Elementtejä lapsille

Pii

<---Alumiinifosfori--->

Symboli: Si Atomiluku: 14 Atomipaino: 28.085 Luokitus: Metalloidi Vaihe huoneenlämmössä: kiinteä Tiheys: 2,329 grammaa kuutiosenttimetriä kohti. Sulamispiste: 1414°C, 2577°F Kiehumispiste: 3265 °C, 5909 °F Löytäjänä: Jons Jakob Berzelius vuonna 1824.

Pii on jaksollisen järjestelmän neljänteentoista sarakkeen toinen alkuaine. Se luokitellaan metalloidien joukkoon. Pii on maailmankaikkeuden kahdeksanneksi runsain alkuaine ja maankuoren toiseksi runsain alkuaine hapen jälkeen. Piiatomeilla on 14 elektronia ja 14 protonia, ja ulkokuoren valenssielektroneita on neljä.

Ominaisuudet ja ominaisuudet

Normaaliolosuhteissa pii on kiinteää ainetta. Amorfisessa (satunnaisessa) muodossaan se näyttää ruskealta jauheelta. Kiteisessä muodossaan se on hopeanharmaan metallin näköistä materiaalia, joka on haurasta ja vahvaa.

Piitä pidetään puolijohteena, mikä tarkoittaa, että sen elektroninen johtavuus on eristeen ja johtimen välillä. Sen johtavuus kasvaa lämpötilan myötä. Tämä ominaisuus tekee piistä arvokkaan elementin elektroniikassa.

Neljän valenssielektroninsa ansiosta pii voi muodostaa kovalenttisia tai ionisidoksia joko luovuttaen tai jakaen neljä kuoren elektroniaan. Samalla se on suhteellisen inertti alkuaine eikä reagoi hapen tai veden kanssa kiinteässä muodossaan.

Missä piitä esiintyy maapallolla?

Piitä on noin 28 % maankuoresta. Sitä ei yleensä esiinny maapallolla vapaana, vaan se on yleensä silikaattimineraaleissa. Näiden mineraalien osuus maankuoresta on 90 %. Yksi yleinen yhdiste on piidioksidi (SiO ₂ Piidioksidi on eri muodoissaan, kuten hiekka, piikivi ja kvartsi.

Muita tärkeitä piimineraaleja ja kivilajeja ovat graniitti, talkki, dioriitti, kiille, savi ja asbesti. Alkuaine esiintyy myös jalokivissä, kuten opaaleissa, akaateissa ja ametisteissa.

Miten piitä käytetään nykyään?

Piitä käytetään monissa eri sovelluksissa ja materiaaleissa. Useimmissa piisovelluksissa käytetään silikaattimineraaleja. Niitä ovat esimerkiksi lasi (valmistettu hiekasta), keramiikka (valmistettu savesta) ja hioma-aineet. Silikaatteja käytetään myös portlandsementin valmistukseen, jota käytetään betonin ja rappauksen valmistukseen.

Piistä valmistetaan myös synteettisiä yhdisteitä, joita kutsutaan silikoneiksi. Silikoneista valmistetaan voiteluaineita, rasvoja, kumimateriaaleja, vedenpitäviä materiaaleja ja tiivisteitä.

Puhdasta piitä käytetään elektroniikan puolijohdesirujen valmistukseen. Nämä sirut muodostavat nykypäivän elektroniikan, kuten tietokoneiden, televisioiden, videopelikonsolien ja matkapuhelimien aivot.

Piitä käytetään myös metalliseoksissa yhdessä alumiinin, raudan ja teräksen kanssa.

Miten se löydettiin?

Ranskalainen kemisti Antoine Lavoisier oli yksi ensimmäisistä tutkijoista, joka ehdotti vuonna 1789, että kvartsissa voisi olla uusi alkuaine. Myöhemmin tutkijat jatkoivat kvartsin tutkimista, mutta ruotsalainen kemisti Jons Jakob Berzelius eristi ensimmäisenä alkuaineen pii ja valmisti siitä näytteen vuonna 1824.

Mistä pii on saanut nimensä?

Nimi tulee latinankielisestä sanasta "silicus", joka tarkoittaa piikiveä, joka on piitä sisältävä mineraali.

Isotoopit

Piitä esiintyy luonnossa kolmena stabiilina isotooppina: pii-28, pii-29 ja pii-30. Noin 92 prosenttia piistä on pii-28:aa.

Mielenkiintoisia faktoja piistä

• Piillä on alkuaineeksi suhteellisen ainutlaatuinen ominaisuus, sillä se laajenee jäätyessään veden tavoin.
• Sen sulamispiste on 1 400 celsiusastetta ja kiehuu 2 800 celsiusasteessa.
• Maankuoren runsain yhdiste on piidioksidi.
• Piikarbidia (SiC) käytetään usein hioma-aineena, ja se on lähes yhtä kovaa kuin timantti.
• Tietokonesirujen piikiekot "kasvatetaan" Czochralski-prosessilla.

Lisää alkuaineista ja jaksollisesta järjestelmästä

Elementit

Jaksollinen järjestelmä

Litium

Natrium

Kalium

Emäksiset maametallit

Beryllium

Magnesium

Kalsium

Radium

Siirtymämetallit

Scandium

Titaani

Vanadiini

Kromi

Mangaani

Rauta

Koboltti

Nikkeli

Kupari

Sinkki

Hopea

Platina

Kulta

Elohopea

Siirtymävaiheen jälkeiset metallit

Alumiini

Gallium

Tina

Johto

Metalloidit

Boori

Pii

Germanium

Arseeni

Ei-metallit

Vety

Hiili

Typpi

Happi

Fosfori

Rikki

Halogeenit

Fluori

Kloori

Jodi

Jalokaasut

Helium

Neon

Argon

Lantanidit ja aktinidit

Uraani

Plutonium

Lisää kemian oppiaineita

Atom

Molekyylit

Isotoopit

Kiinteät aineet, nesteet, kaasut

Sulaminen ja kiehuminen

Kemiallinen sidos

Kemialliset reaktiot

Radioaktiivisuus ja säteily

Seokset ja yhdisteet

Yhdisteiden nimeäminen

Seokset

Seosten erottaminen

Ratkaisut

Hapot ja emäkset

Kiteet

Metallit

Suolat ja saippuat

Vesi

Muut

Sanasto ja termit

Kemian laboratoriolaitteet

Orgaaninen kemia

Kuuluisat kemistit

Tiede>> Kemia lapsille>> Jaksollinen järjestelmä