Silicio |
|---|
 |
|
| [[Ficheiro:{{{espectro}}}|300px|center]] |
| Liñas espectrais do Silicio |
| Información xeral |
|---|
| Nome,símbolo,número | Silicio, Si, 14 |
| Serie química | Metaloide |
| Grupo,período,bloque | 14,3,p |
| Densidade | 2330 kg/m3 |
| Dureza | {{{dureza}}} |
| Aparencia | Gris escuro cun ton azul
|
| N° CAS | |
| N° EINECS | |
| Propiedades atómicas |
|---|
| Masa atómica | 28,084–28,086[1]u |
| Raio medio | 110pm |
| Raio atómico(calc) | 111pm |
| Raio covalente | 111pm |
| Raio de van der Waals | 210pm |
| Configuración electrónica | Ne3s² 3p² |
| Electróns pornivel de enerxía | |
| Estado(s) de oxidación | 4 (anfótero) |
| Óxido | |
| Estrutura cristalina | cúbica centrada nas caras |
| Propiedades físicas |
|---|
| Estado ordinario | sólido (non magnético) |
| Punto de fusión | 1687 K |
| Punto de ebulición | 3173 K |
| Punto de inflamabilidade | {{{P_inflamabilidade}}} K |
| Entalpía de vaporización | 384,22 kJ/mol |
| Entalpía de fusión | 50,55 kJ/mol |
| Presión de vapor | 4,77 |
| Temperatura crítica | K |
| Presión crítica | Pa |
| Volume molar | m3/mol |
| Velocidade do son | m/s a 293.15K (20°C) |
| Varios |
|---|
| Electronegatividade(Pauling) | 1,90 |
| Calor específica | 700J/(K·kg) |
| Condutividade eléctrica | 2,52 x 10-4S/m |
| Condutividade térmica | 148 W/(K·m) |
| 1.ªEnerxía de ionización | 786,5 kJ/mol |
| 2.ª Enerxía de ionización | 1577,1 kJ/mol |
| 3.ª Enerxía de ionización | 3231,6 kJ/mol |
| 4.ª Enerxía de ionización | 4355,5 kJ/mol |
| 5.ª Enerxía de ionización | {{{E_ionización5}}} kJ/mol |
| 6.ª Enerxía de ionización | {{{E_ionización6}}} kJ/mol |
| 7.ª Enerxía de ionización | {{{E_ionización7}}} kJ/mol |
| 8.ª enerxía de ionización | {{{E_ionización8}}} kJ/mol |
| 9.ª Enerxía de ionización | {{{E_ionización9}}} kJ/mol |
| 10.ª Enerxía de ionización | {{{E_ionización10}}} kJ/mol |
| Isótopos máis estables |
|---|
|
| Unidades segundo oSI e encondicións normais de presión e temperatura, salvo indicación contraria. |
Osilicio é unelemento químico non metálico situado no grupo 14 datáboa periódica dos elementos formando parte da familia doscarbonoideos. É o segundo elemento máis abundante nacodia terrestre (27,7% en peso) despois doosíxeno. Preséntase en forma amorfa e cristalizada; o primeiro é un po pardo, máis activo cá variante cristalina, que se presenta en octaedros de cor azul grisalla e brillo metálico.
As súas propiedades son intermedias entre as docarbono e doxermanio. En forma cristalina é moi duro e pouco soluble e presenta un brillo metálico e cor grisalla. Aínda que é un elemento relativamente inerte e resiste a acción da maioría dosácidos, reacciona coshalóxenos eálcalis diluídos. O silicio transmite máis do 95% daslonxitudes de onda daradiación infravermella.
Utilízase enaliaxes, na preparación dassiliconas, na industria dacerámica técnica e, debido a que é un materialsemicondutor moi abundante, ten un interese especial na industriaelectrónica emicroelectrónica como material básico para a creación de obleas ouchips que se poden implantar entransistores,pilas solares e unha gran variedade decircuítos electrónicos.
O silicio é un elemento vital en numerosas industrias. Odióxido de silicio (area earxila) é un importante constituínte doformigón e osladrillos, e emprégase na produción decemento portland. Polas súas propiedadessemicondutoras úsase na fabricación detransistores,células solares e todo tipo de dispositivos semicondutores; por esta razón coñécese comoSilicon Valley (Val do Silicio) á rexión deCalifornia en que se concentran numerosas empresas do sector daelectrónica e ainformática.
