¿Cuáles son las propiedades del silicio?

Las propiedades físicas del silicio varían considerablemente en su forma natural en comparación con después de que se ha refinado, o como parte de una estructura compuesta. Está oficialmente clasificado como metaloide, lo que significa que tiene propiedades físicas de conductores metálicos y aislantes no metálicos. En su forma cruda, el silicio se encuentra en aproximadamente un 25% de concentración en arena, y se refina para usos comunes en la fabricación de utensilios de cocina de vidrio que retienen bien el calor, en productos de vidrio ornamentales de muchas variedades y como ingrediente en el concreto. Los compuestos de silicio tienen una variedad de usos industriales debido a su durabilidad y capacidad para soportar altas temperaturas, lo que hace que las propiedades del silicio sean útiles para productos como abrasivos de carburo, esmaltes de silicato y juntas y selladores de silicona.

Cuando se refina como silicio de grado semiconductor (SGS), el silicio es al menos 99.9999% puro, lo que lo convierte en un aislante total. SGS luego se dopa, o se implanta, con niveles diminutos de átomos de boro o fósforo a un nivel de aproximadamente un átomo de cada uno por mil millones de átomos de silicio. Esto cambia las propiedades del silicio de una naturaleza aislante a una semiconductora, por lo que es útil en la fabricación de microchips.

Las propiedades químicas del silicio incluyen su capacidad para combinarse fácilmente con el oxígeno y formar fácilmente estructuras amorfas o cristalinas a temperatura ambiente. Su punto de fusión muy alto de 2.570 ° Fahrenheit (1.410 ° Celsius) hace que los compuestos del material sean útiles en una amplia gama de procesos industriales. También se alea fácilmente con metales, como acero, latón y aluminio para piezas de automóviles, lo que los hace más resistentes y duraderos. Las propiedades mecánicas del silicio también lo convierten en uno de los elementos más comunes utilizados en el comercio de la construcción para todo, desde calafateo hasta ladrillos y compuestos cerámicos.

A pesar de su reputación como elemento estable, las propiedades del silicio en combinación con el nitrato de potasio también se han utilizado para fabricar explosivos. La investigación a partir de 2011 ha demostrado su naturaleza explosiva como una sustancia química en combinación con nitrato de gadolinio, que es equivalente al rendimiento explosivo de la pólvora ordinaria. Las aplicaciones para el descubrimiento pueden incluir el desarrollo de microchips con datos sensibles o estructuras que pueden ser destruidas por una señal remota cuando caen en las manos equivocadas.

Ahora se sabe que el dióxido de silicio, o SiO ₂ , es el elemento más abundante en la corteza terrestre después del oxígeno, que comprende aproximadamente el 28% de la masa de la corteza. Más de 1,000,000 toneladas métricas de silicio fueron procesadas en formas útiles a partir de 1999, con casi la mitad de esta producción en 400,000 toneladas métricas provenientes de China. Las fuentes del material son arena ordinaria, cuarzo y otros minerales cristalinos como la amatista. También está presente en cantidades significativas en piedras semipreciosas como el ágata, el jaspe y el ópalo.

El descubrimiento del silicio y sus propiedades tuvo lugar entre 1789 y 1854 por el trabajo de investigadores de muchas naciones, comenzando con el químico francés conocido hoy como el Padre de la Química, Antoine Lavoisier, y primero propuso que el cuarzo era un óxido de un elemento no identificado. Durante el siglo XIX, varios químicos aislaron muestras de silicio, incluido el inglés Humphry Davy en 1808, los químicos franceses Joseph Gay-Lusssac y Louis Thenard en 1811, y el químico sueco Jons Berzelius en 1824. El químico escocés Thomas Thomson nombró oficialmente el elemento silicio en 1831 y, en 1854, el químico y minerólogo francés Henri De Ville produjo el primer silicio cristalino relativamente puro. El elemento se puso en producción comercial para caucho de silicona y grasas en 1943, y, en 1958, el primer circuito integrado con transistores incorporados se fabricó con un sustrato de silicio.