Silício

É o oitavo elemento mais comum no universo (em massa) e é o segundo elemento mais abundante (depois de oxigênio ) na crosta da Terra.

Ocorre ocasionalmente como elemento livre e puro na natureza, mas é mais amplamente distribuído em poeira espacial, planetoides e planetas como forma de dióxido de silício ou silicato.

Vários sistemas biológicos contêm silício como um elemento essencial. É muito importante para o metabolismo das plantas, particularmente de gramíneas. Além disso, o ácido silícico (uma família de compostos químicos de silício, hidrogênio e oxigênio) forma a base do conjunto de camadas protetoras de diatomáceas.

Para que serve?

O silício tem muitos usos industriais, sendo o componente principal da maioria dos dispositivos semicondutores, particularmente circuitos integrados ou “microchips”. Dada a sua importância em semicondutores e dispositivos de alta tecnologia, seu nome tem sido usado para a região conhecida como Vale do Silício, na Califórnia.

Na forma de sílica e silicatos, o silício forma vidros, cimentos e cerâmicas. É também um componente de silicones, um grupo de várias substâncias sintéticas feitas de silício, oxigênio, carbono, germânio e hidrogênio.

Dado que algumas propriedades do silício são semelhantes às do carbono, alguns indivíduos propuseram a possibilidade de organismos vivos baseados em silício.

Esta possibilidade, no entanto, parece remota por uma variedade de razões, incluindo a ausência de um “ciclo de silício” (análogo ao ciclo do carbono), a falta de um solvente apropriado para compostos de silício (análogos à água que dissolve compostos orgânicos), e a incapacidade do silício para formar a diversidade de compostos necessários para os sistemas vivos.

História

O nome silício é derivado da palavra latina, silex, que significa “pedra” ou “pedra dura”, correspondente aos materiais agora chamados “sílica” ou “silicatos”.

O elemento foi identificado pela primeira vez por Antoine Lavoisier em 1787, como um componente do silex, mas Humphry Davy (em 1800) confundiu-o como um composto.

Em 1811, Gay-Lussac e Louis Jacques Thénard provavelmente prepararam silício amorfo impuro através do aquecimento de potássio com tetrafluoreto de silício.

A primeira pessoa a identificá-lo como elemento foi Jöns Jakob Berzelius, em 1823. No ano seguinte, Berzelius preparou silício amorfo usando aproximadamente o mesmo método de Gay-Lussac.

Características

Na tabela periódica, o silício está localizado no grupo 14 (antigo grupo 4A), entre carbono e germânio. Além disso, encontra-se no período 3, entre o alumínio e o fósforo. O silício elementar tem uma cor cinza e um brilho metálico, que aumenta com o tamanho do cristal.

A configuração eletrônica na camada mais externa de um átomo de silício é a mesma de um átomo de carbono – ambos têm quatro elétrons de ligação.

Consequentemente, ambos os elementos são tetravalentes (cada átomo se liga a até quatro outros átomos) e compartilham algumas propriedades químicas.

Ambos são semicondutores, prontamente doando ou compartilhando seus quatro elétrons externos, permitindo várias formas de ligação química.

O silício é semelhante ao vidro porque é forte, mas frágil e propenso a lascar. Embora seja um elemento relativamente inerte, o silício reage com halogênios e álcalis diluídos. A maioria dos ácidos (exceto algumas combinações hiper-reativas de ácido nítrico e ácido fluorídrico) não o afetam.

Dados

Massa atômica – 28,0855(3) u
Configuração eletrônica – [Ne] 3s² 3p²
Elétrons – 2, 8, 4
Estado da matéria – sólido
Ponto de fusão – 1687 K
Ponto de ebulição – 3538 K
Entalpia de fusão – 50,55 kJ/mol
Entalpia de vaporização – 384,22 kJ/mol