيليسيدات الموافقة عند درجات حرارة مرتفعة؛ ويغلب عليها الصفة التساهمية، إذ أنّه من الصعب عزل أنيونات للسيليكون مع تلك العناصر مرتفعة الكهرجابية، ويكون الارتباط على شكل أنيونات 4-Si4 والمتساوية إلكترونياً مع الفوسفور الأبيض P4.
الخواص الكيميائية > المركبات الكيميائية > السيلانات

السيلانات هي سلسلة متجانسة من المركّبات الكيميائية المكوّنة من السيليكون والهيدروجين، ولها الصيغة العامة SinH2n + 2، ويعرف منها سلاسل متفرّعة وغير متفرّعة حتى قيمة تصل من n=8؛ كما أن المركّبات الحلقية على الشكل Si5H10 و Si6H12 معروفة أيضاً. أشهر تلك المركّبات هي أحادي السيلان SiH4 وثنائي السيلان Si2H6، واللذان يوجدان في الطور الغازي، أمّا ثلاثي السيلان Si3H8 والسيلانات العليا فهي توجد في الطور السائل في الشروط القياسية.
كان ألفرد شتوك من الرائدين في دراسة هذه المركّبات؛ وهي يمكن أن تُحضَّر انطلاقاً من سيليسيد المغنيسيوم، كما يمكن أن تُحضَّر من اختزال السيلانات المستبدلة باستخدام مختزل قويّ مثل هيدريد ألومنيوم الليثيوم في وسط من الإيثر عند درجات حرارة منخفضة. يمكن الحصول على السيلانات المستبدلة من تفاعل الأحماض الهالوجينية مع السيليكون بوجود حفّاز من النحاس. عند وجود مستبدلات عضوية مناسبة يمكن للسيلانات أن تعطي بولي سيلانات مستقرّة.
الخواص الكيميائية > المركبات الكيميائية > ثنائي أكسيد السيليكون

توجد تحويرات متنوّعة من ثنائي أكسيد السيليكون، الذي يعرف بالاسم الشائع «السيليكا»، في الطبيعة، وهو يدخل في تركيب العديد من المعادن والصخور. تكون أغلب الأشكال البلورية للسيليكا مرتّبة على هيئة رباعيات سطوح متّصلة مع بعضها على شكل سلاسل طويلة جدّاً من {SiO4} تتّصل مع بعضها برؤوسها. وفق هذا الترتيب تحتلّ ذرّة السيليكون المركز، وعلى الرؤوس تتوضّع ذرّات الأكسجين، حيث تتّصل كلّ ذرّة أكسجين بذرّتي سيليكون. يعدّ النمط البلّوري من الشكل ألفا-كوارتز ، من الأنماط المستقرّة ديناميكياً حرارياً عند درجة حرارة الغرفة، وتكون رباعيات السطوح فيها متّصلة ببعضها على شكل سلاسل حلزونية متداخلة، مع وجود طولان مختلفان للرابطة Si–O هما 159.7 و 161.7 بيكومتر؛ أمّا زاوية الرابطة Si–O–Si فتبلغ 144°. يمكن أن تكون جهة الدوران في تلك الترتيبات الحلزونية إمّا يمينية أو يسارية، ولذلك فإنّ بلّورات ألفا-كوارتز ذات فعالية ضوئية. عند الدرجة 537 °س يتغيّر الترتيب بسرعة وبشكل عكوس إلى النمط بيتا-كوارتز  المشابه، والذي تختلف فيه مقدار الزاوية Si–O–Si لتصبح 155°، مع الاحتفاظ بالقساوة. يؤدّي التسخين إلى 867 °س إلى تحوّل طوري آخر إلى بيتا-تريديميت ، والذي تتكسر فيه بعض روابط Si–O ممّا يسمح لرباعيات السطوح {SiO4} أن تشكّل بنية مفتوحة وأقل تراصّاً. يعدّ هذا التحوّل بطيئاً، وعندما يُترَك ليبرد إلى قرابة 120 °س، فإنّه يتحوّل بسرعة وبشكل عكوس إلى بنية ألفا-تريديميت ، الشبيهة ببنية الكوارتز. يتحوّل البيتا-تريديميت إلى الشكل المكعّب من بيتا-كريستوباليت  عند قرابة 1470 °س، والتي توجد بشكل شبه مستقرّ تحت درجة حرارة التحوّل الطوري، وتتحوّل عند التبريد ما بين 200–280 °س إلى النمط ألفا-كريستوباليت  عند حدوث انزياحات صغيرة للذرّات. ينصهر البيتا-كريستوباليت عند الدرجة 1713 °س، ويؤدّي التبريد حينها إلى حدوث تزجيج للسيليكا. تبقى رباعيات السطوح {SiO4} في السيليكا المزجّجة متّصلة مع بعضها برؤوسها، ولكن مع ضياع تناظر ودورية الترتيب البلّوري. بسبب التحوّل البطيء بين هذه الأنماط المذكورة، فإنّه من الممكن للتسخين السريع أن يصهر ألفا-الكوارتز (1550 °س) أو البيتا-تريديميت (1703 °س)؛ من جهةٍ أخرى تغلي السيليكا عند قرابة الدرجة 2800 °س.
إنّ ثنائي أكسيد السيليكون شبه خاملة كيميائياً، وهو لا يهاجَم من أيّ حمض ما عدا حمض الهيدروفلوريك؛ ولكنّه بالمقابل ينحلّ ببطء في المحاليل القلوية المركّزة، ولكن عملية الانحلال في مصهور الهيدروكسيدات أو الكربونات القلوية تكون أسرع، ممّا يشكّل سيليكات الفلزّات الموافقة. يعدّ الفلور الوحيد من بين العناصر القادر على مهاجمة السيليكا عند درجة حرارة الغرفة ليشكّل رباعي فلوريد السيليكون، يستطيع الهيدروجين والكربون التفاعل مع السيليكا، ولكن عند درجات حرارة تتجاوز 1000 °س.
الخواص الكيميائية > المركبات الكيميائية > الأحماض السيليسية

