Silikon: Perbedaan antara revisi

Konten dihapus Konten ditambahkan
JThorneBOT (bicara | kontrib)
clean up, removed: {{Link FA|sk}}
Baris 6:
Silikon merupakan [[Kelimpahan unsur kimia|elemen terbanyak]] kedelapan di alam semesta dari segi massanya, tapi sangat jarang ditemukan dalam bentuk murni di alam. Silikon paling banyak terdistribusi pada [[debu]], [[pasir]], [[planetoid]], dan [[planet]] dalam berbagai bentuk seperti [[silikon dioksida]] atau [[silikat]]. Lebih dari 90% kerak bumi terdiri dari [[mineral silikat]], menjadikan silikon sebagai [[Kelimpahan unsur-unsur di kerak bumi|unsur kedua paling melimpah]] di kerak bumi (sekitar 28% massa) setelah [[oksigen]].<ref>Nave, R. [http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/tables/elabund.html Abundances of the Elements in the Earth's Crust], Georgia State University</ref>
 
Silikon sering digunakan untuk membuat serat optik dan dalam operasi plastik digunakan untuk mengisi bagian tubuh pasien dalam bentuk [[silikone]].
 
Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula sebagai '''zat kersik'''.
 
Sebagian besar silikon digunakan secara komersial tanpa dipisahkan, terkadang dengan sedikit pemrosesan dari senyawanya di alam. Contohnya adalah pemakaian langsung batuan, pasir silika, dan tanah liat dalam pembangunan gedung. Silika juga terdapat pada keramik. Banyak senyawa silikon modern seperti [[silikon karbida]] yang dipakai dalam pembuatan keramik berdaya tahan tinggi. Silikon juga dipakai sebagai monomer dalam pembuatan polimer sintetik [[silikone]].
 
Unsur silikon juga berperan besar terhadap ekonomi modern. Meski banyak silikon digunakan pada proses penyulingan baja, pengecoran aluminium, dan beberapa proses industri kimia lainnya, sebagian silikon juga digunakan sebagai bahan semikonduktor pada elektronik-elektronik. Karena penggunaannya yang besar pada [[sirkuit terintegrasi]], dasar dari komputer, maka kelangsungan teknologi modern bergantung pada silikon.
 
Silikon juga merupakan elemen esensial pada biologi, meskipun hanya dibutuhkan hewan dalam jumlah amat kecil.<ref name="Niels">{{cite journal|doi = 10.1146/annurev.nu.04.070184.000321|pages =21–41|journal = Annual Review of Nutrition|volume = 4|year = 1984|title = Ultratrace Elements in Nutrition|first = Forrest H.|last = Nielsen|pmid = 6087860|last1 = Nielsen|first1 = FH}}</ref> Beberapa jenis makhluk hidup yang membutuhkannya antara lain jenis [[porifera]] dan mikroorganisme jenis [[diatom]]. Silikon digunakan untuk membuat struktur tubuh mereka.
 
==Karakteristik==
Baris 22:
Silikon berbentuk padat pada suhu ruangan, dengan titik lebur dan titik didih masing-masing 1.400 dan 2.800 derajat celsius.<ref>{{cite book |title=The ELements: A Visual Exploration of Every Known Atom in the Universe|last=Gray|first=Theodore|year=2009|publisher=Black Dog and Leventhal Publishers|isbn=978-1-57912-814-2|page= 43}}</ref> Yang menarik, silikon mempunyai [[massa jenis]] yang lebih besar ketika dalam bentuk cair dibanding dalam bentuk padatannya. Tapi seperti kebanyakan substansi lainnya, silikon tidak akan bercampur ketika dalam fase padatnya, tapi hanya meluas, sama seperti es yang memiliki massa jenis lebih kecil daripada air. Karena mempunyai [[konduktivitas thermal]] yang tinggi (149 W·m<sup>−1</sup>·K<sup>−1</sup>), silikon bersifat mengalirkan panas sehingga tidak pernah dipakai untuk menginsulasi benda panas.
 
Dalam bentuk [[kristal]]nya, silikon murni berwarna abu-abu metalik. Seperti [[germanium]], silikon agak kuat tapi sangat rapuh dan mudah mengelupas. Seperti karbon dan germanium, silikon mengkristal dalam [[struktur kristal]] [[kubus berlian]], dengan jarak kisi 0,5430710&nbsp;nm (5.430710 [[Ångström|Å]]).<ref>{{cite book |last=O'Mara |first=William C. |year=1990|title=Handbook of Semiconductor Silicon Technology |pages =349–352 |publisher=William Andrew Inc. |isbn=0-8155-1237-6 |url=http://books.google.com/?id=COcVgAtqeKkC&pg=PA351&dq=Czochralski+Silicon+Crystal+Face+Cubic |accessdate=2008-02-24}}</ref>
 
[[Orbital atom|Orbital elektron]] terluar dari silikon mempunyai 4 elektron valensi. Kulit atom 1s,2s,2p, dan 3s terisi penuh, sedangkan kulit atom 3p hanya terisi 2 dari jumlah maksimumnya 6.
 
