Silicij je atomski broj 14 u trećem razdoblju obitelji ugljika i zbog toga ima nekoliko svojstava sličnih ugljiku. Na primjer, to je tvrda krutina, čija je kristalna struktura slična strukturi dijamanta, koji nastaje samo vezama između ugljika. Njegove kemijske reakcije također su slične ovom elementu.
Ova krutina ima sivu boju i metalni sjaj, a ime joj potječe kremen ili silicis, što znači "tvrdi kamen".
U prirodi je vrlo puno, u cijelom svemiru je 7. najzastupljeniji, koji stoji iza sljedećih elemenata: vodik, helij, neon, kisik, dušik i ugljik. U Zemljinoj kori je druga po najvećoj količini (27,7%),na drugom mjestu nakon kisika.
Međutim, nikada se prirodno ne nalazi u izoliranom obliku, uvijek se kombinira s nekim drugim elementom. Iz tog razloga prvi ga je u laboratoriju, 1824. godine, pripremio švedski kemičar Jöns Jacob Berzelius, zagrijavanjem silicijevog tetrafluorida s kalijem.
On prisutan je u praktički cijelom pijesku, stijeni, glini i tlu. Također se može naći u svima prirodne vode, u atmosferi (kao prašina), u mnogim biljkama i u kosturima, tkivima i tjelesnim tekućinama nekih životinja.
U kombinaciji s kisikom tvori silicijev dioksid (silicijev dioksid - SiO2), a kada se kombinira s kisikom i drugim elementima nastaje silikati, od kojih su glavni kvarc, azbest, zeolit i tinjac.
Ime "azbest" dolazi iz grčkog azbest, što znači "negorivo", a najpoznatiji je po svom sinonimu "azbest", koja dolazi iz latinskog azbest, što znači "nepotkupljiv". Azbest je generički naziv za prirodne vlaknaste silikate koji se nalaze u tlu u više od 30 sorti, od kojih je samo 6 komercijalno zanimljivo. Dvije glavne skupine azbestnih stijena su:
1. Streameri (bijeli azbest - 95%):koji se sastoji od krizotilnog minerala (Mg3Da2O5(OH)4);
2. Amfiboli (smeđi, plavi i ostali azbest - 5%):koji se sastoji od minerala tremolita (Ca2mg5Da8O22(OH)2), amozit ((Fe, Mg, Ca) OSiO2. n H2O) i krocidolit (NaFe2(SiO3)3).
Budući da ima nekoliko važnih fizikalno-kemijskih svojstava, poput visoke mehaničke otpornosti na visoke temperature, izoliranost, fleksibilnost, otpornost na napad kiselina, bakterija, lužine itd., ovo uzrokuje da se ovo vlakno koristi u proizvodnji pločica, spremnika, u raznim proizvodima civilne gradnje i za toplinsku izolaciju strojeva i oprema. Međutim, uporaba azbesta izaziva mnogo kontroverzi i zabranjena je u nekoliko zemalja, kao što je azbestni mikrolint može se apsorbirati u pluća i izazvati bolest koja se naziva silikoza, kao i druge bolesti tijela.
U industrijskim razmjerima silicij nastaje reakcijom oksida s koksom. Ali, da bi se dobio ultračisti silicij, provodi se razgradnja silana (SiH).4) ili silicij tetrahalidi na visokim temperaturama.
Ovaj izuzetno čisti silicij važan je za proizvodnja poluvodiča za uporabu u elektroničkoj opremi, kao što su:
- Diode:elektronička komponenta koja je izvrstan vodič kada se izlaže naponu u izravnom smjeru, ali loš vodič kada se izlaže naponu u suprotnom smjeru;
- Tranzistori:elektronička komponenta koja pojačava električne signale;
- Mikroprocesori:elektronička komponenta koja tumači skup uputa i izvodi logičke i matematičke operacije.
Čistim silicijem moguće je dobiti izuzetno tanke limove koji se koriste u proizvodnji čips sa sve manjim i manjim dimenzijama, koristi se u računalu i drugim integriranim krugovima.
U tu se svrhu koristi silicij jer u valentnoj ljusci ima 4 elektrona, a atomi se kombiniraju u kristale. Na sobnoj temperaturi ti elektroni dobivaju dovoljno energije da se slobodno kreću oko kristala, ostavljajući rupe koje elektroni mogu napuniti susjednim atomima. Dakle, jaz se kreće od jednog atoma do drugog, kontinuirano stvarajući nove parove elektronskih rupa.
Međutim, to ga ne čini dobrim vodičem, jer ima malo slobodnih elektrona, pa se naziva a poluvodiča. Kombinacijom poluvodiča dobivamo gore spomenute elektroničke komponente.
Budući da je ovaj element glavna sirovina u proizvodnji većine krugova i čips elektronika, regija smještena u Kaliforniji, SAD, gdje je koncentrirano industrijsko središte s nekoliko tvrtki za informacijsku tehnologiju i računarstvo, između ostalih, počelo je dobivati to ime u Silicijska dolina, u čast tog elementa.
Posljednja važna primjena ovog elementa je kao polimeri od silikon, čiji se glavni lanac sastoji od atoma silicija koji se izmjenjuju s atomima kisika. Od sorti silikona trenutno se najčešće koriste diklo-dimetil-silan ili dikloro-difenil-silan. Pročitajte tekst "Da biste razumjeli kako se njihovi procesi stvaranja iz silicija odvijaju"Silikon - sastav i primjena”.
Napisala Jennifer Fogaça
Diplomirao kemiju