Editorii noștri vor examina ceea ce ați trimis și vor stabili dacă să revizuiți articolul.
- Laboratorul Național Los Alamos - Silicon
- Chemicool - elemente de siliciu Fapte
- Societatea Regală de Chimie - Siliciu
- Știința copiilor - Știință și tehnologie distractivă pentru copii - Date despre siliciu
- Rader's Chem4Kids.Com - siliciu
- Galeria de minerale a Amethyst Galleries - Siliciul mineral
Siliciu (Si), un element chimic nemetalic din familia carbonului (Grupa 14 [IVa] din tabelul periodic). Siliciul reprezintă 27,7% din scoarța Pământului; este al doilea cel mai abundent element din scoarță, fiind depășit doar de oxigen.
Numele de siliciu derivă din latinescul silex sau silicis, care înseamnă „silex” sau „piatră tare”. Siliciul elementar amorf a fost izolat și descris pentru prima dată ca element în 1824 de către Jöns Jacob Berzelius, chimist suedez. Siliciul impur fusese deja obținut în 1811. Siliciul elementar cristalin nu a fost preparat decât în 1854, când a fost obținut ca produs al electrolizei. Cu toate acestea, sub formă de cristal de piatră, siliciul era familiar egiptenilor predinastici, care îl foloseau pentru mărgele și vaze mici; la începutul chinezilor; și probabil pentru mulți alții din antici. Fabricarea sticlei care conțin silice a fost efectuată atât de egipteni - cel puțin încă din 1500 î.Hr., cât și de fenicieni. Cu siguranță, mulți dintre compușii naturali numiți silicați au fost folosiți în diferite tipuri de mortar pentru construirea locuințelor de către cei mai vechi oameni.
| 14 |
| 28.086 e cel mai frecvent |
| 1.410 ° C (2.570 ° F) |
| 2.355 ° C (4.270 ° F) |
| 2,33 grame/cm 3 |
| −4, (+2), +4 |
| 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 |
Apariție și distribuție
În funcție de greutate, abundența de siliciu din scoarța Pământului este depășită doar de oxigen. Estimările abundenței cosmice a altor elemente sunt adesea citate în ceea ce privește numărul atomilor lor la 10 6 atomi de siliciu. Numai hidrogenul, heliul, oxigenul, neonul, azotul și carbonul depășesc siliciul în abundență cosmică. Se crede că siliciul este un produs cosmic al absorbției particulelor alfa, la o temperatură de aproximativ 10 9 K, de către nucleele carbonului-12, oxigenului-16 și neon-20. Legarea energetică a particulelor care formează nucleul de siliciu este de aproximativ 8,4 milioane de volți de electroni (MeV) per nucleon (proton sau neutron). Comparativ cu maximul de aproximativ 8,7 milioane de volți de electroni pentru nucleul de fier, aproape de două ori mai masiv decât cel al siliciului, această cifră indică stabilitatea relativă a nucleului de siliciu.
Siliciul pur este prea reactiv pentru a fi găsit în natură, dar se găsește în practic toate rocile, precum și în nisip, argile și soluri, combinate fie cu oxigen ca silice (SiO2, dioxid de siliciu), fie cu oxigen și alte elemente (de ex., aluminiu, magneziu, calciu, sodiu, potasiu sau fier) ca silicați. Forma oxidată, ca dioxid de siliciu și mai ales ca silicați, este de asemenea comună în scoarța Pământului și este o componentă importantă a mantalei Pământului. Compușii săi apar, de asemenea, în toate apele naturale, în atmosferă (sub formă de praf silicic), în multe plante și în scheletele, țesuturile și fluidele corporale ale unor animale.