Silikon bersifat [[semikonduktor]]. <!--It has a negative temperature coefficient of [[electrical resistance|resistance]], since the number of free charge carriers increases with temperature. The electrical resistance of [[single crystal]] silicon significantly changes under the application of mechanical stress due to the [[piezoresistive effect]].<ref>{{cite journal|url = http://books.google.com/books?id=C_TWB_0rRLgC&pg=PA421|page =421|title = Properties of crystalline silicon|isbn = 978-0-85296-933-5|author1 = Hull|first1 = Robert|year = 1999}}</ref>-->
Baris 30:
===Kimia===
[[Berkas:Silizium pulver.jpg|160px|thumb|left|Bubuk Silikon]]
Silikon merupakan [[metaloid]], siap untuk memberikan atau berbagi 4 atom terluarnya, sehingga memungkinkan banyak ikatan kimia. Meski silikon bersifat relatif inert seperti karbon, silikon masih dapat bereaksi dengan [[halogen]] dan [[alkali]] encer. Kebanyakan asam (kecuali [[asam nitrat]] dan [[asam hidrofluorat]]) tidak bereaksi dengan silikon. Silikon dengan 4 elektron valensinya mempunyai kemungkinan untuk bergabung dengan elemen atau senyawa kimia lainnya pada kondisi yang sesuai.
 
===Isotop===
Baris 51:
[[Berkas:Quartz, Tibet.jpg|thumb|left|160px|''Quartz crystal cluster'' dari Tibet. Mineral alami ini mempunyai rumus kimia SiO<sub>2</sub>.]]
{{See also|Mineral silikat}}
Jika diukur berdasarkan massanya, silikon membentuk 27,7% massa [[kerak bumi]] dan merupakan unsur kedua yang paling melimpah di kerak bumi setelah [[oksigen]].<ref>{{cite book|url = http://books.google.com/books?id=MrlUAAAAYAAJ&pg=SL1-PA54|title = Geological Survey professional paper|author = Geological Survey (U.S.)|year = 1975}}</ref> Silikon biasanya ditemukan dalam bentuk [[mineral silikat]] yang kompleks, dan lebih jarang lagi dalam bentuk [[silikon dioksida]] ('''silika''', komponen utama pada pasir). Kristal silikon murni amat sangat jarang ditemukan di alam.
 
[[Mineral silikat]]- berbagai macam mineral yang terdiri dari silikon, oksigen, dan berbagai logam reaktif—membentuk 90% massa kerak bumi. Hal ini dikarenakan suhu panas pada proses pembentukan sistem tata surya, silikon dan oksigen mempunyai afinitas yang besar satu sama lain, sehingga membentuk senyawa kimia. Karena oksigen dan silikon adalah unsur non-gas dan non-logam terbanyak pada puing [[supernova]], mereka membentuk banyak silikat kompleks yang kemudian bergabung ke batuan [[planetesimal]] yang membentuk [[planet kebumian]]. Disini, mstriks mineral silikat yang tereduksi menangkap logam-logam yang reaktif untuk teroksidasi (aluminium, kalsium, natrium, kalium, dan magnesium). Setelah gas-gasnya lepas, campuran silikat ini kemudian membentuk sebagian besar kerak bumi. Karena silikat-silikat ini bermassa jenis rendah, baja, nikel, dan logam non-reaktif lainnya masuk ke dalam inti bumi, sehingga menyisakan magnesium dan silikat besi di lapisan atas.
Baris 84:
Sebagian besar kristal silikon yang digunakan untuk produksi alat elektronik didapatkan dari [[proses Czochralski]] (CZ-Si) karena metode ini merupakan metode termurah saat ini dan dapat menghasilkan kristal yang besar, meski masih mengandung pengotor.
 
Teknik pemurnian silikon generasi awal didasarkan pada fakta apabila silikon dicairkan dan dipadatkan kembali, maka material yang terakhir memadat kebanyakan merupakan pengotornya. Metode awal untuk memurnikan silikon, pertama kali tahun 1919, digunakan untuk memproduksi komponen [[radar]] selama [[Perang Dunia II]], dibuat dengan menghancurkan silikon ''metallurgical grade '' dan melarutkan sebagian bubuk silikon pada asam. Ketika dihancurkan, pengotor-pengotor yang terdapat pada silikon terkumpul di lapisan paling luar, sehingga jika terkena asam akan larut kembali dan menghasilkan produk silikon yang lebih murni.
 
