Silicio

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Autor: Redacción Ejemplode.com, año 2018

El Silicio es un elemento químico, de Número Atómico 14, con carácter de Metaloide, y ubicado en el grupo IVA, la Familia del Carbono. Es el mejor material semiconductor que existe, y es próximo al Carbono en la capacidad de formar cadenas con átomos del mismo elemento, pero lo manifiesta en menor medida.

Historia del Silicio

El nombre Silicio deriva de la palabra latina sílex, que significa “pedernal”. Los compuestos de Silicio han sido de gran importancia en la prehistoria. Las herramientas y las armas hechas de pedernal, una de las variables de Dióxido de Silicio fueron los primeros utensilios del hombre.

Aunque Sir Humphry Davy tenía la certidumbre de que la Sílice (Dióxido de Silicio SiO2) no era un elemento, no consiguió descomponerla.

En 1823, Berzelius produjo Silicio amorfo haciendo actuar TetraFluoruro de Silicio (SiF4) sobre Potasio caliente. Al lavar el producto con agua, obtuvo un polvo pardo, que era silicio amorfo.

Estado Natural del Silicio

El Silicio, a diferencia del Carbono, no existe libre en la Naturaleza. Como Dióxido se encuentra en varias formas de Cuarzo: Cristal de roca, Amatista, Cuarzo Ahumado, Cuarzo Rosa y Cuarzo Lechoso. La arena es en gran parte Dióxido de Silicio, también llamado Sílice. El Ópalo es una variedad hidratada de Cuarzo. Su Peso Atómico es de 28.085 g/mol.

La mayoría de las rocas corrientes, salvo Calizas o Dolomitas, contienen Silicio, como el Feldespato KAlSi3O8; el Asbesto Mg3Ca(SiO3)4, la Mica KH2Al3(SiO4)3.

Cuarzo, Dióxido de Silicio

Propiedades Físicas y Químicas del Silicio

El Silicio Amorfo es un polvo pardo, más activo químicamente que la variedad cristalina. Se une con el Flúor a temperaturas ordinarias, y con oxígeno, cloro, bromo, azufre, nitrógeno, carbono y boro a temperaturas progresivamente más altas. Con ciertos metales, el silicio se combina formando siliciuros, como el Siliciuro de Magnesio Mg2Si.

Silicio Amorfo

El Silicio Cristalino puede obtenerse en masas aciculares cristalizando el elemento de su disolución en Aluminio fundido. Los cristales son bastante duros para rayar el vidrio.

Silicio Cristalino

Ambas clases de Silicio funden a unos 1500°C.

Compuestos del Silicio

Dióxido de Silicio (SiO2):

Se encuentra en la Naturaleza en muy diversas formas de cuarzo, como un depósito cristalino. El color de los cristales proviene de impurezas. Son formas amorfas de sílice el Ágata, el Jaspe y el Ónix.

Las partes duras y brillantes de la paja y el bambú contienen sílice, y en gran proporción existe también en los esqueletos de algunos organismos marinos, como esponjas y tierra de diatomeas o de infusorios.

El Cuarzo puro puede fundirse en un horno eléctrico a unos 1600°C, para moldearlo en vasijas, como vasos, botellas y tubos, igual que el vidrio.

El “Vidrio” resultante es lechoso y translúcido, por las diminutas burbujas de gas incluidas en el material. Se obtiene cuarzo transparente fundiéndolo en vacío, para eliminar los gases.

Las vasijas hechas de cuarzo tienen muchas ventajas; el material es menos soluble que el vidrio, y tiene un coeficiente de dilatación térmica muy pequeño, lo que le permite sufrir cambios bruscos de temperatura sin romperse.

Como el Cuarzo deja pasar mejor que el vidrio la luz Ultravioleta, se usa en las lámparas de arco de Vapor de Mercurio.

Ácidos Silícicos:

El Dióxido de Silicio SiO2 es el Anhidrido del Ácido OrtoSilicico, H4SiO4:

Reacción del Ácido Silicico

Cuando se deshidrata el Ácido Orto, son posibles teóricamente varios ácidos que representan diversos grados de hidratación del Dióxido de Silicio SiO2. Son los siguientes:

Ácido OrtoSilicico [H4SiO4]

Ácido MetaSilicico [H2SiO3]

Ácido DiSilicico H6Si2O7 [3H2O*2SiO2]

Ácido TriSilicico H4Si3O8 [2H2O*3SiO2]

El Ácido Silícico incompletamente deshidratado que se obtiene calentando la substancia precipitada en vacío a 300°C. Contiene alrededor de 6% de Agua, y se llama Gel de Sílice. Se emplea como desecante, decolorante y absorbente de vapores valiosos, como los de Gasolina y disolventes orgánicos.

Silicatos:

Los silicatos de Potasio y de Sodio son solubles en Agua, se obtienen hirviendo junto arena e Hidróxido Sódico o Potásico, o fundiendo arena con Carbonato sódico, con lo que se forma orto o metasilicato.

El Silicato Sódico es el más importante, y aunque sólido, se encuentra generalmente en el comercio en forma de disolución concentrada con el nombre de “vidrio soluble”. Se utiliza para hacer incombustibles la madera y los tejidos, como adhesivo en el cemento de China, como relleno o carga en jabones baratos, y para conservación de huevos.

Los silicatos de los demás metales son insolubles en agua, y se encuentran en la Naturaleza formando minerales que son disoluciones sólidas o mezclas de dos o más silicatos simples. Algunas de éstas son de gran importancia.

Por ejemplo, el Feldespato KAlSi3O8 se altera por el agua y por el Dióxido de Carbono, formándose Carbonato de Potasio K2CO3 y arcilla (caolín) H2Al2(SiO4)2*H2O.

Silicones:

La posición del Silicio debajo del Carbono en la tabla periódica sugiere que pueda formar compuestos análogos. Existe un número muchísimo mayor de compuestos del carbono porque un átomo de este elemento puede enlazar con otros. Los compuestos más sencillos del Carbono pueden combinarse entre sí formando grandes moléculas.

Recientemente se han producido altos polímeros con Carbono y Silicio. Estos materiales, colectivamente conocidos como silicones, se utilizan en forma de lubricantes, grasas, barnices y resinas para comunicar a otros cuerpos inercia, impermeabilidad y propiedades dieléctricas y aumentando su intervalo de temperaturas de utilización.

Aplicaciones del Silicio

Se consumen grandes cantidades de Silicio en la fabricación de aleaciones resistentes a los ácidos, como el Durirón, con 14% de Silicio. Aunque insoluble en los ácidos, el silicio reacciona con una disolución fría de Hidróxido Sódico.

Esta reacción es la base de un método conveniente para obtener hidrógeno destinado a llenar globos y dirigibles. En lugar del silicio puede emplearse Ferrosilicio.

Ejemplos de Compuestos del Silicio

Dióxido de Silicio SiO2

Siliciuro de Magnesio Mg2Si

TetraFluoruro de Silicio SiF4

Feldespato KAlSi3O8

Asbesto Mg3Ca(SiO3)4

Mica KH2Al3(SiO4)3

Ácido OrtoSilicico [H4SiO4]

Ácido MetaSilicico [H2SiO3]

Ácido DiSilicico H6Si2O7 [3H2O*2SiO2]

Ácido TriSilicico H4Si3O8 [2H2O*3SiO2]

Citado APA: (A. 2017,12. Silicio. Revista Ejemplode.com. Obtenido 12, 2017, de https://www.ejemplode.com/38-quimica/4791-silicio.html)

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Autor: Redacción Ejemplode.com, año 2018

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