În compuși, dioxidul de siliciu apare atât în mineralele cristaline (de exemplu, cuarț, cristobalit, tridimit), cât și în mineralele amorfe sau aparent amorfe (de exemplu, agat, opal, calcedonie) în toate zonele terestre. Silicații naturali se caracterizează prin abundență, distribuție largă și complexități structurale și compoziționale. Majoritatea elementelor următoarelor grupuri din tabelul periodic se găsesc în mineralele silicatice: Grupurile 1-6, 13 și 17 (I - IIIa, IIIb - VIb și VIIa). Se spune că aceste elemente sunt litofile sau iubitoare de piatră. Mineralele importante din silicat includ argile, feldspat, olivină, piroxen, amfiboli, mica și zeoliți.
Proprietățile elementului
Siliciul elementar este produs comercial prin reducerea silicei (SiO2) cu cocs într-un cuptor electric, iar produsul impur este apoi rafinat. La scară mică, siliciul poate fi obținut din oxid prin reducere cu aluminiu. Siliciul aproape pur se obține prin reducerea tetraclorurii de siliciu sau a triclorosilanului. Pentru utilizare în dispozitive electronice, cristalele simple sunt cultivate prin retragerea lentă a cristalelor de semințe din siliciu topit.
Siliciul pur este un solid dur, de culoare gri închis, cu un luciu metalic și cu o structură cristalină octaedrică identică cu cea a formei diamantate a carbonului, la care siliciul prezintă numeroase asemănări chimice și fizice. Energia de legătură redusă din siliciu cristalin face ca elementul să se topească mai jos, mai moale și mai reactiv din punct de vedere chimic decât diamantul. A fost descrisă o formă maro, pudră, amorfă de siliciu, care are și o structură microcristalină.
Deoarece siliciul formează lanțuri similare cu cele formate din carbon, siliciul a fost studiat ca un posibil element de bază pentru organismele din siliciu. Numărul limitat de atomi de siliciu care se pot catena, însă, reduce considerabil numărul și varietatea compușilor de siliciu în comparație cu cei ai carbonului. Reacțiile de oxidare-reducere nu par a fi reversibile la temperaturi obișnuite. Doar stările de oxidare 0 și +4 ale siliciului sunt stabile în sistemele apoase.
Siliciul, ca și carbonul, este relativ inactiv la temperaturi obișnuite; dar atunci când este încălzit, reacționează energic cu halogenii (fluor, clor, brom și iod) pentru a forma halogenuri și cu anumite metale pentru a forma silicide. Așa cum este adevărat cu carbonul, legăturile din siliciu elementar sunt suficient de puternice pentru a necesita energii mari pentru a activa sau a promova reacția într-un mediu acid, deci nu este afectat de alți acizi decât fluorhidric. La căldură roșie, siliciul este atacat de vapori de apă sau de oxigen, formând un strat superficial de dioxid de siliciu. Când siliciul și carbonul sunt combinate la temperaturi ale cuptorului electric (2.000-2.600 ° C), acestea formează carbură de siliciu (carborund, SiC), care este un important abraziv. Cu hidrogenul, siliciul formează o serie de hidruri, silanii. Când este combinat cu grupări de hidrocarburi, siliciul formează o serie de compuși organici ai siliciului.
Se cunosc trei izotopi stabili de siliciu: siliciu-28, care reprezintă 92,21 la sută din elementul din natură; siliciu-29, 4,70 la sută; și siliciu-30, 3,09 la sută. Se cunosc cinci izotopi radioactivi.
Siliciul elementar și majoritatea compușilor care conțin siliciu par a fi netoxici. Într-adevăr, țesutul uman conține adesea 6 până la 90 de miligrame de silice (SiO2) la 100 de grame de greutate uscată, iar multe plante și forme inferioare de viață asimilează silica și o utilizează în structurile lor. Inhalarea prafurilor care conțin alfa SiO2 produce, totuși, o boală pulmonară gravă numită silicoză, frecventă în rândul minerilor, tăietorilor de piatră și al lucrătorilor din ceramică, cu excepția cazului în care se utilizează dispozitive de protecție.