Кремній - хімічний елемент десятої глави четвертого періоду. Він має атомний номер 14 і належить до групи тетрагенів. За своїми хімічними властивостями кремній схожий з вуглецем, так як обидва елементи мають чотири валентних електрона. У кремнію є рівень енергії N = 3, на якому розташовується його неспарений електрон.
Фосфор - елемент групи пентагенів, що володіє атомним номером 15. Він являє собою різноманіття хімічних форм, званих алотропами. У фосфору є електронна конфігурація [Ne] 3s 2 3p 3 . Завдяки цій конфігурації він володіє трьома неспареними електронами на валентній оболонці.
Сірка - елемент групи птеринів з атомним номером 16. Вона має атомну структуру, що складається з двох електронних шарів. На зовнішній оболонці сірки розташовується пара неспарених електронів, що роблять її активним елементом в безлічі її з'єднань.
Скільки електронів має кремній?
У кремнію в атомі зазвичай знаходяться 14 електронів. Однак, розподіл електронів в енергетичних рівнях кремнію становить 2 електрона в n-оболонці, 8 електронів в L-оболонці і 4 електрона в m-оболонці.
Неспарені електрони:
Фосфор (P) - неметалічний елемент з атомним номером 15. У атома фосфору знаходиться 15 електронів. Конфігурація електронів: 2s^2 2P^6 3S^2 3P^3. Отже, у фосфору є 1 неспарений електрон.
Сірка (S) - неметалічний елемент з атомним номером 16. В атомі сірки знаходяться 16 електронів. Конфігурація останніх шести електронів: 2s^2 2P^6 3S^2 3P^4. Таким чином, у сірки є 2 неспарених електрона.
| Елемент | Кількість неспарених електронів |
|---|---|
| Кремній (Si) | 3 |
| Фосфор (P) | 1 |
| Сірка (S) | 2 |
Кремній як напівпровідник:
Атом кремнію має 14 електронів. Однак він має лише 4 електрони у валентній оболонці. Тому кремній є поширеним пентавалентним елементом. Це означає, що атом кремнію має 4 неспарені електрони, готові до утворення ковалентних зв'язків з іншими атомами.
Саме ця особливість робить кремній придатним для використання в напівпровідникових матеріалах. Коли кремнієві атоми з'єднуються, вони утворюють кристалічну решітку за допомогою ковалентних зв'язків. В результаті кремній перетворюється в Провідник, здатний контролювати потік електронів і дірок.
Властивості неспарених електронів:
Неспарені електрони в атомах кремнію, фосфору та сірки мають ряд цікавих властивостей:
1. Магнітні властивості: неспарені електрони мають спіном, що призводить до наявності магнітного моменту у атома. Це явище називається парамагнетизмом. Магнітні властивості неспарених електронів дозволяють використовувати атоми кремнію, фосфору та сірки в магнітоелектроніці та магнітних матеріалах.
2. Хімічна активність: неспарені електрони легко взаємодіють з іншими атомами та молекулами, що робить атоми кремнію, фосфору та сірки реактивними речовинами. Ця властивість неспарених електронів використовується, наприклад, при створенні напівпровідників і каталітичних матеріалів.
3. Внесок в електронні властивості: неспарені електрони вносять вагомий внесок в електронні властивості атомів кремнію, фосфору і сірки. Вони забезпечують наявність вільних електронів, які відіграють важливу роль у провідності електричного струму та інших електронних процесах.
Роль кремнію в електроніці:
Кремній має унікальні електронні властивості, які дозволяють йому бути ефективним матеріалом для створення електронних пристроїв. Він має чотири неспарені електрони у своїй зовнішній оболонці, що дозволяє йому створювати ковалентні зв'язки з іншими атомами кремнію. Ці зв'язки утворюють кристалічну структуру, яка забезпечує напівпровідникові властивості.
Кристалічний кремній має спеціальні домішки, такі як фосфор і сірка, які додаються для зміни його електронних властивостей. Наприклад, при додаванні фосфору кремній стає типом N, що означає, що він має надлишок вільних електронів. З іншого боку, при додаванні сірки кремній стає типом Р, що означає, що він має надлишок вільних дірок.
Завдяки своїм напівпровідниковим властивостям, кремнієві прилади широко використовуються в багатьох електронних пристроях. Вони забезпечують ефективну обробку інформації, управління електричними сигналами і управління струмом. Кремнієва мікроелектроніка стала основою для розвитку сучасної інформаційної технології, а також революції в сфері комунікацій і діяльності бізнесу.
| Символ | Атомна маса | Кількість неспарених електронів |
|---|---|---|
| Si | 28,09 | 4 |
| P | 30,97 | 1 |
| S | 32,06 | 2 |
Скільки електронів має фосфор?
Неспарені електрони:
Кремній є елементом четвертої групи періодичної системи. Він має 4 електрони у валентній оболонці, з яких 2 електрони спарені, а 2 електрони неспарені.
Фосфор є елементом п'ятої групи періодичної системи. Він має 5 електронів у валентній оболонці, з яких 2 електрони спарені, а 3 електрони неспарені.
Сірка є елементом шостої групи періодичної системи. У неї 6 електронів у валентній оболонці, з яких 2 електрона спарені, а 4 електрона неспарені.