Silicio

Il silicio è un elemento chimico con il simbolo Si e il numero atomico 14. È un solido cristallino duro e fragile con una lucentezza metallica blu-grigia ed è un metalloide tetravalente e un semiconduttore. È un membro del gruppo 14 nella tavola periodica: il carbonio è sopra di esso; e sotto ci sono germanio, stagno e piombo. È relativamente poco reattivo. A causa della sua elevata affinità chimica per l'ossigeno, Jöns Jakob Berzelius fu in grado di prepararlo e caratterizzarlo nella sua forma pura solo nel 1823 per la prima volta. Gli ossidi sono una famiglia di anioni noti come silicati. I punti di fusione e di ebollizione rispettivamente di 1414 ° C e 3265 ° C sono i secondi più alti di tutti i metalloidi e non metalli, superati solo dal boro. Il silicio è l'ottavo elemento più abbondante nell'universo per massa, ma è molto raro in quanto elemento puro nella crosta terrestre. È più comune in polvere, sabbia, asteroidi e pianeti come varie forme di biossido di silicio (silice) o silicati. Più del 90% della crosta terrestre è costituita da minerali di silicato, rendendo il silicio il secondo elemento più abbondante nella crosta terrestre (circa il 28% in massa) dopo l'ossigeno.

La maggior parte del silicio viene utilizzata in commercio senza separazione e spesso con poca lavorazione dei minerali naturali. Tale utilizzo include l'edilizia industriale con argilla, sabbia silicea e pietra. I silicati vengono utilizzati nel cemento Portland per malte e stucchi e mescolati con sabbia silicea e ghiaia per realizzare calcestruzzo per passaggi pedonali, fondamenta e strade. Sono anche utilizzati nella ceramica bianca come la porcellana e nel tradizionale vetro soda-lime a base di quarzo e in molti altri bicchieri speciali. I composti di silicio come il carburo di silicio vengono utilizzati come abrasivi e componenti di ceramica di alta qualità. Il silicio è la base dei polimeri sintetici ampiamente utilizzati chiamati siliconi.

La fine del 20 ° secolo all'inizio del 21 ° secolo è descritta come l'era del silicio (nota anche come l'era digitale o l'era dell'informazione) perché il silicio elementare ha un impatto importante sull'economia globale moderna. La porzione relativamente piccola di silicio elementare altamente purificato utilizzato nell'elettronica dei semiconduttori (<10%) è essenziale per i transistor di ossido di metallo silicio (MOS) e i chip dei circuiti integrati utilizzati nella tecnologia più moderna (come computer e dispositivi mobili). telefoni, ad esempio). Il dispositivo in silicio più comunemente utilizzato è il MOSFET (Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor), che è stato prodotto in numero maggiore rispetto a qualsiasi altro dispositivo nella storia. Il silicio libero viene utilizzato anche nella raffinazione dell'acciaio, nella colata di alluminio e nelle industrie della chimica fine (spesso per produrre silice pirogenica).

Il silicio è un elemento essenziale in biologia, sebbene gli animali abbiano solo bisogno di spore. Tuttavia, varie spugne di mare e microrganismi, come le diatomee e la radiolaria, secernono strutture scheletriche di silice. La silice si deposita in molti tessuti vegetali.