Analisis struktur atom silikon

Analisis struktur atom silikon dapat dibahas dari berbagai aspek seperti konfigurasi elektron, pembentukan ikatan kovalen, mode hibridisasi, serta sifat fisika dan kimia.

1. Konfigurasi elektronik
Atom silikon (Si) terletak pada periode keempat dan golongan IVA tabel periodik, dan nomor atomnya adalah 14. Konfigurasi elektron atom silikon mengikuti prinsip konstruksi, yaitu elektron berada di luar inti, dan mengelilinginya lapis demi lapis dari tingkat energi rendah ke tinggi, dari dalam ke luar. Secara spesifik, konfigurasi elektron atom silikon adalah 1s²2s²2p⁶3s²3p², yaitu terdapat 2 elektron di lapisan terdalam (lapisan pertama), 8 elektron di lapisan terluar kedua (lapisan kedua), dan 4 elektron di lapisan terluar (lapisan ketiga). Keempat elektron terluar ini adalah elektron valensi atom silikon, yang memainkan peran kunci dalam reaksi kimia.

2. Pembentukan ikatan kovalen
Atom silikon cenderung mencapai konfigurasi elektronik yang stabil (mirip dengan gas inert) dengan berbagi elektron valensinya dengan atom lain. Secara khusus, atom silikon dapat mencapai konfigurasi 8-elektron (atau 2-pasangan elektron) yang stabil dengan berbagi sepasang elektron dengan masing-masing atom di sekitarnya untuk membentuk empat ikatan kovalen. Pembentukan ikatan kovalen ini merupakan dasar bagi stabilitas atom silikon di alam dan dalam banyak senyawa.

3. hibridisasi sp³
Untuk membentuk ikatan kovalen yang terdistribusi secara merata dalam empat arah, orbital s terluar (1) dan tiga orbital p (3) dari atom silikon dihibridisasi untuk menghasilkan empat orbital hibrida sp³. Orbital hibrida ini memiliki bentuk (distribusi tetrahedral) dan energi yang sama, setiap orbital menampung satu elektron, dan dapat membentuk ikatan kovalen yang stabil dengan elektron dari atom yang berdekatan. Hibridisasi ini memungkinkan atom silikon membentuk struktur tetrahedral yang stabil saat membentuk senyawa.

4. Sifat Fisik
Silikon memiliki banyak sifat fisik yang unik. Pertama, silikon merupakan material yang sangat keras dengan kekerasan Mohs sekitar 7, kedua setelah berlian dan boron karbida. Kedua, silikon merupakan material semikonduktor dengan konduktivitas antara konduktor dan isolator. Pada suhu ruangan, konduktivitas silikon sangat rendah, tetapi ketika dipanaskan, konduktivitasnya meningkat dengan cepat. Selain itu, silikon memiliki konduktivitas termal yang sangat baik dan transmitansi yang tinggi (dalam cahaya tampak dan pita inframerah dekat), yang membuat silikon banyak digunakan dalam bidang elektronik, komunikasi serat optik, dan bidang lainnya.

V. Sifat Kimia
Sifat kimia silikon relatif stabil, dan sulit bereaksi dengan zat lain (kecuali hidrogen fluorida dan larutan alkali) pada suhu kamar. Silikon dapat bereaksi dengan larutan hidroksida logam alkali untuk membentuk silikat dan hidrogen, yang merupakan sifat kimia penting silikon. Selain itu, silikon juga dapat bereaksi dengan beberapa unsur non-logam dan logam pada suhu tinggi untuk membentuk silisida.