El silici és un mineral elemental cristal·lí color grisós amb una lluentor metàl·lic, molt dur, trencadís i amb punts de fusió i ebullició molt elevats. A més, és un semiconductor intrínsec. La forma amorfa de l'element es presenta en pols marrons, conductores de l'electricitat, que poden ser foses i vaporitzades amb facilitat.
És un material molt utilitzat en les plaques fotovoltaiques per les seves propietats de semiconductor. Les seves propietats físiques i químiques són molt favorables per propiciar l'anomenat efecte fotovoltaic.
Des del punt de vista biològic, en alguns casos té un paper important i és el material bàsic per a la construcció de la paret cel·lular de diverses algues.
La respiració continuada de pols de naturalesa silícia ocasiona als humans una malaltia pulmonar greu, la silicosi.
El silici a la taula periòdica
És un element químic de nombre atòmic 14 i símbol Si. Aquest element químic pertany al grup IV A de la taula periòdica.
Pel que fa a les propietats químiques destaquem les següents:
-
Presenta diferències molt notables amb el carboni, primer element del grup IV A de la taula periòdica.
-
A diferència del carboni, té una electronegativitat molt més petita.
-
Té una gran tendència a combinar-se amb l'oxigen per formar estructures polimèriques o discretes molt estables.
-
És essencialment no metàl·lic
-
La seva reactivitat depèn sobretot del grau de divisió.
-
Actua de forma pràcticament exclusiva amb valència 4 donada la seva estructura electrònica.
-
Els seus compostos són essencialment covalents.
Tipus de silici cristal·lí
Hi ha dos tipus que depèn de la estructures cristal·lina que forma:
monocristal·lí
El silici monocristal·lí és el material base de la indústria de l'electrònica. Es compon d'un únic cristall de silici, que té una xarxa cristal·lina contínua, sense interrupció durant tot el sòlid.
La composició monocristalina també s'utilitza en la producció de cèl·lules fotovoltaiques d'alt rendiment. Les cèl·lules solars, a diferència dels microcircuits, poden, però, tolerar, dins de certs límits, petites imperfeccions estructurals.
Policristalino
El silici policristal·lí és un material fet de vidre de silici desalineat (policristal·lí).
Les estructures policristal·lines sovint reemplacen a l'alumini per a la producció de peces metàl·liques dins de dispositius electrònics semiconductors causa de la resistència mecànica millorada a el procés de producció del circuit integrat. També s'utilitza per a la realització de condensadors en un entorn integrat.
El procés de fabricació de les estructures policristal·lines és més senzill.
¿D'on s'obté el silici?
El silici és, després de l'oxigen, l'element més abundant de l'escorça terrestre, de la qual constitueix un 26% en pes.
Aquest element químic és àmpliament difós en la naturalesa, i s'ha detectat la seva presència al Sol, en estrelles i en meteorits.
Com s'obté el silici?
L'obtenció de l'silici es fa per diversos mètodes d'acord amb la finalitat de l'element. El mètode comercial més important consisteix en la reducció de la sílice amb carboni en un forn elèctric.
La preparació de silici de puresa elevada (99,7%) s'obté per transformació de silici impur en el tetraclorur (SiCl4), volàtil, purificació d'aquest per destil·lació i posterior reducció amb zinc.
En electrònica s'obté per purificació zonal, per eliminar bor, alumini, fòsfor, gal·li, arsènic, indi i antimoni. Posteriorment s'obté un monocristall pel mètode de Czochralski. Aquest mètode consisteix a submergir un monocristall de petites dimensions en un bany de silici líquid escalfat a la temperatura de fusió i retirar-lo lentament per provocar el creixement del monocristall. Normalment, es realitza simultàniament el dopatge del monocristall.
Per a què serveix el silici?
El silici té un paper important en electrònica, per a la fabricació de dispositius semiconductors.
Aquests semiconductors també s'utilitzen en l'energia solar fotovoltaica per fabricar cèl·lules solars. Aquestes cèl·lules solars s'utilitzen per fabricar panells solars i convertir l'energia solar en electricitat.
Les plaques fotovoltaiques es poden construir amb silici amorf o cristal·lí. Les plaques solars fabricades amb un tipus o un altre varien en preu i eficiència.
En metal·lúrgia s'utilitza per a la preparació d'acers especials i altres aliatges i en la preparació de diversos compostos.
En forma composta (silicats, sílice, silicones), s'utilitza d'una manera molt general.
Propietats de l'silici sobre la salut
El silici és un dels oligoelements essencials que està present en el cos humà formant part del funcionament de l'organisme en els músculs, pell, ossos, cartílags, tendons i altres teixits connectius.
En la dieta s'inclou en aliments naturals rics en silici. També es fabriquen suplements de silici.
La deficiència de silici pot afectar la producció de col·lagen ja que activa l'enzim que sintetitza el col·lagen que és una proteïna vital per l'elasticitat i ajuda a mantenir una bona resistència dels ossos i altres teixits.
Quins aliments inclouen silici?
El silici està present principalment en aliments d'origen vegetal, com mongetes verdes, fruites i cereals integrals. Alguns líquids com l'aigua i altres líquids com el cafè i la cervesa també poden aportar aquest elemento.Por altra banda, el silici és un mineral que pot adquirir formes químiques molt diverses, moltes de les quals resulten de molt difícil absorció per l'organisme. Per aquesta raó, molts suplements alimentaris inclouen silici orgànic que permet a l'organisme processar-millor.
Alguns suplements alimentaris inclouen diòxid de silici (E551) com a agent antiaglomerant per evitar la formació de grumolls.