Outros importantes usos do silicio son:
O silicio (dolatínsilex,sílice) foi identificado por primeira vez porAntoine Lavoisier en1787, e posteriormente tomado como composto porHumphry Davy en1800. En1811Gay-Lussac, eLouis Thenard probablemente, preparou silicio amorfo impuro quentandopotasio con tetrafluoruro de silicio. En1824Berzelius preparou silicio amorfo empregando un método similar ao de Gay-Lussac, purificando despois o produto mediante lavados sucesivos ata illar o elemento.
O silicio é un dos compoñentes principais dosaerólitos, unha clase demeteoroides.
Medido en peso o silicio representa máis da cuarta parte da codia terrestre e é o segundo elemento máis abundante por detrás doosíxeno. O silicio non se atopa en estado nativo;area,seixo,ametista,ágata,pedernal,ópalo exaspe son algunhas dosminerales en que aparece oóxido, mentres que formandosilicatos atópase, entre outros, nogranito,feldespato,arxila,hornblenda emica.
O silicio comercial obtense a partir desílice de alta pureza en forno de arco eléctrico reducindo o óxido con eléctrodos decarbono a temperatura superior a 1.900 °C:
- SiO2 + C → Si + CO2
O silicio líquido acumúlase no fondo do forno de onde se extrae e se arrefría. O silicio producido por este proceso denomínasemetalúrxico e ten unha pureza superior ao 99%. Para a construción de dispositivossemicondutores é necesario un silicio de maior pureza,silicio ultrapuro, que pode obterse por métodos físicos ou químicos.
Os métodos físicos de purificación do silicio metalúrxico baséanse na maior solubilidade das impurezas no silicio líquido, de forma que este se concentra nas últimas zonas solidificadas. O primeiro método, usado de forma limitada para construír compoñentes deradar durante asegunda guerra mundial, consiste en moer o silicio de forma que as impurezas se acumulen nas superficies dos grans; disolvendo estes parcialmente conácido obtíñase un po máis puro. Afusión por zonas, o primeiro método usado a escala industrial, consiste en fundir un extremo da barra de silicio e trasladar lentamente o foco de calor ao longo da barra de modo que o silicio vai solidificando cunha pureza maior ao arrastrar a zona fundida gran parte das impurezas. O proceso pode repetirse as veces que sexa necesario ata lograr a pureza desexada bastando entón cortar o extremo final en que se acumularon as impurezas.
Osmétodos químicos, usados actualmente, actúan sobre un composto de silicio que sexa máis doado de purificar descompoñéndoo trala purificación para obter o silicio. Os compostos comunmente usados son o triclorosilano (HSiCl3), o tetracloruro de silicio (SiCl4) e o silano (SiH4).
No proceso Siemens, as barras de silicio de alta pureza expóñense a 1150 °C ao triclorosilano,gas que se descompón depositando silicio adicional na barra segundo a seguinte reacción:
- 2 HSiCl3 → Si + 2 HCl + SiCl4
O silicio producido por este e outros métodos similares denomínasesiliciopolicristalino e tipicamente ten unha fracción de impurezas de 0,001ppm ou menor.
O método Dupont consiste en facer reaccionar tetracloruro de silicio a 950 °C con vapores decinc moi puros:
- SiCl4 + 2 Zn → Si + 2 ZnCl2
Este método, así a todo, está inzado de dificultades (o cloruro de cinc, subproduto da reacción, solidifica e obstrúe as liñas) polo que eventualmente se abandonou en favor do proceso Siemens.
Unha vez obtido o silicio ultrapuro é necesario obter unmonocristal, para o que se utiliza oproceso Czochralski.
O silicio ten noveisótopos, con número másico entre 25 a 33. O isótopo mais abundante é o Si 28 cunha abundancia do 92.23%, o Si 29 ten unha abundancia do 4.67% e o Si 30 que ten unha abundancia do 3.1 todos eles son estables. O Si 32 é radioactivo, provén do decaemento do argon. O seu tempo de semivida é aproximadamente duns 276 anos. Padece un decaemento beta que o transforma en P-32 (que ten un período de semivida de 14.28 anos).
A inhalación do po desílice cristalina pode provocarsilicose
- "Táboa periódica dos elementos"(PDF).Consello da Cultura Galega,Xunta de Galicia,Real Academia Galega de Ciencias,Real Academia Galega eCiencia Nosa. 2019.
- Bermejo, M. R.;González, A.;Vázquez, M. (2006).O nome e o símbolo dos elementos químicos(PDF).Xunta,Secretaría Xeral de Política Lingüística eCRPIH.ISBN 978-84-453-4325-8.
- Bermejo, M. R.;González, A.;Maneiro, M. (2018).Guía dos elementos químicos. Historia, propiedades e aplicacións.Xunta de Galicia eCRPIH.ISBN 978-84-453-5297-7.
