30 april 2022

Online oplossing voor uw problemen

Expand search form

Wordt silicium in de natuur gevonden?

Onze redacteuren zullen bekijken wat u hebt ingediend en bepalen of het artikel moet worden herzien.

silicium (Si), een niet-metallisch chemisch element uit de koolstoffamilie (Groep 14 [IVa] van het periodiek systeem). Silicium maakt 27,7 procent uit van de aardkorst; het is het tweede meest voorkomende element in de korst, alleen overtroffen door zuurstof.

De naam silicium is afgeleid van het Latijnse silex of siliciswat “vuursteen” of “harde steen” betekent. Amorf elementair silicium werd voor het eerst geïsoleerd en als element beschreven in 1824 door Jöns Jacob Berzelius, een Zweedse scheikundige. Onzuiver silicium was reeds in 1811 verkregen. Kristallijn elementair silicium werd pas in 1854 bereid, toen het werd verkregen als product van elektrolyse. In de vorm van bergkristal was silicium echter al bekend bij de Egyptenaren van vóór de Xynastie, die het gebruikten voor kralen en kleine vazen, bij de vroege Chinezen en waarschijnlijk ook bij vele andere volkeren uit de oudheid. De vervaardiging van glas met siliciumdioxide werd zowel door de Egyptenaren – ten minste vanaf 1500 v. Chr. – als door de Feniciërs beoefend. Zeker werden veel van de in de natuur voorkomende verbindingen die silicaten worden genoemd, door de vroegste mensen gebruikt in verschillende soorten mortel voor de bouw van woningen.

Jöns Jacob Berzelius

Concept kunstwerk over het periodiek systeem der elementen.

Element Eigenschappen

atoomnummer 14
atoomgewicht 28.086
smeltpunt 1.410 °C (2.570 °F)
kookpunt 3.265 °C (5.909 °F)
dichtheid 2,33 gram/cm 3
oxidatietoestand −4, (+2), +4
elektronenconfiguratie 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2

Voorkomen en verspreiding

In gewichtsbasis wordt de abundantie van silicium in de aardkorst alleen overtroffen door zuurstof. Schattingen van de kosmische abundantie van andere elementen worden vaak genoemd in termen van het aantal van hun atomen per 10 6 atomen van silicium. Alleen waterstof, helium, zuurstof, neon, stikstof en koolstof overtreffen silicium in kosmische abundantie. Silicium wordt verondersteld een kosmisch product te zijn van de absorptie van alfadeeltjes, bij een temperatuur van ongeveer 10 9 K, door de kernen van koolstof-12, zuurstof-16, en neon-20. De energie die de deeltjes bindt die de kern van silicium vormen, bedraagt ongeveer 8,4 miljoen elektronvolt (MeV) per nucleon (proton of neutron). Vergeleken met het maximum van ongeveer 8,7 miljoen elektronvolt voor de kern van ijzer, die bijna twee keer zo massief is als die van silicium, geeft dit cijfer de relatieve stabiliteit van de siliciumkern aan.

Aarde

Zuiver silicium is te reactief om in de natuur te worden aangetroffen, maar het wordt aangetroffen in praktisch alle gesteenten, alsmede in zand, klei en aarde, hetzij gecombineerd met zuurstof als silica (SiO2siliciumdioxide) of met zuurstof en andere elementen (b.v. aluminium, magnesium, calcium, natrium, kalium of ijzer) als silicaten. De geoxideerde vorm, als siliciumdioxide en vooral als silicaten, komt ook veel voor in de aardkorst en is een belangrijk bestanddeel van de aardmantel. De verbindingen ervan komen ook voor in alle natuurlijke wateren, in de atmosfeer (als kiezelhoudend stof), in veel planten, en in de skeletten, weefsels, en lichaamsvloeistoffen van sommige dieren.

In verbindingen komt siliciumdioxide zowel in kristallijne mineralen (b.v. kwarts, kristobaliet, tridymiet) als in amorfe of schijnbaar amorfe mineralen (b.v. agaat, opaal, chalcedoon) in alle landgebieden voor. De natuurlijke silicaten worden gekenmerkt door hun abundantie, brede verspreiding, en structurele en compositorische complexiteit. De meeste elementen van de volgende groepen van het periodiek systeem worden in silicaatmineralen gevonden: Groepen 1-6, 13, en 17 (I-IIIa, IIIb-VIb, en VIIa). Van deze elementen wordt gezegd dat zij lithofiel zijn, of steenminnend. Belangrijke silicaatmineralen zijn onder meer klei, veldspaat, olivijn, pyroxeen, amfibolen, mica’s en zeolieten.

graniet

Eigenschappen van het element

Elementair silicium wordt commercieel geproduceerd door de reductie van silica (SiO2) met cokes in een elektrische oven, waarna het onzuivere product wordt geraffineerd. Op kleine schaal kan silicium uit het oxide worden verkregen door reductie met aluminium. Bijna zuiver silicium wordt verkregen door de reductie van siliciumtetrachloride of trichloorsilaan. Voor gebruik in elektronische apparaten worden eenkristallen gekweekt door zaadkristallen langzaam uit gesmolten silicium te trekken.

