تجزیه و تحلیل ساختاری اتم های سیلیکون را می توان از جنبه های متعددی مانند پیکربندی الکترونیکی، تشکیل پیوند کووالانسی، حالت هیبریداسیون و خواص فیزیکی و شیمیایی مورد بحث قرار داد.
1. پیکربندی الکترونیکی
اتم های سیلیکون (Si) در دوره چهارم و گروه IVA جدول تناوبی قرار دارند و عدد اتمی آنها 14 است. پیکربندی الکترونیکی اتم های سیلیکون از اصل ساخت پیروی می کند، یعنی الکترون ها خارج از هسته هستند و آنها را احاطه می کنند. لایه به لایه از سطوح انرژی کم به بالا، از داخل به خارج. به طور خاص، پیکربندی الکترونیکی اتم های سیلیکون 1s22s22p63s²3p2 است، یعنی 2 الکترون در داخلی ترین لایه (لایه اول)، 8 الکترون در لایه خارجی دوم (لایه دوم) و 4 الکترون در خارجی ترین لایه (لایه سوم) وجود دارد. . این 4 بیرونی ترین الکترون، الکترون های ظرفیت اتم های سیلیکون هستند که نقش کلیدی در واکنش های شیمیایی دارند.
2. تشکیل پیوند کووالانسی
اتم های سیلیکون تمایل دارند با به اشتراک گذاشتن الکترون های ظرفیت خود با اتم های دیگر، به یک پیکربندی الکترونیکی پایدار (مشابه گازهای بی اثر) دست یابند. به طور خاص، اتم‌های سیلیکون می‌توانند با به اشتراک گذاشتن یک جفت الکترون با هر یک از اتم‌های اطراف برای تشکیل چهار پیوند کووالانسی، به پیکربندی 8-الکترون (یا 2-جفت الکترون) پایدار دست یابند. تشکیل این پیوند کووالانسی پایه ای برای پایداری اتم های سیلیکون در طبیعت و در بسیاری از ترکیبات است.
3. هیبریداسیون sp³
به منظور تشکیل پیوندهای کووالانسی که به طور مساوی در چهار جهت توزیع شده اند، بیرونی ترین اوربیتال s (1) و سه اوربیتال p (3) از اتم سیلیکون برای تولید چهار اوربیتال هیبریدی sp3 هیبرید می شوند. این اوربیتال‌های ترکیبی شکل (توزیع چهار وجهی) و انرژی یکسانی دارند، هر اوربیتال یک الکترون را در خود جای می‌دهد و می‌تواند با الکترون‌های اتم‌های مجاور پیوند کووالانسی پایدار ایجاد کند. این هیبریداسیون اتم های سیلیکون را قادر می سازد تا در هنگام تشکیل ترکیبات، ساختار چهار وجهی پایداری را تشکیل دهند.
4. خواص فیزیکی
سیلیکون خواص فیزیکی منحصر به فردی دارد. اولاً، سیلیکون یک ماده بسیار سخت با سختی Mohs حدود 7 است و بعد از الماس و کاربید بور در رتبه دوم قرار دارد. دوم، سیلیکون یک ماده نیمه رسانا با رسانایی بین هادی ها و عایق ها است. در دمای اتاق، رسانایی سیلیکون بسیار کم است، اما هنگامی که گرم می شود، رسانایی آن به سرعت افزایش می یابد. علاوه بر این، سیلیکون دارای رسانایی حرارتی عالی و انتقال بالا (در نور مرئی و نوارهای مادون قرمز نزدیک) است که باعث می شود سیلیکون به طور گسترده در الکترونیک، ارتباطات فیبر نوری و سایر زمینه ها استفاده شود.
V. خواص شیمیایی
خواص شیمیایی سیلیکون نسبتاً پایدار است و واکنش با سایر مواد (به جز هیدروژن فلوراید و محلول قلیایی) در دمای اتاق دشوار است. سیلیکون می‌تواند با محلول هیدروکسید فلز قلیایی واکنش داده و سیلیکات و هیدروژن را تشکیل دهد که یک ویژگی شیمیایی مهم سیلیکون است. علاوه بر این، سیلیکون همچنین می تواند با برخی از عناصر غیر فلزی و فلزی در دمای بالا واکنش داده و سیلیسید تشکیل دهد.