[[File:Polycrystalline silicon rod.jpg|160px|thumb|left|Batang [[Polikristalin silikon]] dibuat dengan proses Siemens]]
Pada suatu waktu, [[DuPont]] memproduksi silikon ultra-murni dengan mereaksikan silikon tetraklorida dengan [[seng]] pada 950 &nbsp;°C, dihasilkan silikon melalui SiCl<sub>4</sub> + 2 Zn → Si + 2 ZnCl<sub>2</sub>. Meskipun begitu, teknik ini memiliki masalah lain, (misalnya produk samping berupa [[seng klorida]] yang dihasilkan yang menyumbat) sehingga akhirnya ditemukan [[proses Siemens]]. Pada ''proses Siemens'', atang silikon dengan kemurnian tinggi direaksikan dengan triklorosilana pada 1150 &nbsp;°C. Gas triklorosilana terdekomposisi dan dan tambahan silikon tersimpan dan memperbesar karena 2 HSiCl<sub>3</sub> → Si + 2 HCl + SiCl<sub>4</sub>. Silikon yang diproduksi dari proses ini disebut ''[[Silikon polikristalin]]''. Silikon ini mempunyai tingkat pengotor kurang dari satu ppb (''part per billion'').<ref>{{cite journal|doi = 10.1007/s11663-010-9440-y|title = Production of Solar-grade Silicon by Halidothermic Reduction of Silicon Tetrachloride|year = 2010|last1 = Yasuda|first1 = Kouji|last2 = Saegusa|first2 = Kunio|last3 = Okabe|first3 = Toru H.|journal = Metallurgical and Materials Transactions B|volume = 42|page = 37|bibcode = 2011MMTB...42...37Y }}</ref><ref>{{cite journal|doi = 10.1007/s11837-010-0190-8|title = Solar-grade silicon production by metallothermic reduction|year = 2010|last1 = Yasuda|first1 = Kouji|last2 = Okabe|first2 = Toru H.|journal = JOM|volume = 62|issue = 12|page = 94|bibcode = 2010JOM....62l..94Y }}</ref><ref>{{cite journal|doi =10.1002/recl.19590781204|title =The preparation of pure silicon|year =2010|last1 =Van Der Linden|first1 =P. C.|last2 =De Jonge|first2 =J.|journal =Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas|volume =78|issue =12|page =962}}</ref>
 
