Quais são as propriedades do silício?
As propriedades físicas do silício variam consideravelmente em sua forma natural versus depois que ele foi refinado, ou como parte de uma estrutura composta. É oficialmente classificado como metalóide, o que significa que possui propriedades físicas de condutores de metal e isoladores não metálicos. Na sua forma bruta, o silício é encontrado em uma concentração de cerca de 25% na areia e é refinado para usos comuns na fabricação de panelas de vidro que retêm bem o calor, em produtos ornamentais de vidro de muitas variedades e como ingrediente no concreto. Os compostos de silício têm uma variedade de usos industriais devido à sua durabilidade e capacidade de suportar altas temperaturas, tornando as propriedades do silício úteis para produtos como abrasivos de metal duro, esmaltes de silicato e juntas e selantes de silicone.
Quando refinado como silício de grau semicondutor (SGS), o silício é pelo menos 99,9999% puro, o que o torna um isolante total. O SGS é então dopado, ou implantado, com níveis mínimos de átomos de boro ou fósforo a um nível de cerca de um átomo de cada um bilhão de átomos de silício. Isso altera as propriedades do silício de uma natureza isolante para semicondutora, para que seja útil na fabricação de microchips.
As propriedades químicas do silício incluem sua capacidade de combinar prontamente com o oxigênio e de se formar rapidamente em estruturas amorfas ou cristalinas à temperatura ambiente. Seu ponto de fusão muito alto, de 1.410 ° Celsius, torna os compostos do material úteis em uma ampla gama de processos industriais. Também liga prontamente com metais, como aço, latão e alumínio para peças automotivas, o que as torna mais fortes e duráveis. As propriedades mecânicas do silício também o tornam um dos elementos mais comuns usados na construção civil para tudo, desde calafetagens a compostos de tijolo e cerâmica.
Apesar de sua reputação como um elemento estável, as propriedades do silício em combinação com o nitrato de potássio também foram utilizadas na fabricação de explosivos. Pesquisas realizadas em 2011 demonstraram sua natureza explosiva como substância química em combinação com nitrato de gadolínio, equivalente ao rendimento explosivo da pólvora comum. Os aplicativos para a descoberta podem incluir o desenvolvimento de microchips com dados ou estruturas sensíveis que podem ser destruídas por um sinal remoto quando caem nas mãos erradas.
O dióxido de silício, ou SiO 2 , agora é conhecido por ser o elemento mais abundante na crosta terrestre após o oxigênio, compreendendo cerca de 28% da massa da crosta. Mais de 1.000.000 de toneladas de silício foram processadas em formas úteis a partir de 1999, com quase metade dessa produção em 400.000 toneladas provenientes da China. As fontes para o material são areia comum, quartzo e outros minerais cristalinos, como a ametista. Também está presente em quantidades significativas em pedras semipreciosas, como ágata, jaspe e opala.
A descoberta do silício e suas propriedades ocorreu entre 1789 e 1854 pelo trabalho de pesquisadores de várias nações, começando com o químico francês hoje conhecido como o pai da química, Antoine Lavoisier, primeiro propondo que o quartzo era um óxido de um elemento não identificado. Nos anos 1800, vários químicos isolaram amostras de silício, incluindo o inglês Humphry Davy em 1808, os químicos franceses Joseph Gay-Lusssac e Louis Thenard em 1811 e o químico sueco Jons Berzelius em 1824. O químico escocês Thomas Thomson nomeou oficialmente o elemento silício em 1831 e, em 1854, o químico e mineiro francês Henri De Ville produziu o primeiro silício cristalino relativamente puro. O elemento foi colocado em produção comercial de borracha de silicone e graxas em 1943 e, em 1958, o primeiro circuito integrado com transistores embutidos foi fabricado com um substrato de silício.