El silicio es el elemento de número atómico 14 del tercer período de la familia del carbono y, por eso, tiene varias propiedades similares al carbono. Por ejemplo, es un sólido duro, cuya estructura cristalina es similar a la del diamante, que está formado únicamente por enlaces entre carbonos. Sus reacciones químicas también son similares a este elemento.
Este sólido tiene un color gris y un brillo metálico, y su nombre proviene de pedernal o silicis, que significa "piedra dura".
Es muy abundante en la naturaleza, en todo el universo es el séptimo más abundante, detrás de los siguientes elementos: hidrógeno, helio, neón, oxígeno, nitrógeno y carbono. En la corteza terrestre, es el segundo en mayor cantidad (27,7%),solo superado por el oxígeno.
Sin embargo, nunca se encuentra de forma aislada de forma natural, siempre se combina con algún otro elemento. Por este motivo, fue preparado por primera vez en el laboratorio, en 1824, por el químico sueco Jöns Jacob Berzelius, calentando tetrafluoruro de silicio con potasio.
Él está presente en prácticamente toda la arena, roca, arcilla y suelo. También se puede encontrar en todos aguas naturales, en la atmósfera (como polvo), en muchas plantas y en los esqueletos, tejidos y fluidos corporales de algunos animales.
Cuando se combina con oxígeno, forma el sílice (dióxido de silicio - SiO2), y cuando se combina con oxígeno y otros elementos, forma silicatos, siendo los principales los cuarzo, amianto, zeolita y mica.
El nombre "amianto" viene del griego amianto, que significa "incombustible" y es más conocido por su sinónimo "amianto", que viene del latín amianto, que significa "incorruptible". El amianto es el nombre genérico de los silicatos fibrosos naturales que se encuentran en el suelo en más de 30 variedades, de las cuales solo 6 son de interés comercial. Los dos grupos principales de rocas de amianto son:
1. Serpentinas (amianto blanco - 95%):que consta de crisotilo mineral (Mg3sí2O5(OH)4);
2. Anfíboles (asbesto marrón, azul y otros - 5%):que consiste en minerales de tremolita (Ca2mg5sí8O22(OH)2), amosita ((Fe, Mg, Ca) OSiO2. n H2O) y crocidolita (NaFe2(SiO3)3).
Porque tiene varias propiedades fisicoquímicas importantes, como alta resistencia mecánica a altas temperaturas, ser aislante, flexible, resistir el ataque de ácidos, bacterias, álcalis, etc., esto provoca que esta fibra sea utilizada en la fabricación de tejas, tanques, en diversos productos de construcción civil y para aislar térmicamente máquinas y equipo. Sin embargo, el uso de amianto causa mucha controversia y está prohibido en varios países, como la microlinta de asbesto puede absorberse en los pulmones y causar una enfermedad llamada silicosis, así como otras dolencias del cuerpo.
A escala industrial, el silicio se produce mediante la reacción del óxido con el coque. Pero, para obtener un silicio ultrapura, se lleva a cabo la descomposición del silano (SiH).4) o tetrahaluros de silicio a altas temperaturas.
Este silicio ultra puro es importante para la fabricación de semiconductores para su uso en equipos electrónicos, tales como:
- Diodos:componente electrónico que es un excelente conductor cuando se somete a voltaje en la dirección directa, pero un mal conductor cuando se somete a voltaje en la dirección opuesta;
- Transistores:componente electrónico que amplifica señales eléctricas;
- Microprocesadores:Componente electrónico que interpreta un conjunto de instrucciones y realiza operaciones lógicas y matemáticas.
Con silicio puro es posible obtener láminas extremadamente delgadas, que se utilizan en la producción de papas fritas con dimensiones cada vez más pequeñas, utilizado en computadoras y otros circuitos integrados.
El silicio se usa para este propósito porque tiene 4 electrones en su capa de valencia y sus átomos se combinan para formar cristales. A temperatura ambiente, estos electrones obtienen suficiente energía para moverse libremente alrededor del cristal, dejando huecos que pueden llenarse con electrones de átomos vecinos. Por lo tanto, el espacio se mueve de un átomo a otro, formando continuamente nuevos pares de agujeros de electrones.
Sin embargo, esto no lo convierte en un buen conductor, porque tiene pocos electrones libres, por lo que se llama semiconductor. Es con la combinación de semiconductores que obtenemos los componentes electrónicos mencionados anteriormente.
Dado que este elemento es la principal materia prima en la producción de la mayoría de circuitos y papas fritas electrónica, una región ubicada en California, Estados Unidos, donde se concentra un centro industrial con varias empresas de informática e informática, entre otras, empezó a recibir el nombre en Valle del Silicio, en honor a ese elemento.
Una última aplicación importante de este elemento es como polímeros de silicona, con su cadena principal formada por átomos de silicio alternando con átomos de oxígeno. De las variedades de silicona, las más utilizadas en la actualidad son el dicloro-dimetil-silano o el dicloro-difenil-silano. Para comprender cómo se producen sus procesos de formación a partir del silicio, lea el texto "Silicona: constitución y aplicaciones”.
Por Jennifer Fogaça
Licenciada en Química