تؤدّي إضافة الماء إلى السيليكا إلى انخفاض نقطة انصهارها بقرابة 800 °س، وذلك بسبب حدوث خلخلة جزئية في البنية، فتحلّ روابط Si–OH مكان Si–O–Si في البنية. يؤدّي زيادة تركيز الماء إلى تشكيل هلام السيليكا (السيليكا جل) ، بالإضافة إلى مستعلقات غروانية مميّهة أخرى للسيليكا. إذ توجد العديد من الهيدرات التي تتشكّل في المحاليل الممدّدة، والتي سرعان ما تترسّب وتتكثّف وتتشابك لتعطي العديد من الأحماض السيليسية المبلمرة، فتكون الصيغة العامّة لوحدة التكرار على الشكل [SiOx(OH)4−2x]، وهذا السلوك مشابه لما لعناصر البورون والألومنيوم على سبيل المثال. بالتالي، فعلى الرغم من التمكّن من تحديد بنية بعض الأحماض السيليسية في المحاليل الممدّدة، مثل حمض أورثو السيليسيك
Si(OH)4 وحمض ميتا السيليسيك SiO(OH)2، فإنّه لم يتمكّن من عزلها في الحالة الصلبة.
الخواص الكيميائية > المركبات الكيميائية > مركبات لاعضوية أخرى

