Silicium is voor het eerst geïdentificeerd doorAntoine Lavoisier in 1787. Later werd het doorHumphry Davy aangezien voor een verbinding, maar in 1811 werd duidelijk dat het tóch om een element ging, toenLouis Gay-Lussac onzuiveramorf silicium verkreeg doorsiliciumtetrafluoride te verhitten in aanwezigheid vankalium. In 1824 maakteJöns Jacob Berzelius zuiver silicium door eerst dezelfde methode als Lussac te gebruiken en daarna het product meerdere malen uit te wassen. Zijn naam heeft silicium te danken aan hetLatijnseSilex, "vuursteen". In 1854 bereiddeHenri Saint-Claire Deville voor het eerst kristallijn silicium, de tweedeallotrope vorm waarin silicium voorkomt.
Silicium wordt in veel takken van industrie gebruikt.Siliciumdioxide wordt in de vorm vanzand ofklei gebruikt voor de productie van veel bouwmaterialen. Andere producten waarin veelvuldig gebruik wordt gemaakt van silicium zijn:
In kristallijne vorm heeft silicium een metallisch uiterlijk en een grijze kleur. Hoewel het een relatiefinert element is, reageert het onder bepaalde omstandigheden methalogenen, maar de meestezuren hebben geen invloed.
Silicium kan in tal van verbindingen de rol vankoolstof (in hetperiodiek systeem er pal boven) overnemen:
Nazuurstof is silicium het meest voorkomende element in deaardkorst. De aardkorst bestaat voor 25,7% uit silicium in zijn verschillende verbindingen. In de elementaire vorm komt silicium niet in de natuur voor. De meest voorkomende siliciumverbinding is siliciumdioxide (SiO2) zoals inkwartsen,opaal envuursteen. Ook komt het element veel voor in complexe ionen (silicaten) zoalsasbest,klei enmica en veelmineralen.
Op commerciële schaal wordt zuiver silicium verkregen door verhitting van siliciumdioxide onder aanwezigheid vankoolstof. De koolstof reduceert de siliciumdioxide tot silicium volgens de vergelijking:
Het op deze wijze verkregen silicium heeft een zuiverheid van ongeveer 99%. Voor gebruik inhalfgeleiders is zuiverder silicium nodig. Hiervoor zijn meerdere chemische en fysische technieken te gebruiken.
tweede fase: het in de eerste fase gezuiverde silicium wordt eerst omgezet naartrichloorsilaan (SiHCl3). Daar wordt het gemengd metzoutzuur (HCl). Door destillatie worden verontreinigingen verwijderd. Het trichlorosilaan wordt verhit tot verdamping en bij een goede temperatuurkeuze ontstaat zeer zuiver silicium.
derde fase (zonesmelten): een staaf silicium wordt slechts in een kleine zone tot boven het smeltpunt verwarmd. Doordat verontreinigingen veel beter in de vloeibare fase oplossen dan in de vaste fase, worden in de vloeibare zone de meeste verontreinigingen verzameld. Die worden naar het einde van de staaf gebracht. Ten slotte wordt dat stukje afgesneden en weggegooid. Het overige stukje is vrijwel 99,999999999% zuiver (1 op 10 miljard deeltjes is een onzuiverheid). We spreken in dit geval van"eleven nines" purity.
Van silicium zijn 23 verschillende isotopen bekend.Silicium-28,-29 en-30 zijn stabiel. De overige, instabiele isotopen kunnen op kunstmatige wijze worden geproduceerd.
Elementair silicium, kiezelzuur en silicaten zijn fysiologisch inert en niet giftig of gevaarlijk. Een volwassen lichaam bevat ongeveer 1,5 gram silicium, het element is onmisbaar voor de groei van bot- en bindweefsel.
Het inademen van fijn kwartsstof kan echter leiden totsilicose, de vorming van knobbeltjes in de longen.
