Silicio: Propiedades y características
¿Qué es el silicio?
El silicio se considera como un elemento químico perteneciente a los metaloides y al grupo del carbono, por lo tanto pertenece también al grupo 14 (IVa) en la tabla periódica. Una de las características importantes del silicio es que es el segundo elemento más abundante de la corteza terrestre solo superado por oxígeno.
| número atómico | 14 |
| peso atomico | 28.086 |
| masa atómica | 28.0855 g.mol -1 |
| punto de fusion | 1.410 ° C (2.570 ° F) |
| punto de ebullición | 3,265 ° C (5,909 ° F) |
| densidad | 2,33 gramos / cm 3 |
| estado de oxidación | −4, (+2), +4 |
| configuración electronica | 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p |
| Descubierto por | Jöns Jacob Berzelius en 1824 |
Igualmente forma el compuesto químico sílice (SiO2), siendo este el compuesto principal de la corteza terrestre y de los continentes. Este compuesto en forma de mineral o en forma cristalina se conoce como cuarzo puro.
El silicio es un elemento de comportamiento químico electropositivo, es de aspecto metálico, brilloso, pero muy quebradizo. Además, sus compuestos suelen ser tetravalentes, aunque a veces es bivalente.
Ocurrencia geológica del silicio
El silicio prácticamente conforma el 27% de la corteza de la tierra siendo el segundo elemento químico más abundante de la corteza terrestre después del oxígeno. El silicio aparece conformando principalmente los minerales silicatos, estos minerales conforman los diferentes tipos de rocas en la naturaleza.
Su importancia es tan grande que los geólogos clasifican a las rocas en base a su porcentaje de silicio. Además, se ha logrado comprobar que el silicio es parte importante de el sol, de otras estrellas e incluso de meteoritos.
La importancia del silicio
El silicio es muy importante para la sociedad debido a que se utiliza para diversas actividades e industrias, por ejemplo, es usado como componente principal del cemento portland, y es un material esencial para fabricar semiconductores y chips para celulares, televisores, automóviles y en general todo tipo de tecnología electrónica. Conoce más de los usos del silicio siguiendo este enlace.
Propiedades y características del silicio
1. Propiedades físicas
El silicio es elemento metaloide que tiene forma alantrópica que puede presentarse como un cristal de color azul grisáceo brillante o como un polvillo sin ningún tipo de forma de color pardo.
Su estado ordinario es sólido y su densidad es de 2330 kg/m3.Su punto de fusión es alcanzado a partir de los 1414 °C, mientras que su punto de ebullición es a partir de los 3265 ºC.
| Color | El silicio puro es un sólido gris oscuro duro |
| Fase | Sólido |
| Lustre | Un brillo o resplandor metálico |
| *Alotrópico | El silicio tiene dos formas alotrópicas, una forma amorfa marrón y una forma cristalina oscura. |
| Solubilidad | Soluble en ácido fluorhídrico y álcalis. |
| Punto de fusion | Se funde a 1417 ° C |
| Punto de ebullición | Hierve a 2600 ° C |
| Conductividad | Es un semiconductor |
2. Propiedades químicas
| Grupo | 14 |
| Período | 3 |
| Bloque | p |
| Número atómico | 14 |
| Estado a 20 ° C | Sólido |
| Configuración electronica | [Ne] 3 s 2 3p 2 |
| Punto de fusion | 1414 ° C, 2577 ° F, 1687 K |
| Punto de ebullición | 3265 ° C, 5909 ° F, 3538 K |
| Densidad (g cm − 3) | 2.3296 |
| Masa atómica relativa | 28.085 |
| Isótopos clave | 28 Si, 30 Si |
| número CAS | 7440-21-3 |
El silicio es un elemento prácticamente inerte y puede resistir a la acción de la mayoría de los ácidos, excepto a la del ácido flourídico. Suele reaccionar con los gases halógenos y con álcalis diluidos.
