Структурният анализ на силициевите атоми може да се обсъжда от множество аспекти като тяхната електронна конфигурация, образуване на ковалентна връзка, режим на хибридизация и физични и химични свойства.
1. Електронна конфигурация
Силициевите атоми (Si) са разположени в четвъртия период и група IVA на периодичната таблица и техният атомен номер е 14. Електронната конфигурация на силициевите атоми следва принципа на конструкцията, тоест електроните са извън ядрото и те заобикалят слой по слой от ниски до високи енергийни нива, отвътре навън. По-конкретно, електронната конфигурация на силициевите атоми е 1s²2s²2p⁶3s²3p², тоест има 2 електрона в най-вътрешния слой (първи слой), 8 електрона във втория външен слой (втори слой) и 4 електрона в най-външния слой (трети слой) . Тези 4 най-външни електрона са валентните електрони на силициевите атоми, които играят ключова роля в химичните реакции.
2. Образуване на ковалентна връзка
Силициевите атоми са склонни да постигнат стабилна електронна конфигурация (подобно на инертните газове), като споделят своите валентни електрони с други атоми. По-конкретно, силициевите атоми могат да постигнат стабилна 8-електронна (или 2-електронна двойка) конфигурация чрез споделяне на двойка електрони с всеки от околните атоми, за да образуват четири ковалентни връзки. Образуването на тази ковалентна връзка е в основата на стабилността на силициевите атоми в природата и в много съединения.
3. sp³ хибридизация
За да се образуват ковалентни връзки, които са еднакво разпределени в четири посоки, най-външната s орбитала (1) и три p орбитали (3) на силициевия атом се хибридизират, за да генерират четири sp³ хибридни орбитали. Тези хибридни орбитали имат еднаква форма (тетраедрично разпределение) и енергия, всяка орбитала побира един електрон и може да образува стабилни ковалентни връзки с електроните на съседните атоми. Тази хибридизация позволява на силициевите атоми да образуват стабилна тетраедрична структура, когато образуват съединения.
4. Физични свойства
Силицият има много уникални физични свойства. Първо, силицийът е много твърд материал с твърдост по Моос около 7, на второ място след диаманта и борния карбид. Второ, силицийът е полупроводников материал с проводимост между проводници и изолатори. При стайна температура проводимостта на силиция е много ниска, но при нагряване неговата проводимост нараства бързо. В допълнение, силицийът има отлична топлопроводимост и висока пропускливост (във видимата светлина и близките инфрачервени ленти), което прави силиция широко използван в електрониката, комуникациите с оптични влакна и други области.
V. Химични свойства
Химичните свойства на силиция са относително стабилни и е трудно да реагира с други вещества (с изключение на флуороводород и алкален разтвор) при стайна температура. Силицият може да реагира с разтвор на хидроксид на алкален метал, за да образува силикат и водород, което е важно химично свойство на силиция. В допълнение, силицият може също да реагира с някои неметални и метални елементи при висока температура, за да образува силицид.