Silīcija atomu strukturālo analīzi var apspriest no vairākiem aspektiem, piemēram, to elektroniskās konfigurācijas, kovalentās saites veidošanās, hibridizācijas režīma un fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām.
1. Elektroniskā konfigurācija
Silīcija atomi (Si) atrodas periodiskās tabulas ceturtajā periodā un grupā IVA, un to atomskaitlis ir 14. Silīcija atomu elektroniskā konfigurācija notiek pēc uzbūves principa, tas ir, elektroni atrodas ārpus kodola, un tie ieskauj slāni pa slānim no zema līdz augstam enerģijas līmenim, no iekšpuses uz āru. Konkrēti, silīcija atomu elektroniskā konfigurācija ir 1s²2s²2p⁶3s²3p², tas ir, ir 2 elektroni visdziļākajā slānī (pirmajā slānī), 8 elektroni otrajā ārējā slānī (otrais slānis) un 4 elektroni ārējā slānī (trešais slānis). . Šie 4 tālākie elektroni ir silīcija atomu valences elektroni, kuriem ir galvenā loma ķīmiskajās reakcijās.
2. Kovalentās saites veidošanās
Silīcija atomiem ir tendence sasniegt stabilu elektronisku konfigurāciju (līdzīgu inertajām gāzēm), dalot savus valences elektronus ar citiem atomiem. Konkrēti, silīcija atomi var sasniegt stabilu 8-elektronu (vai 2-elektronu pāra) konfigurāciju, koplietojot elektronu pāri ar katru no apkārtējiem atomiem, veidojot četras kovalentās saites. Šīs kovalentās saites veidošanās ir pamats silīcija atomu stabilitātei dabā un daudzos savienojumos.
3. sp³ hibridizācija
Lai veidotu kovalentās saites, kas ir vienādā attālumā sadalītas četros virzienos, silīcija atoma visattālākā s orbitāle (1) un trīs p orbitāles (3) tiek hibridizētas, veidojot četras sp3 hibrīda orbitāles. Šīm hibrīda orbitālēm ir vienāda forma (tetraedrisks sadalījums) un enerģija, katra orbitāle uzņem vienu elektronu un var veidot stabilas kovalentās saites ar blakus esošo atomu elektroniem. Šī hibridizācija ļauj silīcija atomiem, veidojot savienojumus, veidot stabilu tetraedrisku struktūru.
4. Fizikālās īpašības
Silīcijam ir daudzas unikālas fizikālās īpašības. Pirmkārt, silīcijs ir ļoti ciets materiāls ar Mosa cietību aptuveni 7, otrkārt, pēc dimanta un bora karbīda. Otrkārt, silīcijs ir pusvadītāju materiāls ar vadītspēju starp vadītājiem un izolatoriem. Istabas temperatūrā silīcija vadītspēja ir ļoti zema, bet, sildot, tā vadītspēja strauji palielinās. Turklāt silīcijam ir lieliska siltumvadītspēja un augsta caurlaidība (redzamā gaismā un tuvās infrasarkanās joslās), kas padara silīciju plaši izmantotu elektronikā, optisko šķiedru sakaros un citās jomās.
V. Ķīmiskās īpašības
Silīcija ķīmiskās īpašības ir samērā stabilas, un istabas temperatūrā ir grūti reaģēt ar citām vielām (izņemot fluorūdeņradi un sārmu šķīdumu). Silīcijs var reaģēt ar sārmu metālu hidroksīda šķīdumu, veidojot silikātu un ūdeņradi, kas ir svarīga silīcija ķīmiskā īpašība. Turklāt silīcijs var arī reaģēt ar dažiem nemetāliskiem un metāliskiem elementiem augstā temperatūrā, veidojot silicīdu.