يتشكّل ثنائي كبريتيد السيليكون من حرق السيليكون في الكبريت الغازي عند الدرجة 100 °س؛ ويؤدي تسامي المركّب الناتج SiS2 في وسط من النتروجين إلى الحصول على ألياف طويلة بيضاء ومرنة شبيهة بشكلها بالأسبست، وببنيتها بالسيليكا-W، ولكن يفتقد SiS2 التنوّع في البنى الذي يمتلكه SiO2، وهو يتحلمه إلى السيليكا وكبريتيد الهيدروجين. كما يتفاعل بسهولة مع الأمونيا السائلة ليشكّل مركّب إيميدي NH4SH.
وهو يتفاعل مع كبريتيدات الصوديوم والمغنيسيوم والألومنيوم والحديد ليشكّل مركّبات الثيوسيليكات  الموافقة؛ في حين يعطي التفاعل مع الإيثانول إلى الحصول على رباعي إيثيل أورثو السيليكات وكبريتيد الهيدروجين. يؤدّي تفاعل كبريتيد الهيدروجين مع رباعي هاليدات السيليكون إلى الحصول على ثيوهاليدات  السيليكون المختلفة. يمكن الحصول على نتريد السيليكون Si3N4 من التفاعل المباشر بين السيليكون والنتروجين فوق الدرجة 1300 °س، ولكن يمكن الحصول على هذا المركّب بأسلوب أفضل من تسخين السيليكا مع الفحم في جوّ من غازي النتروجين والهيدروجين عند الدرجة 1500 °س. يعدّ مركّب نتريد السيليكون من المواد السيراميكية وهي مادّة خاملة كيميائياً وحرارياً، كما أنّها كثيفة وذات صلادة مرتفعة (9 على مقياس موس). من المواد الحرارية المشابهة مركّب Si2N2O، والذي يتشكّل من تسخين السيليكون والسيليكا عند الدرجة 1450 °س في جوّ من الآرغون حاوٍ على 5% من النتروجين. تتكوّن البنية من تناوب ذرّات السيليكون رباعي التناسق مع النتروجين ثلاثي التناسق في شبكة سداسية متراصّة ومتشابكة مع بعضها البعض بروابط Si–O–Si غير خطّية.
يعطي تفاعل هاليدات السيليل مع الأمونيا أو مشتقّات ألكيل الأمونيا في الطور الغازي أو في وسط من محلول إيثانولي نواتج مختلفة من مركّبات سيليلاميد  المتطايرة، وهي مجانسات سيليكونية للأمينات.
جرى تحضير العديد من تلك المركّبات، ولكن الأنواع الكيميائية الحاوية على الرابطة SiH–NH غير مستقرّة عند درجة حرارة الغرفة. كما جرى تحضير مناظرات سيليكونية للإيمينات حاوية على الرابطة المزدوجة Si=N، ولكنّها غير مستقرّة أيضاً.
حُضّر مركّب كربيد السيليكون SiC لأوّل مرة سنة 1891 من الكيميائي إدوارد غودريتش أتشيسون، الذي أطلق عليه اسم كربوروندوم ، وأسّس شركة لإنتاجه. يوجد من كربيد السيليكون أكثر من 250 شكل بلّوري. ما يميّز تعدّد الأشكال في كربيد السيليكون هو وجود عائلة كبيرة من البنى البلّورية المتشابهة، والتي تكون فيها التحويرات بسيطة، فيكون التشابه على بُعدَين اثنين ويختلف في البعد الثالث. بالتالي يمكن النظر إليها على أنها طبقات مكدّسة في تتابع معيّن. يعدّ كربيد السيليكون أكثر مركّب ثنائي للسيليكون ثابت حرارياً، وهو يبدي مظاهر التفكّك بفقدان السيليكون عند درجات حرارة قرابة 2700 °س. إلّا أنّ ثباتيته الكيميائية أقلّ من الحرارية وخاصّةً عند درجات الحرارية المرتفعة، إذ يؤدّي إزالة طبقة ثنائي أكسيد السيليكون الواقية عليه بالتفاعل مع مصهور الهيدروكسيدات أو الكربونات إلى أكسدته تلقائياً؛ كما أنه يُهاجَم من غاز الكلور عند الدرجة 1000 °س ليشكّل الكلوريدات الموافقة.
الخواص الكيميائية > المركبات الكيميائية > مركبات السيليكون العضوية

