Siliciul

Siliciul este un element tot atat de raspandit atat pentru regnul mineral cat si C pt. fiintele vii. Dupa O Siliciul este cel mai raspandit element din scoarta terestra. Siliciul se gaseste in natura numai combinat cu oxigenul, in bioxidul de siliciu si in silicati.

Bioxidul de siliciu, SiO, se reduce relativ usor, prin incalzire, la temperatura ridicata, cu diferiti agenti reducatori. Pe aceasta cale se obtine insa un siliciu impur, din cauza marei tendinte a acestui element de a se combina cu agentul reducator sau cu impuritati intamplatoare aflate in materialele utilizate.

a) Bioxidul de siliciu se poate reduce cu pulberea de magneziu metalic. Reactia este puternic exoterma : Dupa racire se dizolva oxidul de magneziu in HCl. Ramane insolubila o forma de siliciu amorf, brun, impurificat cu siliciura de magneziu, MgSi. Daca se lucreaza cu un exces de magneziu de Magneziu se obtine acest compus.

b) Bioxidul de Siliciu poate fi redus in mod similar cu o pulbere de aluminium. Siliciul format se dizolva in excesul de aluminiu topit, din care cristalizeaza la racire. La dizolvarea excesului de aluminiu in HCl, se obtin cristale de Si deculoare inchisa , impurificat ca aluminiu.

c) Procesul industrial pentru obtinerea siliciului brut, prin reducerea bioxidului de siliciu cu carbune, foloseste un cuptor electri cu electrozi de grafit asemanator celui utilizat la fabricarea carburii de calciu. Se obtine astfel siliciul impurificat cu carbura de calciu, sub forma de bucari mari, compacte, cu structura cristalina vizibila.

Intr-o varianta a acestui procedeu se adauga fier obtinandu-se un aliaj, ferosiliciul, cu 40- 90% Si.

Ferosiliciul foloseste la obtinerea de fonte silicioase cu 12-17 % Si, din care se toarna aparate rezistente la acizi, folosite in industria chimica.

2) Siliciul pur. Se transforma siliciul brut sau feosiliciul, in modul aratat mai departe, in tetraclorura de siliciu, SiCl, sau in triclor silan, HSiCl. Aceste substante fiind lichide cu puncte de fierbere scazute, se purifica prin distilarea fractionala, apoi se reduc cu hidrogenul la trecerea prin tuburi incalzite sau pestye un filament metalic incandescent : 800 C Siliciul super pur asa cum este cerut in indusctria semiconducorilorse obtine sin siliciul pur prin metoda topirii zonale. Prin acest procedeu impuritatile se aduna intr-o extremitate a vergelei de siliciu supusa tratamentului, margine care se indeparteaza.

Propietati fizice si chimice : 1) Siliciul cristalizeaza in sistemul cubic. Cristalele de siliciu sunt lucioase, cenusii ca fierul, mai dure decat acest metal (duritate 7 pe scara Mohs) dar casante. Siliciul este semiconductor; conductibilitate electrica foarte mica la siliciul pur, creste cu temperatura si cu continutul in impuritati.

2) Reteaua cristalului de siliciu este de acelasi tip cu a diamantului. Fiecare atom de siliciu este inconjurat tetraedic de alti 4 atomi la distanta intratimica Si-Si de 2. 34 A 3) Siliciul nu fiormeaza solutii ...