Silicij je atomsko število 14 iz tretjega obdobja družine ogljika in ima zaradi tega več lastnosti, podobnih ogljiku. Na primer, to je trda trdna snov, katere kristalna struktura je podobna strukturi diamanta, ki ga tvorijo le vezi med ogljiki. Tudi njegove kemijske reakcije so podobne temu elementu.
Ta trdna snov ima sivo barvo in kovinski sijaj kremen ali silicis, kar pomeni "trdi kamen".
V naravi ga je zelo veliko, v celotnem vesolju je sedmi po številu, ki stoji za naslednjimi elementi: vodik, helij, neon, kisik, dušik in ogljik. V zemeljski skorji je druga po največji količini (27,7%),drugi le kisik.
Nikoli pa je naravno ne najdemo v izolirani obliki, vedno jo kombiniramo s kakšnim drugim elementom. Zaradi tega ga je leta 1824 v laboratoriju prvič pripravil švedski kemik Jöns Jacob Berzelius s segrevanjem silicijevega tetrafluorida s kalijem.
On je prisoten v skoraj vseh peskih, kamninah, glini in tleh. Najdemo ga lahko tudi v vseh naravne vode, v ozračju (kot prah), v številnih rastlinah in v okostjih, tkivih in telesnih tekočinah nekaterih živali.
V kombinaciji s kisikom tvori kremen (silicijev dioksid - SiO2), in ko se kombinira s kisikom in drugimi elementi, nastane silikati, glavni med njimi so kremen, azbest, zeolit in sljuda.
Ime "azbest" prihaja iz grščine azbest, kar pomeni »negorljiv« in je najbolj znan po sopomenki "azbest", ki prihaja iz latinščine azbest, kar pomeni »nepodkupljiv«. Azbest je generično ime naravnih vlaknastih silikatov, ki jih v tleh najdemo v več kot 30 sortah, od katerih je samo 6 komercialno zanimivih. Dve glavni skupini azbestnih kamnin sta:
1. Potočni trakovi (beli azbest - 95%):sestavljen iz minerala krizotila (Mg3Da2O5(OH)4);
2. Amfiboli (rjavi, modri in drugi azbest - 5%):sestavljen iz mineralov tremolita (Ca2mg5Da8O22(OH)2), amozit ((Fe, Mg, Ca) OSiO2. n H2O) in krocidolit (NaFe2(SiO3)3).
Ker ima več pomembnih fizikalno-kemijskih lastnosti, kot so visoka mehanska odpornost pri visokih temperaturah, je izolativen, prožen, odporen na napade kislin, bakterij, alkalij itd., zaradi tega se ta vlakna uporabljajo pri izdelavi ploščic, rezervoarjev, v različnih gradbenih proizvodih in za toplotno izolacijo strojev in opremo. Vendar uporaba azbesta povzroča veliko polemik in je v več državah prepovedana azbestni mikrolint se lahko absorbira v pljuča in povzroči bolezen, imenovano silikoza, pa tudi druge bolezni telesa.
V industrijskem obsegu silicij nastane z reakcijo oksida s koksom. Da pa dobimo ultra čisti silicij, izvedemo razgradnjo silana (SiH).4) ali silicijevi tetrahalidi pri visokih temperaturah.
Ta izredno čist silicij je pomemben za proizvodnja polprevodnikov za uporabo v elektronski opremi, kot naprimer:
- Diode:elektronska komponenta, ki je odličen prevodnik, če je izpostavljen napetosti v smeri naprej, vendar slab prevodnik, če je izpostavljen napetosti v nasprotni smeri;
- Tranzistorji:elektronska komponenta, ki ojačuje električne signale;
- Mikroprocesorji:elektronska komponenta, ki razlaga nabor navodil in izvaja logične in matematične operacije.
S čistim silicijem je mogoče dobiti izredno tanke pločevine, ki se uporabljajo pri proizvodnji čips z vse manjšimi dimenzijami, ki se uporabljajo v računalniških in drugih integriranih vezjih.
V ta namen se uporablja silicij, ker ima v svoji valentni lupini 4 elektrone in se njegovi atomi združijo v kristale. Pri sobni temperaturi ti elektroni pridobijo dovolj energije, da se lahko prosto gibljejo okoli kristala, pri čemer ostanejo luknje, ki jih lahko napolnijo elektroni iz sosednjih atomov. Tako se vrzel premika od enega atoma do drugega in neprestano tvori nove pare elektronskih lukenj.
Vendar zaradi tega ni dober prevodnik, ker ima malo prostih elektronov, zato se imenuje a polprevodnik. S kombinacijo polprevodnikov dobimo zgoraj omenjene elektronske komponente.
Ker je ta element glavna surovina pri proizvodnji večine tokokrogov in čips elektronika, regija v Kaliforniji v ZDA, kjer je koncentrirano industrijsko središče z več podjetji za informacijsko tehnologijo in računalništvo je med drugim začelo dobivati ime v Silicijeva dolina, v počastitev tega elementa.
Zadnja pomembna uporaba tega elementa je polimeri silikon, s svojo glavno verigo, sestavljeno iz silicijevih atomov, ki se izmenjujejo z atomi kisika. Med sortami silikona se danes najpogosteje uporabljajo diklo-dimetil-silan ali dikloro-difenil-silan. Če želite razumeti, kako njihovi procesi tvorjenja izhajajo iz silicija, preberite besedilo "Silikon - sestava in aplikacije”.
Avtorica Jennifer Fogaça
Diplomiral iz kemije