بسبب التقارب في قوة الرابطة الكيميائية بين Si–C و C–C، فإن مركّبات السيليكون العضوية غالباً ما تكون مستقرّة كيميائياً وحرارياً. فعلى سبيل المثال يمكن أن يُقطّر مركّب SiPh4 (رباعي فينيل السيلان} ) في الهواء حتى بالقرب من نقطة غليانه (428 °س)، وكذلك الأمر مع مشتقّاته Ph3SiCl و Ph2SiCl2، التي تغلي عند 378 °س و305 °س، على الترتيب. وبشكل أبعد من ذلك، هناك تشابه إلى حدّ ما بين كيمياء الكربون العضوية وكيمياء السيليكون تبعاً للقدرة على تشكيل سلاسل طويلة وروابط مضاعفة. ولكن من جهة أخرى هناك اختلافات بسبب كهرجابية السيليكون بالمقارنة مع الكربون، فالرابطة Si–F أقوى من نظيرتها C–F، في حين أن الرابطة C–H أقوى بكثير من Si–H؛ كما أن ارتفاع كهرجابية السيليكون يجعل من قطبية الرابطة Si–H معكوسة بالنسبة للرابطة C–H، فالفرق في الكهرسلبية في الأخيرة هي +0.45 (هيدروجين-كربون)، في حين يبلغ الفرق في Si–H مقدار −0.2 (هيدروجين-سيليكون).بالإضافة إلى ذلك فإنّ السيليكون قادر على التوسّع في ثمانيته الإلكترونية أثناء تشكيل الروابط بشكل لا يوجد في الكربون، وبالتالي هناك بعض التفاعلات السيليكونية العضوية التي لا يوجد مناظر في كيمياء الكربون العضوية.
يمكن الحصول على مركّبات السيليكون العضوية مخبرياً بإجراء تفاعل إضافة سيليل (سيللة ) للمركّبات العضوية من تفاعل كلوريد ثلاثي ميثيل السيليل أو رباعي كلوريد السيليكون مع مركب ليثيوم عضوي أو كاشف غرينيار (مركّب مغنيسيوم عضوي) أو مركّب ألومنيوم عضوي. كما تُحضّر تلك المركّبات مخبرياً من تفاعل إضافة سيليل هيدروجينية ، والذي يتضمّن إضافة الرابطة Si–H إلى رابطة C=C المضاعفة. أمّا صناعياً فيُستحصَل على مركّبات السيليكون العضوية من التفاعل المباشر بين هاليدات الألكيل أو الأريل مع السيليكون بوجود فلز النحاس حفّازاً للعملية. من الأمثلة على المجموعات العضوية السيليكونية واسعة الاستخدام مجموعة ثلاثي ميثيل السيليل، والتي تستخدم مجموعة حماية في التفاعلات العضوية. هناك العديد من المشتقّات الكلوريدية الحاوية على ميثيل السيلان، مثل ميثيل ثلاثي كلورو السيلان أو ثنائي ميثيل ثنائي كلورو السيلان أو كلورو ثنائي ميثيل السيلان. من مجموعات السيليكون العضوية أيضاً كلّ من سيليل الإيثر والسيلوكسان والتريفلات. أمّا من المركّبات المعروفة رباعي ميثيل السيلان، والذي يستخدم مادّة مقياسية من أجل تعيير الانزياح الكيميائي في مطيافية الرنين المغناطيسي النووي. كما يعدّ مركّب تريفلات ثلاثي ميثيل السيليل من أحماض لويس القويّة جدّاً، ويستخدم من أجل تحويل مركّبات الكربونيل إلى أسيتال وإيثر سيليلي إينولي، واللذان يتفاعلان مع بعضهما بشكلٍ مناظر للتفاعل الألدولي.
الدور الحيوي

على الرغم من توفّر السيليكات بشكلٍ كبير في القشرة الأرضية، إلّا أنّ هناك عددٌ قليلٌ نسبياً من الكائنات الحيّة القادرة على استخدامه والاستفادة منه حيوياً. من بين هذه الاستثناءات تندرج كلّ من كائنات الدياتوم  والشعوعيات  وكذلك نوع خاصّ من الإسفنجيات السيليسية  والتي تستخدم «السيليكا ذات الأصل الحيوي»  كدعامات بنيوية لهياكلها. وُجدَ أيضاً أنّ إضافة الأورثوسيليكات إلى علف العجول يزيد من نسبة الكولاجين في جلدها وغضاريفها.
الدور الحيوي > عند النباتات

