SILICIO
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descripción
general
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CARACTERÍSTICAS
GENERALES |
Nombre:
Silicio
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Símbolo:
Si
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Número
atómico: 14
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Masa
atómica (uma): 28,0855
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Período:
3
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Grupo:
14 (carbonoideos)
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Bloque:
p (representativo)
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Números de oxidación:
+2, +4, -4
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PROPIEDADES PERIÓDICAS |
Configuración
electrónica: [Ne] 3s2 3p2
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Radio
atómico (Å): 1,32
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Radio
iónico (Å): 0,41 (+4)
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Radio
covalente (Å): 1,11
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Energía
de ionización (kJ/mol): 786
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Electronegatividad:
1,90
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Afinidad
electrónica (kJ/mol): 134
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PROPIEDADES FÍSICAS |
Densidad
(g/cm3): 2,33
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Color:
gris con brillo metálico
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Punto
de fusión (ºC): 1414
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Punto
de ebullición (ºC): 2680
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Volumen
atómico (cm3/mol): 12,06
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Historia
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- Descubridor: Jöns Jacob
Berzelius.
- Lugar de descubrimiento: Suecia.
- Año de descubrimiento: 1824.
- Origen del nombre: El nombre "silicio"
deriva del latín "silex" (pedernal). Este nombre
proviene de que los compuestos de silicio eran de gran importancia en
la prehistoria: las herramientas y las armas, hechas de pedernal, una
de las variedades del dióxido de silicio, fueron los primeros
utensilios del hombre.
- Obtención: Aunque, previamente, Davy
pensaba que la sílice no era un elemento, no pudo descomponerla. En
1824, Berzelius obtuvo silicio amorfo al hacer reaccionar
tetrafluoruro de silicio sobre potasio fundido. Al lavar el producto
con agua obtuvo un polvo pardo que era silicio amorfo. En 1854,
Sainte-Claire Deville preparó silicio cristalino por electrólisis de
un cloruro impuro de sodio y aluminio. El silicio estaba contenido en
el aluminio en forma de escamas brillantes, al eliminar el aluminio
por disolución quedó el silicio cristalino.
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Métodos
de obtención
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- Mediante
aluminotermia a partir de la sílice, óxido de silicio, y tratando el
producto con ácido clorhídrico en el cual el silicio es insoluble.
- Reducción de sílice
con carbono o carburo de calcio en un horno eléctrico con electrodos
de carbono.
- Reducción de
tetracloruro de silicio con hidrógeno (para obtenerlo de forma muy
pura).
- El silicio hiperpuro se
obtiene por reducción térmica de triclorosilano, HSiCl3,
ultrapuro en atmósfera de hidrógeno y posterior fusión por zonas a
vacío.
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Aplicaciones
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- Utilizado para producir
chips para ordenadores.
- Las células
fotovoltaicas para conversión directa de energía solar en eléctrica
utilizan obleas cortadas de cristales simples de silicio de grado
electrónico.
- El silicio hiperpuro
puede doparse con boro, galio, fósforo o arsénico, aumentando su
conductividad; se emplea para la fabricación de transistores,
rectificadores y otros dispositivos de estado sólido ampliamente
empleados en electrónica.
- Se utiliza como
integrante de aleaciones para dar mayor resistencia a aluminio,
magnesio, cobre y otros metales.
- La arena y arcilla
(silicatos) se usan para fabricar ladrillos y hormigón; son un
material refractario que permite trabajar a altas temperaturas.
- El metasilicato de
sodio, Na2SiO3, es una sal empleada en
detergentes para tamponar e impedir que la suciedad entre en el
tejido: los iones metasilicatos, SiO3-2,se unen
a las partículas de suciedad, dándoles carga negativa, lo que impide
que se agreguen y formen partículas insolubles.
- Al acidificar el
ortosilicato de silicio se obtiene un precipitado gelatinoso de
sílice (sílica gel) que se emplea como agente desecante, soporte
para catalizadores, cromatografía y aislante térmico.
- La sílice (arena) es
el principal ingrediente del vidrio, uno de los materiales más
baratos con excelentes propiedades mecánicas, ópticas, térmicas y
eléctricas.
- Las siliconas son
derivados poliméricos del silicio. Se utilizan para juguetes,
lubricantes, películas impermeables, implantes para cirugía
estética, ...
- El carburo de silicio
se utiliza como abrasivo importante, para componentes refractarios.
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