Silicium

Le silicium est un élément chimique avec le symbole Si et le numéro atomique 14. C'est un solide cristallin dur et cassant avec un éclat métallique bleu-gris et est un métalloïde et semi-conducteur tétravalent. C'est un membre du groupe 14 dans le tableau périodique: le carbone est au-dessus; et le germanium, l'étain et le plomb sont en dessous. Il est relativement peu réactif. En raison de sa forte affinité chimique pour l'oxygène, Jöns Jakob Berzelius n'a pu le préparer et le caractériser sous sa forme pure qu'en 1823 pour la première fois. Les oxydes sont une famille d'anions appelés silicates. Les points de fusion et d'ébullition de 1414 ° C et 3265 ° C, respectivement, sont les deuxièmes plus élevés de tous les métalloïdes et non-métaux, surpassés uniquement par le bore. Le silicium est le huitième élément le plus abondant de l'univers en masse, mais il se produit très rarement en tant qu'élément pur dans la croûte terrestre. Il est le plus courant dans la poussière, le sable, les astéroïdes et les planètes sous forme de diverses formes de dioxyde de silicium (silice) ou de silicates. Plus de 90% de la croûte terrestre est constituée de minéraux silicatés, faisant du silicium le deuxième élément le plus abondant de la croûte terrestre (environ 28% en masse) après l'oxygène.

La plupart du silicium est utilisé dans le commerce sans être séparé et souvent avec peu de traitement des minéraux naturels. Cette utilisation comprend la construction industrielle avec de l'argile, du sable siliceux et de la pierre. Les silicates sont utilisés dans le ciment Portland pour le mortier et le stuc et mélangés avec du sable de silice et du gravier pour fabriquer du béton pour les allées, les fondations et les routes. Ils sont également utilisés dans les céramiques de travail blanc telles que la porcelaine, et dans le verre sodocalcique traditionnel à base de quartz et de nombreux autres verres spéciaux. Les composés de silicium tels que le carbure de silicium sont utilisés comme abrasifs et composants de céramique de haute qualité. Le silicium est à la base des polymères synthétiques largement utilisés appelés silicones.

La fin du 20e siècle au début du 21e siècle est décrite comme l'âge du silicium (également connu sous le nom d'ère numérique ou ère de l'information) car le silicium élémentaire a un impact profond sur l'économie mondiale moderne. La proportion relativement faible de silicium élémentaire hautement purifié utilisé dans l'électronique à semi-conducteurs (<10%) est essentielle pour les transistors à oxyde métallique et silicium (MOS) et les puces de circuits intégrés utilisés dans la plupart des technologies modernes (comme les ordinateurs et les appareils mobiles). téléphones, par exemple). Le dispositif au silicium le plus couramment utilisé est le MOSFET (Transistor à effet de champ à oxyde de métal et silicium), qui a été fabriqué en plus grand nombre que tout autre appareil de l'histoire. Le silicium libre est également utilisé dans le raffinage de l'acier, la coulée d'aluminium et les industries de la chimie fine (souvent pour fabriquer de la silice fumée).

Le silicium est un élément essentiel de la biologie, bien que les animaux n'aient besoin que de spores. Cependant, diverses éponges marines et micro-organismes, tels que les diatomées et les radiolaires, sécrètent des structures squelettiques de silice. La silice se dépose dans de nombreux tissus végétaux.