Zuiver silicium is een harde, donkergrijze vaste stof met een metaalglans en met een octahedrale kristallijne structuur die dezelfde is als die van de diamantvorm van koolstof, waarmee silicium veel chemische en fysische gelijkenissen vertoont. De verminderde bindingsenergie in kristallijn silicium maakt het element minder smeltend, zachter, en chemisch reactiever dan diamant. Er is een bruine, poedervormige, amorfe vorm van silicium beschreven die ook een microkristallijne structuur heeft.

Omdat silicium ketens vormt die lijken op die van koolstof, is silicium bestudeerd als een mogelijk basiselement voor siliciumorganismen. Het beperkte aantal siliciumatomen dat zich kan ketenen, beperkt echter het aantal en de verscheidenheid van siliciumverbindingen sterk in vergelijking met die van koolstof. De oxidatiereductiereacties blijken bij gewone temperaturen niet omkeerbaar te zijn. Alleen de oxidatietoestanden 0 en +4 van silicium zijn stabiel in waterige systemen.

Silicium is, net als koolstof, relatief inactief bij gewone temperaturen; maar bij verhitting reageert het heftig met de halogenen (fluor, chloor, broom en jodium) om halogeniden te vormen en met bepaalde metalen om siliciden te vormen. Net als bij koolstof zijn de bindingen in elementair silicium sterk genoeg om grote energieën te vereisen om de reactie in een zuur milieu te activeren of te bevorderen, zodat het niet wordt aangetast door zuren, behalve fluorwaterstofzuur. Bij rode hitte wordt silicium aangetast door waterdamp of door zuurstof, waarbij een oppervlaktelaag van siliciumdioxide wordt gevormd. Wanneer silicium en koolstof bij elektrische oventemperaturen (2.000-2.600 °C) worden gecombineerd, vormen zij siliciumcarbide (carborundum, SiC), dat een belangrijk schuurmiddel is. Met waterstof vormt silicium een reeks hydriden, de silanen. In combinatie met koolwaterstofgroepen vormt silicium een reeks organische siliciumverbindingen.

Er zijn drie stabiele isotopen van silicium bekend: silicium-28, dat in de natuur 92,21 procent van het element uitmaakt; silicium-29, 4,70 procent; en silicium-30, 3,09 procent. Vijf radioactieve isotopen zijn bekend.

Elementair silicium en de meeste siliciumhoudende verbindingen lijken niet giftig te zijn. Menselijk weefsel bevat namelijk vaak 6 tot 90 milligram siliciumdioxide (SiO2) per 100 gram droog gewicht, en veel planten en lagere levensvormen assimileren silica en gebruiken het in hun structuren. Het inademen van stof dat alfa-SiO2veroorzaakt echter een ernstige longziekte die silicose wordt genoemd en veel voorkomt bij mijnwerkers, steenhouwers en keramiekwerkers, tenzij beschermende middelen worden gebruikt.

Misschien bent u ook geïnteresseerd in de volgende onderwerpen

Komt silicium voor in de natuur of in het lab?

Silicium komt in de natuur niet vrij voor, maar voornamelijk als oxide en als silicaten. Zand, kwarts, bergkristal, amethist, agaat, vuursteen, jaspis, en opaal zijn enkele van de vormen waarin het oxide voorkomt.

Waar wordt silicium gewoonlijk gevonden?

Waar wordt silicium op Aarde gevonden? Silicium maakt ongeveer 28% uit van de aardkorst. Het wordt over het algemeen niet in zijn vrije vorm op aarde aangetroffen, maar zit meestal in silicaatmineralen. Deze mineralen maken 90% uit van de aardkorst.

Hoe wordt silica in de natuur gevonden?

Kiezelzuur wordt in de natuur vaak gevonden als zand (niet kust), meestal in de vorm van kwarts. De meest voorkomende vorm van gefabriceerd kiezelzuur is glas. Silica, is een natuurlijke verbinding die een kristalachtige eigenschap heeft en kan worden gevonden in strandzand. De meest voorkomende toepassing is die van glas, waarin Silica wordt samengesmolten.

Hoe ziet silicium er in de natuur uit?

Silicium is een chemisch element met het symbool Si en atoomnummer 14. Het is een harde, brosse kristallijne vaste stof met een blauwgrijze metaalglans, en is een tetravalente metalloïde en halfgeleider.

