Silicon (14Si) là nguyên tố có nhiều ứng dụng quan trọng trong công nghệ hiện đại

Silicon (₁₄Si) là nguyên tố có nhiều ứng dụng quan trọng trong công nghệ hiện đại, đặc biệt trong lĩnh vực vật liệu bán dẫn.
a) Phổ khối của Si tự nhiên được biểu diễn như hình bên.

– Si tự nhiên có bao nhiêu đồng vị?
– Tính nguyên tử khối trung bình của Si.
b) Phương pháp pha tạp bằng biến đổi neutron (Neutron Transmutation Doping – NTD) là một công nghệ tiên tiến trong ngành bán dẫn để tạo ra bán dẫn loại n – vật liệu cốt lõi để chế tạo các linh kiện điện tử công suất lớn. Khi đặt thỏi silicon siêu tinh khiết trong lò phản ứng hạt nhân, đồng vị ³⁰Si sẽ hấp thụ một neutron tạo nguyên tử X; X sau đó tự động phóng xạ beta và biến đổi thành nguyên tử Y. Nguyên tử Y mới sinh đóng vai trò là chất cho điện tử (electron donor), tạo ra electron dẫn trong chất bán dẫn loại n. Xác định X, Y và viết hai phương trình hạt nhân mô tả quá trình NTD.
c) Ngay sau chiếu xạ, một mẫu chứa 8,00.10¹⁴ nguyên tử X. Sau 7,86 giờ, tính:
– Số nguyên tử X còn lại.
– Số electron dẫn nếu mỗi nguyên tử Y tạo thành đều đóng góp 1 electron.
Biết: chu kỳ bán hủy (t½ là thời gian cần thiết để một nửa lượng chất ban đầu bị phân hủy) của X là 2,62 giờ, biểu thức liên hệ giữa số nguyên tử X còn lại (A_t) sau t giờ so với tổng số nguyên tử X ở thời điểm ban đầu (A₀) là:

d) Các hợp chất SiCl₄ và YH₃ có nhiệt độ sôi lần lượt là 57,6°C và -87,7°C.
– Viết công thức Lewis, công thức VSEPR, dự đoán dạng hình học phân tử của SiCl₄ và YH₃.
– Dự đoán tính phân cực của mỗi phân tử. Vì sao SiCl₄ có nhiệt độ sôi cao hơn YH₃?