Silicio
Il silicio è un semimetallo appartenente al terzo periodo del Gruppo 14 (o IVA) della Tavola periodica insieme a carbonio, germanio, stagno e piombo. La configurazione elettronica del silicio è: 1s2,2s2,2p6,3s2,3p2 che presenta numeri di ossidazione +4, +3, +2, +1, -1, -2, -3 e -4 sebbene i numeri di ossidazione più comuni siano +4 e -4.
Il silicio, che non viene rinvenuto a livello elementare, costituisce un componente di molti minerali ed è pertanto il secondo elemento, dopo l’ossigeno, più abbondante sulla crosta terrestre dove lo si può rinvenire nell’argilla, nel feldspato, granito, quarzo sotto forma di biossido di silicio, silicati e alluminosilicati. Il biossido di silicio SiO2 detto silice è il costituente della selce materiale di base delle tecnologie preistoriche di lavorazione della pietra.
Il silicio tende a ricoprirsi di un sottile strato di biossido di silicio che lo rende relativamente inerte a reazioni chimiche con l’acqua. A temperature superiori ai 1400°C reagisce con l’azoto per dare il nitruro di silicio.
Viene utilizzato per ottenere cemento, materiali refrattari, vetro e mattoni.
Silicati
Il carburo di silicio è utilizzato come abrasivo. I silicati che presentano lo ione a struttura tetraedrica a formula SiO42-hanno utilizzi più svariati per la loro capacità di impermeabilizzazione, resistenza agli attacchi chimici, capacità di consolidare e indurire materiali resistenti al fuoco.
Il silicato di sodio è noto come water glass poiché pur avendo l’aspetto di un vetro si scioglie in acqua formando soluzioni viscose ed alcaline. Esso viene utilizzato nella produzione di saponi, adesivi, insetticidi, nell’industria tessile per il candeggio o la tintura del cotone, in edilizia come ignifugo e come accelerante per il calcestruzzo proiettato, come agente protettivo per le pitture murali.
Il tetracloruro di silicio è usato per creare schermi di fumo che per reazione con i reattivi di Grignard dà luogo alla formazione dei siliconi che presentano una molteplice varietà di forme e utilizzo. Inerti, resistenti al calore, sono usati come sigillanti, adesivi, lubrificanti, in applicazioni mediche, utensili da cucina e quali materiali isolanti.
Il silicio in forma amorfa fu isolato dal chimico svedese Jöns Jacob Berzelius nel 1824 riducendo l’esafluorosilcato di potassio K2SiF6 in presenza di potassio fuso mentre il silicio in forma cristallina fu ottenuto da Deville nel 1854.
Il silicio in forma amorfa appare come una polvere di colore marrone mentre quello in forma cristallina ha un aspetto metallico e un colore grigio.
Il silicio monocristallino viene ottenuto tramite il processo Czochralski così chiamato in onore del chimico polacco che lo mise a punto nel 1916 nell’ambito dei suoi studi sulla cristallizzazione dei metalli.