في خلايا النباتات الأكثر تقدّماً فتوجد جسيمات سيليكا النبات ، وهي جسيمات مجهرية صلبة، والتي تكون ضرورية للنمو في بعض النباتات مثل الأرز. كما وجد أنّ السيليكون يحسّن من متانة الجدار الخلوي ومن الخواص الدعامية الهيكلية في بعض النباتات الأخرى. تدرس الجمعية الأمريكية لموظفي مراقبة غذاء النبات  إدراج السيليكون ضمن المواد المفيدة للنباتات.
الدور الحيوي > عند الكائنات البحرية

تستخدم كائنات الدياتوم السيليكونَ ذا الأصل الحيوي؛ والذي يُمتصّ بواسطة «بروتين نقل السيليكون»  من أجل استخدامه بشكل أساسي في دعم هياكل الجدار الخلوي على هيئة محارات دياتومية. يدخل السيليكون إلى المحيطات بشكل منحلّ على هيئة حمض السيليسيك أو سيليكات. تعدّ الدياتومات من المستهلكين الرئيسيّين لهذا النوع من السيليكون، وتساهم بشكل كبير في التأثير على تركيز السيليكون في المحيطات، ويعدّ السيليكون بذلك شكلاً من أشكال المغذّيات، فيزيد بذلك أعداد الكائنات الدياتومية في المستويات العليا الضحلة، وذلك يؤثّر بالنهاية على تركيز السيليكون في المستويات الأعمق في المحيطات. تدعى ظاهرة حركة السيليكون بين المستويات متفاوتة العمق في المحيطات باسم «الثلج البحري» ؛ وهي تتضمّن الانتقال السفلي للدقائق المعلقة من المواد العضوية مع مزيج المواد العضوية المنحلّة. بالتالي فإنّ هذه الظاهرة تؤثّر في النهاية على تركيز المغذّيات في المستويات العميقة في المحيطات.
تعدّ الكائنات الدياتومية من العوالق النباتية في المناطق الساحلية، وهي تساهم في إنتاج السيليكون ذي الأصل الحيوي؛ أمّا في المحيطات المفتوحة، فإنّ للدياتومات دورٌ أقلّ في إنتاج السيليكا. من جهةٍ أخرى، تساهم الدياتومات في الدوّامات المحيطية في شمالي المحيطين الأطلسي والهادي بنسبة 5-7% من الإنتاج السنوي العالمي للسيليكا؛ أمّا الأقسام الجنوبية من المحيطات فهي تعطي قرابة ثلث الإنتاج السنوي العالمي من السيليكا ذات الأصل الحيوي؛ وذلك التباين يظهر الانقسام في الحركة الجيوكيميائية الحيوية بين القسمين الشمالي والجنوبي لتلك المحيطات.
الدور الحيوي > عند البشر

هناك بعض الدلائل التي تشير إلى أنّ السيليكون قد يكون ضرورياً لصحّة الأظافر والشعر والعظام وأنسجة الجلد عند الإنسان؛ فعلى سبيل المثال، فقد أظهرت بعض الدراسات أنّ النساء في مرحلة ما قبل انقطاع الطمث اللواتي لديهنّ حمية غذائية مرتفعة المحتوى من السيليكون يكون لديهنّ كثافة عظام أكبر، وأن المكمّلات الغذائية الحاوية على السيليكون يمكن أن تزيد من حجم العظام وكثافتها في المرضى الذين يعانون من هشاشة العظام. يُحتاج إلى السيليكون من أجل اصطناع الإيلاستين والكولاجين، واللذان يدخلان في تركيب الشريان الأبهر في جسم الإنسان؛ ولذلك يصنّف السيليكون من البعض على أنّه من العناصر المغذّية. بالرغم من ذلك، فإنّه من الصعب البرهان على اضطرار جسم الإنسان له، بسبب أنّ السيليكون متوفّر جدّاً، ومن الصعب لذلك فحص الأعراض الناجمة عن نقص وعوز هذا العنصر.
الاستخدامات