Tahun 2006 [[Renewable Energy Corporation|REC]] mengumumkan bahwa mereka membangun pabrik berbasis teknologi ''[[Reaktor fluidized bed|fluidized bed]]'' (FB) yang menggunakan silana: 3 SiCl<sub>4</sub> + Si + 2 H<sub>2</sub> → 4 HSiCl<sub>3</sub>, 4 HSiCl<sub>3</sub> → 3 SiCl<sub>4</sub> + SiH<sub>4</sub>, SiH<sub>4</sub> → Si + 2 H<sub>2</sub>.<ref>{{cite web|title=Analyst silicon field trip|date=March 28, 2007| url=http://hugin.info/136555/R/1115224/203491.pdf|publisher=hugin.info|accessdate=2008-02-20}}</ref> Keuntungan proses teknologi fluid bed adalah proses dapat berlangsung kontinu dengan hasil lebih banyak daripada proses Siemens yang merupakan proses batch.
Baris 104:
*[[Silana]], SiH<sub>4</sub>, adalah gas [[firoforik]] dengan struktur tetrahedral mirip dengan [[metana]], CH<sub>4</sub>. Senyawa murninya sendiri tidak bereaksi dengan air ataupun asam lemah, tapi jika bereaksi dengan alkali maka langsung akan terjadi hidrolisis.{{sfn|Greenwood|1997|p=339}} Ada kelompok silikon hidrida terkatenasi yang membentuk senyawa yang homolog, {{chem|Si|''n''|H|2''n''+2}} dengan ''n'' berkisar 2–8. Semua senyawa ini mudah terhidrolisis dan tidak stabil, terutama pada senyawa suku tinggi.{{sfn|Greenwood|1997|p=337}}<ref name = "Wiberg">{{cite book|last=Holleman|first=Arnold F. |coauthor=Wiberg, Nils |title=Lehrbuch der anorganischen Chemie|edition=102 |publisher=de Gruyter|place=Berlin |year=2007|isbn=3-11-017770-6}}</ref>
<!-- Disilene and silicon silicon triple bond -->
*[[Disilena]], senyawa yang berisi ikatan rangkap dua silikon-silikon (mirip [[alkena]]) dan secara umum sangat reaktif, memerlukan gugus subtituen yang besar untuk menstabilkannya.<ref>F. G. Stone, Robert West, Multiply Bonded Main Group Metals and Metalloids, Academic Press, 1996, ISBN 0-12-031139-9 [http://books.google.com/books?id=IrcORBkVjGQC&pg=PA255 p. 255]</ref> [[Disiluna]], senyawa dengan silikon-silikon rangkap tiga pertama kali didapatkan tahun 2004, meski senyawanya berbentuk non-linear, ikatannya tidak sama dengan [[alkuna]]. <ref>{{cite journal|doi=10.1126/science.1102209|pmid=15375262|year=2004|last1=Sekiguchi|first1=A|last2=Kinjo|first2=R|last3=Ichinohe|first3=M|title=A stable compound containing a silicon-silicon triple bond|volume=305|issue=5691|pages=1755–7|journal=Science|bibcode = 2004Sci...305.1755S}}</ref>
<!-- silicon halides -->
*Tetrahalida, SiX<sub>4</sub>, adalah senyawa yang dapat dibentuk dengan semua halogen.{{sfn|Greenwood|1997|pp=340–341}} [[Silikon tetraklorida]], misalnya, dapat bereaksi dengan air, tak sama dengan homolognya, [[karbon tetraklorida]].{{sfn|Greenwood|1997|p=342}} Silikon dihalida dapat dibentuk dengan reaksi dengan suhu tinggi antara silikon dan tetrahalida; dengan struktur yang serupa dengan [[karbena]] sehingga senyawa ini adalah senyawa reaktif. Silikon difluorida terkondensasi untuk membentuk senyawa polimer{{chem|(SiF|2|)|''n''}}.<ref name = "Wiberg"/>
Baris 120:
Elemen silikon ditambahkan pada [[besi cor]] menjadi [[ferrosilikon]] atau silikokalsium untuk meningkatkan kemampuan pada bagian yang tipis dan menghindari pembentukan [[sementit]] ketika terkena udara luar. Produksi ferrosilikon pada industri baja adalah 80% dari total penggunaan silikon dunia.
 
Karakteristik silikon itu sendiri dapat digunakan untuk memodifikasi paduan logam. Campuran silikon pada alumnium cor membentuk [[campuran eutektik]] yang memadat dengan kontraksi termal sangat kecil. Silikon juga meningkatkan kekerasan aluminium. <ref name="diecasting" /> Silikon merupakan komponen penting pada [[baja listrik]] karena mempengaruhi [[resistivitas]] dan [[feromagnetik]]nya.
 
Silikon ''metallurgical grade'' adalah silikon dengan kemurnian 95-99%. Sekitar 55% konsumsi silikon ''metallurgical grade'' dunia adalah untuk memproduksi logam paduan aluminium-silikon untuk pengecoran aluminium yang banyak digunakan untuk [[industri otomotif]].<ref name=USGS/> Sisanya digunakan oleh industri kimia untuk pembuatan [[fumed silica]], [[silana]], dan [[silikone]].
Baris 130:
 
[[Silikon monokristalin]] murni digunakan untuk memproduksi [[wafer (elektronik)|wafer]] silikon yang digunakan pada [[industri semikonduktor]], elektronik, dan juga perangkat [[photovoltaic]]. Dalam konduksi muatan, silikon murni adalah [[semikonduktor intrinsik]] yang berarti ia dapat mengonduksi [[lubang elektron]] dan elektron dapat dilepaskan dari atom melalui pemanasan, maka meningkatkan [[konduktivitas listrik]] silikon dengan suhu tinggi. Silikon murni memiliki konduktivitas yang terlalu rendah untuk digunakan pada komponen elektronik. Pada prakteknya, silikon murni [[doping (semikonduktor)|didoping]] dengan elemen lain dengan konsentrasi kecil sehingga meningkatkan konduktivitasnya secara drastis. Kontrol penambahan elemen lain ini sangat penting dan umumnya diaplikasikan di [[transistor]], [[sel solar]], [[detektor semikonduktor]] dan [[perangkat semikonduktor]] lainnya.
 
 
 
==Referensi==
Baris 137 ⟶ 135:
 
{{Compact periodic table}}
{{kimia-stub}}
 
[[Kategori:Unsur kimia]]
 
 
{{Link FA|sk}}
{{kimia-stub}}