El silicio es ubicado como un elemento metaloide, pero su comportamiento químico se asemeja a un metal, por ser electropositivo similar como el estaño y mucho más que el plomo y el germanio.
| Fórmula química | Si |
| Compuestos | El silicio forma compuestos con metales (siliciuros) y no metales. |
| Oxidación | Combinado con oxígeno como sílice (dióxido de silicio, SiO2) o con oxígeno y metales como minerales de silicato. Es estable en el aire incluso a temperaturas elevadas debido a la formación de una película protectora de óxido. |
| Inflamabilidad | Cristales de color marrón oscuro que arden en el aire cuando se encienden |
| Es transparente a la radiación infrarroja de longitud de onda larga. | |
| Reactividad con ácidos | Se disuelve solo en una mezcla de ácido nítrico y ácido fluorhídrico. |
3. De dónde proviene y cómo se extrae
Pese a ser extremadamente abundante en el planeta, el silicio no está en estado puro, solo se puede encontrar en varios compuestos, uno de ellos es el dióxido de silicio, también conocido como sílice y el mineral de sílice puro es el cuarzo.
El silicio se obtiene calentando el sílice con carbono o magnesio, ambos elementos serán un agente reductor dentro de un horno eléctrico.
El silicio cristalino obtenido en el proceso es de una relativa dureza.
4. En qué lugares del planeta abunda
El silicio se encuentra bajo la superficie, en la composición de minerales como arena, ágata, amatista, cuarzo, pedernal, entre muchos más que contienen sílice, mientras que como silicatos está presente en la arcilla, en el granito, feldespato, mica y hornblenda.
Su abundancia está determinada por ser más de la cuarta parte del planeta y es el segundo entre los elementos con mayor presencia, solo detrás del oxígeno. Por otra parte, también se lo puede encontrar en el Sol, las estrellas y en abundancia en los meteoritos y aerolitos.
5. Funciones del silicio en el cuerpo humano
El silicio es un oligoelemento muy esencial para el cuerpo humano, pues cumple importante funciones regenerativas por medio de la producción de colágeno reparador y de la elastina.
Igualmente es clave para dar mayor consistencia y elasticidad en los tejidos conectivos.
Es por eso, que es importante mantener óptimos los niveles de silicio en el organismo, pues la ausencia pudiera generar situaciones adversas que se manifiesta a través de problemas en el sistema nervioso y cardiovascular, el desarrollo de cardiopatías, fragilidad en huesos y dientes, daños severos en la piel, cabellos y uñas.
Los alimentos ricos en silicio son los cereales integrales como el arroz, cebada, avena, centeno y trigo), el pepino, el apio, la espinaca, el plátano, las lentejas rojas, los frutos secos y las zanahorias, entre muchas más.
6. Beneficios en la tecnología
El silicio es un excelente semiconductor, significando que el flujo eléctrico puede ser controlado de acuerdo al uso. Por lo que hace que este elemento sea estratégico en la industria eléctrica, informática y electrónica.
Los componentes de este elemento son creados para las computadoras, los transistores, para paneles o células solares, para las pantallas LCD y otros dispositivos.
7. Beneficios para la sociedad
El silicio es utilizado en abundancia. Quizás el uso más significativo es para crear hormigón, ladrillos, cerámica para industria de la construcción.
También el silicio es fundamental para producción del acero y en la industria del vidrio, siendo un elemento de gran valor para todos y a su vez es muy económico dado a su gran abundancia.
8. El silicio en la silicona
La silicona es un polímero muy importante y es derivado del silicio. Es ampliamente utilizado en aceites, adhesivos y ceras, también tiene aplicaciones en la industria de la medicina como prótesis de válvulas coronarias, implantes mamarios y lentes de contacto.
Este polímero tiene atractivas características por su composición química, pues es flexible, no se desgasta con facilidad, es muy resistente, no es contaminante ni tóxica, tiene una baja conductividad térmica y reactividad química, además de muchas otras características.
9. El Silicio en la industria de la construcción
El sílice que es un compuesto químico a partir del silicio y el oxígeno, es parte de la arena común y su uso es muy diverso, pero el más importante es como materia prima para algunos elementos de la industria de la construcción como ladrillos, hormigón y cemento.
10. Otros usos interesante
La arena tiene un alto contenido de silicio es el componente más importante del vidrio.
Otro uso importante del silicio es el metalúrgico, creando junto al aluminio, aleaciones importantes que son utilizadas en la industria automotriz.
Soy ingeniero geólogo con experiencia y conocimiento en el área de exploración minera, hidrocarburos, evaluación de depósitos minerales metálicos y no metálicos, exploración de piedras preciosas y de metales preciosos, procesamiento de datos geológicos en software especializado y métodos de explotación de recursos naturales.
Además, tengo conocimiento en geología aplicada a la ingeniería geológica, donde se incluye el estudio de suelos, rocas y agua para la construcción de obras de ingeniería civil.