إنّ الاستخدام الأكبر والأهمّ للسيليكون النقيّ هو دخوله في صناعة أشباه الموصلات وعناصرها ومكوّناتها المختلفة. أمّا أغلب السيليكون المستخدَم صناعياً فهو إمّا على شكل غير نقي أو على شكل مركّباته الكيميائية واسعة الانتشار مثل السيليكات أو السيليكا، والتي تجد تطبيقات مباشرة لها، خاصّةً في مجال مواد البناء والإنشاءات المختلفة، مثل الأسمنت البورتلاندي والملاط والخزف والزخارف الجصية وزجاج الصودا والجير، وكذلك الخرسانة والطوب الحراري؛ بالإضافة إلى الألياف الزجاجية والصوف الزجاجي.
الاستخدامات > الصناعات الإلكترونية

تتطلّب الصناعات الإلكترونية أن يكون السيليكون ذا نقاوة مرتقعة جدّاً، وأن يكون السيليكون على هيئة بلّورة أحادية مفردة، والنقطة الأخيرة يمكن تحقيقها بواسطة عملية تشوخرالسكي، والتي يمكن من خلالها الحصول على رقائق سيليكون، والتي تستهلك في صناعة أشباه الموصلات وفي الصناعات الإلكترونية، وكذلك في تطبيقات الألواح الضوئية المختلفة. يتّسم السيليكون النقي بأنّه شبه موصل ذاتي، ممّا يعني أنه وعلى العكس من الفلزّات قادر على نقل التيّار بواسطة الثغرات الإلكترونية والإلكترونات المتحرّرة من الذرّات بواسطة الحرارة، لذلك تزداد موصليته الكهربائية بازدياد درجة الحرارة. كما أنّ للسيليكون النقي من جهةٍ أخرى مقاومية كهربائية مرتفعة كي يستخدم مكوّناً في الدارات الكهربائية، لذلك فإنّه عادةً ما يشاب بتراكيز صغيرة من عناصر كيميائية معيّنة، ممّا يزيد من الموصلية الكهربائية، وتسهّل من التحكّم بعدد ونوع حاملات الشحنة الكهربائية. يعدّ هذا التحكّم ضرورياً في صناعة الترانزستورات والخلايا الشمسية ومكاشيف وعناصر أشباه الموصلات المستخدمة في الصناعات الإلكترونية. يستفاد أيضاً من الخواص البصرية للسيليكون النقيّ في مجال أبحاث الليزر.
تُستخدَم رقاقات من بلّورات السيليكون الأحادية في الدارات المتكاملة الشائعة، والتي تكون معزولة عن بعضها البعض بسبب وجود طبقة رقيقة عازلة من ثنائي أكسيد السيليكون، والتي تضاف إمّا بأسلوب الأكسدة الحرارية، أو بالأكسدة الموضعية للسيليكون . ما يجعل السيليكون ملائماً للصناعات الإلكترونية هو مقاومته لدرجات الحرارة المرتفعة، والفعالية الكهربائية الكبيرة من دون حدوث انهيار انهماري، وهو انهيار إلكتروني يحدث بسبب ارتفاع الحرارة، التي تسبب ازدياد عدد الإلكترونات والثغرات الإلكترونية، ممّا يؤدّي إلى ازدياد كمّيّة التيّار، ممّا يزيد من الحرارة، وهكذا دواليك. بالإضافة إلى ذلك، فإنّ طبقة الأكسيد العازلة تلك هي غير منحلّة في الماء، ممّا يمنح السيليكون أفضلية على الجرمانيوم في صناعة الإلكترونيات.
إنّ عملية تصنيع بلّورات السيليكون الأحادية مرتفعة الثمن، وهي غالباً ما تستخدم من أجل إنتاج الدارات المتكاملة؛ أمّا من أجل التطبيقات الإلكترونية الأخرى التي لا تتطلّب أن يكون السيليكون ذا نقاوة مرتفعة جدّاً فيمكن استخدام أنواع أخرى من السيليكون النقي، والتي تتضمّن نوعًا من أنواع السيليكون اللابلوري المهدرج ، وكذلك السيليكون ذو النقاوة التعدينية المحسنة ، وذلك في مجال تصنيع بكرة-إلى-بكرة  المستخدم للتطبيقات منخفضة التكلفة مثل صناعة شاشات العرض البلّوري السائل والخلايا الشمسية. يزداد نموّ سوق السيليكون منخفض النقاوة بشكل أكبر من بلّورات السيليكون الأحادية مرتفعة النقاوة، فوفق إحصاءات سنة 2013، كان من المتوقّع أن يصل إنتاج السيليكون متعدّد التبلور المستخدم في صناعة الخلايا الشمسية إلى قرابة 200 ألف طنّ سنوياً، في حين أنّ بلّورات السيليكون الأحادية كان من المتوقع لها أن تصل إلى أقلّ من 50 ألف طنّ سنوياً.
الاستخدامات > النقاط الكمومية

