SILICIO


 

 

 

descripción general

CARACTERÍSTICAS GENERALES

Nombre: Silicio

Símbolo: Si

Número atómico: 14

Masa atómica (uma): 28,0855

Período: 3

Grupo: IVA (carbonoideos)

Bloque: p (representativo)

Valencias: +2, +4, -4

PROPIEDADES PERIÓDICAS

Configuración electrónica: [Ne] 3s2 3p2

Radio atómico (Å): 1,32

Radio iónico (Å): 0,41 (+4)

Radio covalente (Å): 1,11

Energía de ionización (kJ/mol): 786

Electronegatividad: 1,90

Afinidad electrónica (kJ/mol): 134

 

PROPIEDADES FÍSICAS

Densidad (g/cm3): 2,33

Color: gris con brillo metálico

Punto de fusión (ºC): 1414

Punto de ebullición (ºC): 2680

Volumen atómico (cm3/mol): 12,06

 
 

 

Historia
  • Descubridor:  Jöns Jacob Berzelius.
  • Lugar de descubrimiento: Suecia.
  • Año de descubrimiento: 1824.
  • Origen del nombre: El nombre "silicio" deriva del latín "silex" (pedernal). Este nombre proviene de que los compuestos de silicio eran de gran importancia en la prehistoria: las herramientas y las armas, hechas de pedernal, una de las variedades del dióxido de silicio, fueron los primeros utensilios del hombre.
  • Obtención: Aunque, previamente, Davy pensaba que la sílice no era un elemento, no pudo descomponerla. En 1824, Berzelius obtuvo silicio amorfo al hacer reaccionar tetrafluoruro de silicio sobre potasio fundido. Al lavar el producto con agua obtuvo un polvo pardo que era silicio amorfo. En 1854, Sainte-Claire Deville preparó silicio cristalino por electrólisis de un cloruro impuro de sodio y aluminio. El silicio estaba contenido en el aluminio en forma de escamas brillantes, al eliminar el aluminio por disolución quedó el silicio cristalino.

 

Métodos de obtención
  • Mediante aluminotermia a partir de la sílice, óxido de silicio, y tratando el producto con ácido clorhídrico en el cual el silicio es insoluble.
  • Reducción de sílice con carbono o carburo de calcio en un horno eléctrico con electrodos de carbono.
  • Reducción de tetracloruro de silicio con hidrógeno (para obtenerlo de forma muy pura).
  • El silicio hiperpuro se obtiene por reducción térmica de triclorosilano, HSiCl3, ultrapuro en atmósfera de hidrógeno y posterior fusión por zonas a vacío.

 

Aplicaciones
  • Utilizado para producir chips para ordenadores.
  • Las células fotovoltaicas para conversión directa de energía solar en eléctrica utilizan obleas cortadas de cristales simples de silicio de grado electrónico.
  • El silicio hiperpuro puede doparse con boro, galio, fósforo o arsénico, aumentando su conductividad; se emplea para la fabricación de transistores, rectificadores y otros dispositivos de estado sólido ampliamente empleados en electrónica.
  • Se utiliza como integrante de aleaciones para dar mayor resistencia a aluminio, magnesio, cobre y otros metales.
  • La arena y arcilla (silicatos) se usan para fabricar ladrillos y hormigón; son un material refractario que permite trabajar a altas temperaturas.
  • El metasilicato de sodio, Na2SiO3, es una sal empleada en detergentes para tamponar e impedir que la suciedad entre en el tejido: los iones metasilicatos, SiO3-2,se unen a las partículas de suciedad, dándoles carga negativa, lo que impide que se agreguen y formen partículas insolubles.
  • Al acidificar el ortosilicato de silicio se obtiene un precipitado gelatinoso de sílice (sílica gel) que se emplea como agente desecante, soporte para catalizadores, cromatografía y aislante térmico.
  • La sílice (arena) es el principal ingrediente del vidrio, uno de los materiales más baratos con excelentes propiedades mecánicas, ópticas, térmicas y eléctricas.
  • Las siliconas son derivados poliméricos del silicio. Se utilizan para juguetes, lubricantes, películas impermeables, implantes para cirugía estética, ...
  • El carburo de silicio se utiliza como abrasivo importante, para componentes refractarios.

 

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