Siliciul este elementul cu numărul atomic 14 din a treia perioadă a familiei carbonului și, din această cauză, are mai multe proprietăți asemănătoare carbonului. De exemplu, este un solid dur, a cărui structură cristalină este similară cu cea a diamantului, care se formează numai prin legături între carboni. Reacțiile sale chimice sunt, de asemenea, similare cu acest element.
Acest solid are o culoare gri și o strălucire metalică, iar numele său provine de la cremene sau silicis, care înseamnă "piatră tare".
Este foarte abundent în natură, în întregul univers el este al 7-lea cel mai abundent, stând în spatele următoarelor elemente: hidrogen, heliu, neon, oxigen, azot și carbon. În scoarța terestră, este a doua în cantitate mare (27,7%),al doilea doar după oxigen.
Cu toate acestea, nu se găsește niciodată în mod natural în formă izolată, este întotdeauna combinată cu un alt element. Din acest motiv, a fost preparat pentru prima dată în laborator, în 1824, de către chimistul suedez Jöns Jacob Berzelius, prin încălzirea tetrafluorurii de siliciu cu potasiu.
El este prezent în practic tot nisipul, roca, argila și solul. Se poate găsi și în toate ape naturale, în atmosferă (ca praf), în multe plante și în schelete, țesuturi și fluide corporale ale unor animale.
Când este combinat cu oxigen, formează silice (dioxid de siliciu - SiO2), iar atunci când este combinat cu oxigen și alte elemente, se formează silicați, principalele fiind cuarț, azbest, zeolit și mică.
Numele "azbest" provine din greacă azbest, care înseamnă „necombustibil” și este cunoscut mai ales pentru sinonimul său "azbest", care provine din latină azbest, care înseamnă „incoruptibil”. Azbestul este denumirea generică a silicaților fibroși naturali găsiți în sol în mai mult de 30 de soiuri, dintre care doar 6 sunt de interes comercial. Cele două grupuri principale de roci de azbest sunt:
1. Serpentine (azbest alb - 95%):constând din minerale crizotile (Mg3da2O5(OH)4);
2. Amfiboli (maro, albastru și alt azbest - 5%):constând din minerale tremolitice (Ca2mg5da8O22(OH)2), amosit ((Fe, Mg, Ca) OSiO2. n H2O) și crocidolit (NaFe2(SiO3)3).
Deoarece are mai multe proprietăți fizico-chimice importante, cum ar fi rezistența mecanică ridicată la temperaturi ridicate, fiind izolant, flexibil, rezistând la atacul acizilor, bacteriilor, alcalii etc., acest lucru face ca această fibră să fie utilizată la fabricarea plăcilor, rezervoarelor, la diverse produse de construcții civile și la izolarea termică a mașinilor și echipament. Cu toate acestea, utilizarea azbestului provoacă multe controverse și este interzisă în mai multe țări, cum ar fi microlintul de azbest poate fi absorbit în plămâni și poate provoca o boală numită silicoză, precum și alte afecțiuni pentru organism.
La scară industrială, siliciul este produs de reacția oxidului cu cocsul. Dar, pentru a obține un siliciu ultrapur, se efectuează descompunerea silanului (SiH).4) sau tetrahaluri de siliciu la temperaturi ridicate.
Acest siliciu ultra-pur este important pentru fabricarea semiconductoarelor pentru utilizarea în echipamente electronice, ca:
- Diode:componentă electronică care este un conductor excelent atunci când este supus tensiunii în direcția directă, dar un conductor slab atunci când este supus tensiunii în direcția opusă;
- Tranzistoare:componentă electronică care amplifică semnalele electrice;
- Microprocesoare:componentă electronică care interpretează un set de instrucțiuni și efectuează operații logice și matematice.
Cu siliciu pur este posibil să se obțină foi extrem de subțiri, care sunt utilizate la producerea de chipsuri cu dimensiuni din ce în ce mai mici, utilizate în computer și alte circuite integrate.
Siliciul este utilizat în acest scop deoarece are 4 electroni în coaja de valență și atomii săi se combină pentru a forma cristale. La temperatura camerei, acești electroni câștigă suficientă energie pentru a se deplasa liber în jurul cristalului, lăsând găuri care pot fi umplute de electroni din atomii vecini. Astfel, decalajul se deplasează de la un atom la altul, formând continuu noi perechi de găuri de electroni.
Cu toate acestea, acest lucru nu-l face un bun conductor, deoarece are puțini electroni liberi, deci este numit a semiconductor. Prin combinația de semiconductori obținem componentele electronice menționate mai sus.
Deoarece acest element este principala materie primă în producția majorității circuitelor și chipsuri electronică, o regiune situată în California, Statele Unite, unde este concentrat un centru industrial cu mai multe companii de tehnologie informațională și computere, printre altele, a început să primească numele în Silicon Valley, în cinstea acelui element.
O ultimă aplicație importantă a acestui element este ca polimeri de silicon, cu lanțul său principal format din atomi de siliciu alternați cu atomi de oxigen. Dintre soiurile de silicon, cele mai utilizate astăzi sunt diclodimetil-silan sau diclor-difenil-silan. Pentru a înțelege cum au loc procesele lor de formare din siliciu, citiți textul „Siliconul - constituție și aplicații”.
De Jennifer Fogaça
Absolvent în chimie