يستحصل على النقاط الكمومية من السيليكون من خلال عملية المعالجة الحرارية لمركّب هيدروجين سيلسيسكيوكسان  ممّا يحولّه إلى بلّورات نانوية يتراوح أبعادها من عدة نانومترات إلى عدّة ميكرونات، وهي تبدي خواصاً ضيائية معتمدة على حجم الجسيمات. تظهر البلورات النانوية انزياحات ستوكس كبيرة، محوّلةً الفوتونات في مجال فوق البنفسجي إلى فوتونات في المجال المرئي أو تحت الأحمر ممّا يمكّن من استخدامها في أجهزة عرض النقط الكمومية والمركّزات الشمسية الضيائية. ما يجعل السيليكون مفضّلاً على الكادميوم أو الإنديوم في مجال النقط الكمومية هو عدم سمّيّته ولطبيعته اللافلزية. تُستخدَم النقط الكمومية من السيليكون أيضاً في مجال التحسّس للمواد الكيميائية الخطرة؛ إذ تتحسّس النقط الكمومية عبر حدوث استخماد لتألّقها عند وجود تلك المواد. يحدث الكشف بعدّة أساليب مثل انتقالات الإلكترون البينية وانتقال الطاقة برنين فورستر والتيّارات الضوئية.
الاستخدامات > السبائك

يُضاف السيليكون على هيئة فروسيليكون إلى مصهور الحديد الصبّ؛ ويستهلك هذا التطبيق قرابة 80% من الإنتاج العالمي للسيليكون. يساعد السيليكون على تحسين الأداء في صبّ المقاطع الرقيقة، ويعمل على منع تشكّل السمنتيت؛ كما يعمل على التقاط الأكسجين مما يُسهل التحكّمبالمحتوى الكربوني؛ كما يعدّ مكوّناً أساسياً في الفولاذ الكهربائي محسّناً من خواصه المقاومية والمغناطيسية الحديدية. يضاف السيليكون ذو النقاوة التعدينية من أجل تحضير سبائك مع عناصر أخرى مثل الألومنيوم في سبيكة سيلومين، المستخدمة بشكل واسع في صناعة المركبات، وذلك نظراً لخواصّها الميكانيكية المميّزة.
الاستخدامات > البوليميرات السيليكونية

يمكن أن تعدّ السيليكونات مناظرةً للسيليكات، لأنَّ مجموعات الميثيل في السيليكونات متساوية إلكترونياً مع مجموعات −O في السيليكات. تتميّز البوليميرات السيليكونية بثباتيتها الحرارية، وبمقاومتها للأكسدة، كما أنّها عازلة تجاه الماء، ولها العديد من الخواص المفيدة الأخرى، مثل العزل الكهربائي وعدم الالتصاق وعدم تشكيل رغوة؛ كما أنّها مقاومة للأشعّة فوق البنفسجية وللتآكل، بالإضافة إلى خمولها الكيميائي.
تستخدم البوليميرات السيليكونية في تصنيع المواد المقاومة للماء، وفي عمليات الصبّ والقولبة، وفي صناعة مانعات التسرب وشحوم وشموع التزليق، وفي سد الشقوق (الجلفطة). تستخدم السيليكونات في بعض الأحيان في مجال زرع الثدي والعدسات اللاصقة وفي صناعة المتفجّرات والتقانة النارية. يمكن أن يُحضّر المعجون السيليكوني  بإضافة حمض البوريك إلى زيت السيليكون.
المخاطر

