Il silicio è l'elemento con numero atomico 14 del terzo periodo della famiglia del carbonio e per questo ha diverse proprietà simili al carbonio. Ad esempio, è un solido duro, la cui struttura cristallina è simile a quella del diamante, che è formato solo da legami tra i carboni. Anche le sue reazioni chimiche sono simili a questo elemento.
Questo solido ha un colore grigio e una lucentezza metallica, e il suo nome deriva da pietra focaia o silicis, che significa "pietra dura".
È molto abbondante in natura, nell'intero universo è il 7° più abbondante, in piedi dietro i seguenti elementi: idrogeno, elio, neon, ossigeno, azoto e carbonio. Nella crosta terrestre è il secondo per quantità (27,7%),secondo solo all'ossigeno.
Tuttavia, non si trova mai naturalmente in forma isolata, è sempre combinato con qualche altro elemento. Per questo motivo fu preparato per la prima volta in laboratorio, nel 1824, dal chimico svedese Jöns Jacob Berzelius, riscaldando il tetrafluoruro di silicio con potassio.
lui è presente praticamente in tutte le sabbie, rocce, argille e terreni. Si trova anche in tutto acque naturali, nell'atmosfera (come polvere), in molte piante e negli scheletri, nei tessuti e nei fluidi corporei di alcuni animali.
Quando combinato con l'ossigeno, forma il silice (biossido di silicio - SiO2), e quando si combina con l'ossigeno e altri elementi, forma silicati, i principali sono i quarzo, amianto, zeolite e mica.
Il nome "amianto" deriva dal greco amianto, che significa "non combustibile", ed è meglio conosciuto per il suo sinonimo "amianto", che deriva dal latino amianto, che significa "incorruttibile". Amianto è il nome generico dei silicati fibrosi naturali presenti nel terreno in più di 30 varietà, di cui solo 6 di interesse commerciale. I due principali gruppi di rocce di amianto sono:
1. Stelle filanti (amianto bianco - 95%):costituito da minerale di crisotilo (Mg3sì2oh5(OH)4);
2. Anfiboli (marrone, blu e altri amianto - 5%):costituito da minerali tremolite (Ca2mg5sì8oh22(OH)2), amosite ((Fe, Mg, Ca) OSiO2. n H2O) e crocidolite (NaFe2(SiO3)3).
Perché possiede diverse importanti proprietà fisico-chimiche, come l'elevata resistenza meccanica alle alte temperature, essendo isolante, flessibile, resistendo all'attacco di acidi, batteri, alcali, ecc., questo fa sì che questa fibra venga utilizzata nella fabbricazione di piastrelle, serbatoi, in vari prodotti per l'edilizia civile e per isolare termicamente macchine e attrezzatura. Tuttavia, l'uso dell'amianto causa molte controversie ed è vietato in diversi paesi, come la microfibra di amianto può essere assorbita nei polmoni e causare una malattia chiamata silicosi, così come altri disturbi per il corpo.
Non fermarti ora... C'è dell'altro dopo la pubblicità ;)
Su scala industriale, il silicio è prodotto dalla reazione dell'ossido con il coke. Ma, per ottenere un silicio ultrapuro, si effettua la decomposizione del silano (SiH).4) o tetraalogenuri di silicio ad alte temperature.
Questo silicio ultra puro è importante per il fabbricazione di semiconduttori per l'uso in apparecchiature elettroniche, ad esempio:
- Diodi:componente elettronico che è un ottimo conduttore quando sottoposto a tensione in verso diretto, ma un cattivo conduttore quando sottoposto a tensione in verso opposto;
- Transistor:componente elettronico che amplifica i segnali elettrici;
- Microprocessori:componente elettronico che interpreta un insieme di istruzioni ed esegue operazioni logiche e matematiche.
Con il silicio puro è possibile ottenere lastre estremamente sottili, che vengono utilizzate nella produzione di patatine fritte con dimensioni sempre più piccole, utilizzato in computer e altri circuiti integrati.
Il silicio è usato per questo scopo perché ha 4 elettroni nel suo guscio di valenza e i suoi atomi si combinano per formare cristalli. A temperatura ambiente, questi elettroni guadagnano energia sufficiente per muoversi liberamente intorno al cristallo, lasciando buchi che possono essere riempiti dagli elettroni degli atomi vicini. Pertanto, il gap si sposta da un atomo all'altro, formando continuamente nuove coppie di lacune elettroniche.
Tuttavia, questo non lo rende un buon conduttore, perché ha pochi elettroni liberi, quindi è chiamato a semiconduttore. È con la combinazione di semiconduttori che otteniamo i componenti elettronici sopra menzionati.
Poiché questo elemento è la principale materia prima nella produzione della maggior parte dei circuiti e patatine fritte elettronica, una regione situata in California, Stati Uniti, dove è concentrato un centro industriale con diverse società informatiche e informatiche, tra le altre, ha iniziato a ricevere il nome nel Silicon Valley, in onore di quell'elemento.
Un'ultima importante applicazione di questo elemento è come polimeri di silicone, con la sua catena principale costituita da atomi di silicio alternati ad atomi di ossigeno. Delle varietà di silicone, le più utilizzate oggi sono il diclo-dimetil-silano o il dicloro-difenil-silano. Per capire come avvengono i loro processi di formazione dal silicio, leggi il testo "Silicone - costituzione e applicazioni”.
di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica