Il silicio è un elemento chimico con caratteristiche semimetalliche e si presenta come fine polvere marrone o come solido nero a riflessi verdi di aspetto metallico. In entrambi i casi si tratta di un solido cristallino a struttura simile a quella del diamante. Dal punto di vista chimico, ha numerose analogie con il carbonio ed è il secondo elemento più abbondante nella crosta terrestre dopo l’ossigeno. Il termine silicio deriva dal latino e significa “selce”, una roccia sedimentaria composta quasi del tutto da questo elemento.
Il silicio elementare non esiste in natura, generalmente è presente come ossido (ametista, agata, quarzo, selce, diaspro, opale ecc.) e silicati (granito, amianto, feldspato, argilla, hornblenda, mica ecc.).
Indice
Proprietà chimiche
Il silicio trasmette più del 95% di tutte le lunghezze d’onda della luce infrarossa.
- Simbolo: Si
- Numero atomico: 14
- Serie: Semimetalli
- Gruppo, periodo: 14 (IVA), 3
- Densità: 2330 kg/m³
- Durezza: 7
- Peso atomico: 28,0855 u
- Configurazione elettronica: [Ne]3s23p2
- Struttura cristallina: cubico a facce centrate con cavità tetraedrica
- Stato della materia: solido (diamagnetico)
- Punto di fusione: 1414 °C
- Punto di ebollizione: 2900 °C
- Calore di fusione: 50,55 kJ/mol
- Elettronegatività: 1,90 (Scala di Pauling)
- Calore specifico: 700 J/(kg·K)
- Conducibilità elettrica: 2,52×10−4/m·Ω
- Conducibilità termica: 148 W/(m·K)
Silicio – Composti principali
Carburo SiC – Noto anche carborundum, è rarissimo in natura e viene quindi prodotto artificialmente e il suo impiego più comune è quello di abrasivo. Più di recente lo si è impiegato come semiconduttore e come sostituto del diamante in gioielli di qualità.
Biossido SiO2 – Solido incolore, noto anche come silice e presente in natura in molti minerali come il quarzo, con molti utilizzi, per esmepio nelle fibre ottiche, nei dentifrici, nelle ceramiche come isolante ecc.
Monossido SiO – Solido marrone inodore usato come colorante.
Nitruro Si3N4 – Polvere grigia cristallina inerte, usata come isolante.
Isotopi – Questo elemento ha nove isotopi, di cui Si-28, Si-29 e Si-30 sono stabili.
Applicazioni
Il silicio è un semiconduttore puro e può essere drogato con altri elementi per renderlo più conduttivo e utilizzarlo in transistor, pannelli o celle solari e altre apparecchiature a semiconduttori impiegate in elettronica e in altri settori relativi all’alta tecnologia (dal momento che il silicio, silicon in inglese, è il principale semiconduttore dell’industria elettronica, la regione di Silicon Valley, in California, nota per la presenza di moltissime aziende di informatica ed elettronica, ha preso il suo nome da tale elemento).
Il silicio è un importante costituente di vari tipi di acciaio. Il diossido di silicio (noto anche come silice) è un importante ingrediente del cemento e dei mattoni; la silice della sabbia è uno dei principali componenti del vetro. Silice e silicati sono la base del materiale refrattario utilizzato nella coibentazione per le produzioni a temperature elevate. I silicati vengono anche utilizzati nella produzione di terraglie e smalti. Non vanno poi dimenticati i siliconi, composti flessibili che contengono legami silicio-ossigeno o silicio-carbonio, estesamente impiegati sotto forma di gel per gomme, collanti, protesi mammarie, lenti a contatto ecc.
Silicio – Le leghe
Questo elemento è importante per le leghe con il ferro, fondamentali per la produzione degli acciai al silicio, ma viene usato anche nelle leghe madri di oro e argento per aumentarne la fluidità e facilitarne la lavorazione e come elemento protettivo.
Microchip in silicio
Biologia
Nel corpo umano questo elemento è presente in quantità minime ed è coinvolto nella sintesi del collagene e dell’elastina nei tessuti connettivi e nelle articolazioni, ma non è ancora chiaro il suo ruolo preciso. Per questo suo coinvolgimento nel tessuto connettivo, il silicio organico è venduto in forma di integratore estetico per la pelle, ma la sua efficacia non è provata. L’assunzione avviene tramite moltissimi cibi, quindi di norma non è necessaria integrazione, considerando anche le minime quantità che servono al nostro organismo. La polvere di silicio, invece, è molto tossica e se inalata provoca gravi malattie ai polmoni, frequenti per esempio tra i minatori e i tagliatori di pietre.
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