O silício é um mineral elementar cristalino acinzentado com brilho metálico, muito duro, quebradiço e com pontos de fusão e ebulição muito elevados. Além disso, é um semicondutor intrínseco. A forma amorfa do elemento ocorre em pós marrons e eletricamente condutores que podem ser facilmente derretidos e vaporizados.
É um material amplamente utilizado em painéis fotovoltaicos por suas propriedades semicondutoras. Suas propriedades físicas e químicas são muito favoráveis para promover o chamado efeito fotovoltaico.
Do ponto de vista biológico, em alguns casos tem um papel importante e é o material básico para a construção da parede celular de várias algas.
A respiração contínua da poeira siliciosa causa uma doença pulmonar grave, a silicose, em humanos.
Silício na tabela periódica
É um elemento químico com número atômico 14 e símbolo Si. Este elemento químico pertence ao grupo IV A da tabela periódica.
Em relação às propriedades químicas, destacamos o seguinte:
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Apresenta diferenças muito notáveis com o carbono, primeiro elemento do grupo IV A da tabela periódica.
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Ao contrário do carbono, ele tem uma eletronegatividade muito menor.
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Tem uma grande tendência de se combinar com o oxigênio para formar estruturas poliméricas ou discretas muito estáveis.
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É essencialmente não metálico
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Sua reatividade depende principalmente do grau de divisão.
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Atua praticamente exclusivamente com valência 4 dada sua estrutura eletrônica.
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Seus compostos são essencialmente covalentes.
Tipos de silício cristalino
Existem dois tipos que dependem das estruturas cristalinas que ele forma:
Monocristalino
O silício monocristalino é o material básico da indústria eletrônica. É composto por um único cristal de silício, que possui uma estrutura cristalina contínua, sem interrupção em todo o sólido.
A composição monocristalina também é usada na produção de células fotovoltaicas de alto desempenho. As células solares, ao contrário dos microcircuitos, podem, entretanto, tolerar, dentro de certos limites, pequenas imperfeições estruturais.
Policristalino
O silício policristalino é um material feito de cristal de silício desalinhado (policristalino).
As estruturas policristalinas freqüentemente substituem o alumínio para a produção de peças de metal em dispositivos eletrônicos semicondutores devido à resistência mecânica aprimorada do processo de produção do circuito integrado. Ele também é usado para conduzir capacitores em um ambiente integrado.
O processo de fabricação de estruturas policristalinas é mais simples.
De onde é obtido o silício?
O silício é, depois do oxigênio, o elemento mais abundante na crosta terrestre, da qual constitui 26% em peso.
Este elemento químico é amplamente difundido na natureza e sua presença já foi detectada no Sol, nas estrelas e nos meteoritos.
Como o silício é obtido?
A obtenção do silício é feita por vários métodos de acordo com a finalidade do elemento. O método comercial mais importante é a redução da sílica com carbono em forno elétrico.
A preparação do silício de alta pureza (99,7%) é obtida pela transformação do silício impuro no tetracloreto volátil (SiCl4), purificando-o por destilação e posterior redução com zinco.
Em eletrônica é obtido por purificação zonal, para eliminar boro, alumínio, fósforo, gálio, arsênio, índio e antimônio. Posteriormente, um único cristal é obtido pelo método de Czochralski. Este método consiste em imergir um pequeno cristal único em um banho de silício líquido aquecido à temperatura de fusão e retirá-lo lentamente para fazer com que o único cristal cresça. Normalmente, a dopagem do cristal único é realizada simultaneamente.
Para que serve o silício?
O silício desempenha um papel importante na eletrônica, para a fabricação de dispositivos semicondutores.
Esses semicondutores também são usados na energia solar fotovoltaica para fazer células solares. Essas células solares são usadas para fazer painéis solares e converter energia solar em eletricidade.
Os painéis fotovoltaicos podem ser construídos com silício amorfo ou cristalino. Os painéis solares feitos de um tipo ou outro variam em preço e eficiência.
Na metalurgia, é usado para a preparação de aços especiais e outras ligas e na preparação de vários compostos.
Na forma composta (silicatos, sílica, silicones), é utilizado de forma muito geral.
Propriedades do silício para a saúde
O silício é um dos oligoelementos essenciais que estão presentes no corpo humano como parte do funcionamento do corpo nos músculos, pele, ossos, cartilagem, tendões e outros tecidos conjuntivos.
Na dieta alimentar é incluído em alimentos naturais ricos em silício. Suplementos de silicone também são fabricados.
A deficiência de silício pode afetar a produção de colágeno, pois ativa a enzima que sintetiza o colágeno, que é uma proteína vital para a elasticidade e ajuda a manter uma boa resistência nos ossos e outros tecidos.
Quais alimentos incluem silício?
O silício está presente principalmente em alimentos de origem vegetal, como feijão verde, frutas e grãos inteiros. Alguns líquidos, como água e outros líquidos, como café e cerveja, também podem fornecer esse elemento. Por outro lado, o silício é um mineral que pode adquirir formas químicas muito diferentes, muitas das quais são muito difíceis de serem absorvidas pelo corpo. Por esse motivo, muitos suplementos dietéticos incluem silício orgânico que permite ao corpo processá-lo melhor.
Alguns suplementos alimentares incluem dióxido de silício (E551) como um agente antiaglomerante para evitar a formação de grumos.