Waar wordt silicium in de wereld gedolven?

China
Voor siliciummetaal waren de belangrijkste producenten China, Noorwegen en Brazilië. China was goed voor ongeveer 64% van de totale wereldwijde geschatte productie van siliciummaterialen in 2019.

Kan silicium worden gevonden in zand?

Ook wel silicazand of kwartszand genoemd, bestaat silicium uit siliciumdioxide (SiO2). Siliciumverbindingen zijn het belangrijkste bestanddeel van de aardkorst. Aangezien zand er in overvloed is, gemakkelijk te ontginnen en relatief gemakkelijk te verwerken, is het de voornaamste ertsbron van silicium. Het metamorfe gesteente, kwartsiet, is een andere bron.

Wat is de bron van silicium?

kiezelzuur zand
Silica wordt ook wel silicazand of kwartszand genoemd. Silica is siliciumdioxide (SiO2). Siliciumverbindingen zijn het belangrijkste bestanddeel van de aardkorst. Aangezien zand er in overvloed is, gemakkelijk te ontginnen en relatief gemakkelijk te verwerken, is het de voornaamste ertsbron van silicium. Het metamorfe gesteente, kwartsiet, is een andere bron.

Waar wordt silicium gedolven?

Voor siliciummetaal waren de belangrijkste producenten China, Noorwegen, en Brazilië. China was goed voor ongeveer 64% van de totale wereldwijde geschatte productie van siliciummaterialen in 2019.

Wat is de belangrijkste bron van silicium?

zand
Siliciumverbindingen zijn het belangrijkste bestanddeel van de aardkorst. Aangezien zand er in overvloed is, gemakkelijk te ontginnen en relatief gemakkelijk te verwerken, is het de voornaamste ertsbron van silicium. Het metamorfe gesteente, kwartsiet, is een andere bron.

Hoeveel silicium is er op aarde?

Silicium bestaat uit 27. 7 procent van de aardkorst; het is het op één na meest voorkomende element in de korst en wordt alleen overtroffen door zuurstof.

Waar komt silicium vandaan in de wereld?

China
Voor siliciummetaal waren de belangrijkste producenten China, Noorwegen en Brazilië. China was goed voor ongeveer 64% van de totale wereldwijde geschatte productie van siliciummaterialen in 2019.

Is silicium moeilijk te vinden?

Na zuurstof is het het meest voorkomende element in de aardkorst – maar verwacht niet dat je het zomaar ergens kunt vinden. Silicium wordt bijna nooit in zuivere vorm in de natuur gevonden, en komt bijna altijd voor als verbinding met andere elementen.

Waar wordt het meeste silicium op Aarde gevonden?

China
China is veruit de grootste producent van silicium ter wereld, inclusief het siliciumgehalte voor ferrosilicium en siliciummetaal. Ongeveer 5. 4 miljoen ton silicium werd in 2020 in China geproduceerd, wat goed was voor ongeveer twee derde van de wereldwijde siliciumproductie dat jaar.

Is silicium gemaakt van zand?

Maar silicium komt van nature niet voor in de zuivere vorm die nodig is voor elektronische toepassingen, waarvoor het minder dan één op een miljard niet-siliciumatomen moet bevatten. Het uitgangsmateriaal is echt zand. Het product van dit proces, bekend als metallurgisch silicium (MG-Si), kan tot 99% zuiver zijn.

Hoe wordt silicium gedolven?

In bijna alle gevallen wordt bij de ontginning van silicium gebruik gemaakt van dagbouw of baggermijnbouw met standaard mijnbouwapparatuur. Afgezien van de tijdelijke verstoring van de onmiddellijke omgeving terwijl de mijnbouw actief is, heeft de zand- en grindwinning gewoonlijk slechts een beperkte impact op het milieu.

Vorig artikel

Hoe weet ik of ik een Endomorph of Mesomorph ben?

Volgend artikel

Is PUBG gratis op Ps5?

You might be interested in …

Kan men een condensator aan een motor toevoegen?

In de loop der jaren zijn elektromotoren drastisch veranderd. Er zijn tegenwoordig honderden ontwerpen op de markt, maar dat wil niet zeggen dat een motor alleen de klus kan klaren. Veel toepassingen vereisen controle periferie […]

Is goud een niet-silicaat mineraal?

Afbeelding boven: Een verscheidenheid aan niet-silicaat mineralen (met de klok mee vanaf linksboven: fluoriet, blauw calciet, hematiet, haliet (zout), aragoniet, gips). Afbeelding gemaakt door Jonathan R. Hendricks voor PRI’s [email protected] project (CC BY-NC-SA 4.0 […]