Siliciu, Si

Răspândire în natură
Obținere

Reducerea cu magneziu
Reducerea cu aluminiu
Reducerea cu cărbune

Proprietăți
Utilizare

Răspândirea în natură

Siliciul nu se găsește în stare liberă în natură; în schimb, sub formă de combinații, este cel mai răspândit element după oxigen: circa 25% din scoarța pământului este constituită din siliciu. Compușii cei mai răspândiți ai siliciului sunt dioxidul de siliciu și silicații.

În lumea minerală, siliciul este elementul caracteristic, după cum carbonul este elementul caracteristic în cea organică; el se găsește și în regnul organic, în anumite plante, cum sunt cerealele, în penele păsărilor, cărora le conferă tărie, în scheletul multor animale marine (diatomee și infuzorii). După moartea acestor animale marine, scheletele lor s-au depus pe fundul mărilor formând prin sedimentare kiselgurul, adică pământul de infuzorii.

Siliciul se obține prin reducerea dioxidului de siliciu sau a halogenilor de siliciu. Ca reducător pentru dioxid de siliciu nu se poate folosi cărbunele, deoarece ar forma carbura de siliciu. 

Reducerea cu magneziu a dioxidului de siliciu dă un siliciu sub forma unei pulberi brune, considerată în trecut siliciu amorf:

Reacția este puternic exotermă. Trebuie evitat un exces de magneziu, deoarece altfel se formează siliciură de magneziu, Mg₂Si. 

Reducerea cu aluminiu a dioxidului de siliciu (în anumite condiții) să un siliciu cristalizat. De asemenea se obține siliciu pur, cristalizat, reducând fluorosilicatul de potasiu cu aluminiu:

Reducerea cu cărbune a dioxidului de siliciu în prezența fierului, în cuptor electric, dă un aliaj de siliciu cu fier (cunoscut sub numele de ferosiliciu). Siliciul folosit în tehnică drept siliciu metalic este un ferosiliciu cu 2-5% fier. Se prepară ferosiliciu și cu 25% fier. 

Siliciul se prezintă fie cristalizat în octaedre cenușii cu luciu metalic și aspect grafitic, fie sub formă de pulbere brună-cenușie. 

Studiile cu raze X au arătat însă că toate formele sub care se prezintă soliciul și care au fost considerate ca modificații diferite, au la bază aceeași rețea cristalină, având numai mărimi diferite de cristale. Rețeaua cristalină a siliciului este similară rețelei diamantului. Distanța Si-Si este de 2,34 Å. 

Siliciul are duritatea 7, astfel încât poate zgâria sticla; este însă foarte casant, așa încât poate fi pulverizat. Conductibilitatea lui electrică crește cu temperatura. 

Reactivitatea siliciului diferă după mărimea cristalelor sale. Siliciul cristalizat în cristale mari este foarte puțin reactiv; nu reacționează nici măcar cu acidul fluorhidric. Abia la temperaturi foarte înalte se combină cu oxigenul. Cu unele metale formează aliaje. Uneori rezultă combinații între siliciu și metale, siliciuri (ca de exemplu, siliciura de magneziu); alteori siliciul se dizolvă în metalul topit, separându-se însă la răcire.

Când se prezintă însă ca o pulbere brună-cenușie foarte ușoară, siliciul este mult mai reactiv; este atacat de acidul fluorhidric și de halogeni. 

Sub orice mărime de cristale s-ar prezenta, siliciul reacționează cu ușurință cu hidroxizi alcalini, din cauza tendinței de a trece în ioni de silicați:

Această reacție se produce chiar și cu concentrații mici de hidroxid. 

Siliciul pur se folosește din ce în ce mai mult pentru semiconductoare, necesare confecționării tranzistoarelor. 

Siliciul tehnic este folosit ca dezoxidant pentru aliajele cu cupru. Întrebuințări au însă aliajele de siliciu, îndeosebi ferosiliciul (ce conține peste 25% Si) utilizat în metalurgia fontei și oțelului. Prin căldura dezvoltată la ardere reduce oxidul de fier format prin injectarea aerului în convertizor. Siliciul are și proprietatea de a micșora solubilitatea carbonului în fier topit, favorizând separarea lui sub formă de grafit. Aliaje de fier cu siliciu sunt folosite în construcția unor aparate chimice antiacide. 

Răspândire în natură
Obținere

Reducerea cu magneziu
Reducerea cu aluminiu
Reducerea cu cărbune

Proprietăți
Utilizare