يمكن التعرّض للسيليكون العنصري في أماكن العمل، حيث يمثّل خطراً في حال استنشاق غباره؛ كما يعدّ مهيّجاً في حال ابتلاعه أو تماسّه مع الجلد أو العين. وضعت إدارة السلامة والصحّة المهنية الأمريكية  حدّ التعرّض المسموح من السيليكون في أماكن العمل في يوم عمل مكوّن من ثمان ساعات بمقدار 15 مغ/م3 في حال التعرّض الإجمالي، وبمقدار 5 مغ/م3 في حال التعرّض التنفّسي. أمّا المعهد الوطني للسلامة والصحّة المهنية الأمريكي  فوضع حدّ التعرّض الموصى به من السيليكون في أماكن العمل في يوم عمل مكوّن من ثمان ساعات بمقدار 10 مغ/م3 في حال التعرّض الإجمالي، وبمقدار 5 مغ/م3 في حال التعرّض التنفسّي. قد يؤدّي استنشاق غبار بلّورات السيليكا إلى السحار السيليسي، وهو مرض من أمراض الرئة المهنية.
طالع أيضاً

في كومنز مواد ذات صلة بـ سيليكون.
سيليكون مسامي
هوامش

↑  يُسمَّى أيضاً السيليسيوم
↑  p-n junction
↑  Morris Tanenbaum
↑  Carl Frosch and Lincoln Derick
↑  MOSFET
↑  Fairchild Semiconductor
↑  rock crystal
↑  rose quartz
↑  morion
↑  amethyst
↑  citrine
↑  heliotrope
↑  obsidian
↑  neso-silicates
↑  soro-silicates
↑  cyclo-silicates
↑  ino-silicates
↑  phyllo-silicates
↑  tecto-silicates
↑  orthosilicates
↑  metasilicates
↑  Simg / metallurgical grade
↑  Sisg / solar grade
↑  Sieg / electronic grade
↑  Wafer
↑  α-quartz
↑  β-quartz
↑  β-tridymite
↑  α-tridymite
↑  β-cristobalite
↑  α-cristobalite
↑  silica gel
↑  thiosilicates
↑  thiohalides
↑  silylamides
↑  carborundum
↑  tetraphenylsilane
↑  Silylation
↑  Hydrosilylation
↑  Diatom
↑  radiolaria
↑  Siliceous sponge
↑  Biogenic silica
↑  opal phytoliths
↑  Association of American Plant Food Control Officials (AAPFCO)
↑  silicon transport protein (SIT)
↑  Marine snow
↑  local oxidation (LOCOS)
↑  local hydrogenated amorphous silicon
↑  local upgraded metallurgical-grade silicon (UMG-Si)
↑  Roll-to-roll processing
↑  hydrogen silsesquioxane
↑  Silly Putty
↑  OSHA
↑  NIOSH
اكتشف يونس ياكوب بيرسيليوس عنصر السيليكون سنة 1823.
رقاقة سيليكون
تجمّع من بلّورات المرو (الكوارتز)، وهو معدن متوفّر طبيعياً ويتألّف من شبكة صلبة من ثنائي أكسيد السيليكون SiO2.
بنية نمطيّة للزيوليت
فرّوسيليكون
مسحوق سيليكون ذو نقاوة تعدينية
بلّورة أحادية من السيليكون
الروابط التساهمية في السيليكون
يتبلور السيليكون على هيئة مكعّب بلوري ماسي
كربيد السيليكون
انعكاس قطبية الرابطة الكيميائية بين C–H وSi–H
مثال على التفاعل إضافة السيليل الهيدروجينية (أو السيللة الهيدروجينية)، والذي يتضمّن إضافة Si–H إلى ركازة كيميائية غير مشبعة.
جدار خلوي مغلّف بالسيليكا لكائن دياتومي.
معالج دقيق
مصفوف ضوئي جهدي
بنية متعدد ثنائي ميثيل السيلوكسان، المكوّن الرئيسي في البوليميرات السيليكونية