Il ruolo del silicio come semimetallo all’interno del Gruppo 14 della Tavola periodica, insieme a carbonio, germanio, stagno e piombo, lo rende un elemento versatile con numeri di ossidazione che variano da +4 a -4, sebbene i più comuni siano +4 e -4.
Proprietà e utilizzo del silicio
Indice Articolo
Il silicio, presente in minerali come l’argilla e il quarzo sotto forma di biossido di silicio, è il secondo elemento più abbondante sulla crosta terrestre dopo l’ossigeno. Utilizzato per la produzione di materiali come cemento, vetri e mattoni, il silicio si presenta come un elemento essenziale in molte industrie.
Produzione e forme del silicio
Isolato per la prima volta nel 1824 da Jöns Jacob Berzelius, il silicio si presenta in forma amorfa o cristallina, quest’ultima ottenuta tramite il processo Czochralski introdotto dal chimico polacco omonimo nel 1916. Mentre la forma amorfa del silicio appare come una polvere marrone, quella cristallina ha un aspetto metallico e un colore grigio.
Applicazioni e impieghi industriali
Grazie alle sue proprietà uniche, il silicio trova impiego nella produzione di semiconduttori, pannelli solari, elettronica e nella tecnologia informatica. La sua capacità di reagire con l’azoto a temperature elevate lo rende fondamentale anche nell’industria dei materiali refrattari.
In conclusione, il silicio rappresenta un elemento cruciale per l’innovazione e lo sviluppo tecnologico in molte aree industriali, garantendo prestazioni elevate e affidabilità nei prodotti finali.
Silicati: Utilizzi e Applicazioni
I silicati sono composti chimici che hanno una vasta gamma di utilizzi e applicazioni grazie alle loro proprietà uniche. Tra i silicati più conosciuti troviamo il carburo di silicio, che è utilizzato come abrasivo per varie applicazioni industriali.
Silicato di Sodio
Uno dei silicati più noti è il silicato di sodio, comunemente chiamato “water glass”. Questo composto, che ha l’aspetto di un vetro, forma soluzioni viscose ed alcaline quando disciolto in acqua. È utilizzato in diverse industrie, tra cui la produzione di saponi, adesivi, insetticidi, nel settore tessile per il candeggio e la tintura del cotone, nell’edilizia come ignifugo e accelerante per il calcestruzzo proiettato, e come agente protettivo per le pitture murali.
Applicazioni Industriali dei Silicati
Il tetracloruro di silicio è impiegato nella creazione di schermi fumogeni e nella produzione di siliconi, materiali versatili utilizzati come sigillanti, adesivi, lubricanti, in applicazioni mediche, utensili da cucina e come materiali isolanti. I cristalli di silicio dopati con elementi come boro, gallio, germanio, fosforo o arsenico sono impiegati come semiconduttori in dispositivi elettronici come diodi, transistor, celle solari e microchip.
Produzione di Semiconduttori di Silicio
I semiconduttori a base di silicio ad alto grado di purezza sono ottenuti fondendo il silicio in un crogiuolo di quarzo a temperature elevate e aggiungendo elementi dopanti per ottenere semiconduttori di tipo “n” e “p”. Questi materiali sono fondamentali per l’industria elettronica e digitale.
Silicon Valley e l’Industria High-Tech
Il termine “Silicon Valley” è stato coniato negli anni ’70 per indicare la zona della Contea di Santa Clara in California che divenne il cuore dell’industria dei semiconduttori e dei microchip. La Silicon Valley attrasse numerose aziende del settore informatico e del software, diventando un polo tecnologico di fama mondiale.
Reazioni dei Silicati
I silicati reagiscono con vari composti chimici: con gli alogenuri per formare tetralogenuri, con l’acido fluoridrico per produrre fluorosilicato e con le basi per generare silicati. Un’altra classe di composti del silicio sono i silani, analoghi agli alcani, utilizzati in varie applicazioni industriali come agenti di accoppiamento per materiali compositi e in campo medico per rivestimenti protettivi su protesi mediche.
