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(a sinistra) Silicio Puro. (a destra) Il silicio non si trova libero in natura, ma si presenta principalmente come ossido e come silicati. La sabbia è una delle forme in cui appare l’ossido. |
Silicio
Storia
Dal latino. parola silex, silicis, selce., Nel 1800, Davy pensava che la silice fosse un composto e non un elemento; ma nel 1811, Gay Lussac e Thenard probabilmente prepararono il silicio amorfo impuro riscaldando il potassio con tetrafluoruro di silicio.
Nel 1824 Berzelius, generalmente accreditato della scoperta, preparò il silicio amorfo con lo stesso metodo generale e purificò il prodotto rimuovendo i fluosilicati mediante ripetuti lavaggi. Deville nel 1854 preparò per la prima volta il silicio cristallino, la seconda forma allotropica dell’elemento.,
Fonti
Il silicio è presente nel sole e nelle stelle ed è un componente principale di una classe di meteoriti noti come aeroliti. È anche un componente delle tektites, un vetro naturale di origine incerta.
Il silicio costituisce il 25,7% della crosta terrestre, in peso, ed è il secondo elemento più abbondante, essendo superato solo dall’ossigeno. Il silicio non si trova libero in natura, ma si presenta principalmente come ossido e come silicati. Sabbia, quarzo, cristallo di rocca, ametista, agata, selce, diaspro e opale sono alcune delle forme in cui appare l’ossido., Granito, hornblende, amianto, feldspato, argilla, mica, ecc. sono solo alcuni dei numerosi minerali silicati.
Il silicio viene preparato commercialmente riscaldando silice e carbonio in un forno elettrico, utilizzando elettrodi di carbonio. Diversi altri metodi possono essere utilizzati per preparare l’elemento. Il silicio amorfo può essere preparato come una polvere marrone, che può essere facilmente fusa o vaporizzata. Il processo Czochralski è comunemente usato per produrre cristalli singoli di silicio utilizzati per dispositivi a stato solido o semiconduttori., Il silicio iperpuro può essere preparato dalla decomposizione termica del triclorosilano ultra-puro in un’atmosfera di idrogeno e da un processo a zona galleggiante sotto vuoto.
Utilizza
Il silicio è uno degli elementi più utili dell’uomo. Sotto forma di sabbia e argilla è usato per fare cemento e mattoni; è un materiale refrattario utile per lavori ad alta temperatura, e sotto forma di silicati viene utilizzato nella produzione di smalti, ceramiche, ecc. La silice, come la sabbia, è un ingrediente principale del vetro, uno dei materiali più economici con eccellenti proprietà meccaniche, ottiche, termiche ed elettriche., Il vetro può essere realizzato in una grande varietà di forme e viene utilizzato come contenitori, vetri per finestre, isolanti e migliaia di altri usi. Il tetracloruro di silicio può essere usato come vetro iridato.
Il silicio iperpuro può essere drogato con boro, gallio, fosforo o arsenico per produrre silicio da utilizzare in transistor, celle solari, raddrizzatori e altri dispositivi a stato solido che sono ampiamente utilizzati nell’elettronica e nelle industrie spaziali.
Il silicio amorfo idrogenato ha dimostrato di essere promettente nella produzione di celle economiche per convertire l’energia solare in elettricità.,
Il silicio è importante per la vita vegetale e animale. Le diatomee in acqua dolce e salata estraggono la silice dall’acqua per costruire le loro pareti cellulari. La silice è presente nelle ceneri delle piante e nello scheletro umano. Il silicio è un ingrediente importante nell’acciaio; il carburo di silicio è uno degli abrasivi più importanti ed è stato utilizzato nei laser per produrre una luce coerente di 4560 A.
I silconi sono prodotti importanti del silicio. Possono essere preparati idrolizzando un cloruro organico di silicio, come il cloruro di silicio dimetilico., L’idrolisi e la condensazione di vari clorosilani sostituiti possono essere utilizzati per produrre un gran numero di prodotti polimerici, o siliconi, che vanno dai liquidi ai solidi duri e vetrosi con molte proprietà utili.
Proprietà
Il silicio cristallino ha una lucentezza metallica e un colore grigiastro. Il silicio è un elemento relativamente inerte, ma viene attaccato da alogeni e alcali diluiti. La maggior parte degli acidi, ad eccezione dell’fluoridrico, non lo influenzano. Il silicio elementare trasmette oltre il 95% di tutte le lunghezze d’onda dell’infrarosso, da 1,3 a 6.y micro-m.,
La manipolazione
Minatori, scalpellini, e altri impegnati in lavori in cui la polvere silicea viene respirata in grandi quantità spesso sviluppano una grave malattia polmonare nota come silicosi.