TRAŽI DALJE:
STRUKE:

silicij

silicij (prema lat. silex, genitiv silicis: kremen, tvrdi kamen), simbol Si (znanstv. lat. silicium), kemijski element (atomski broj 14, relativna atomska masa 28,086), s tri stabilna, prirodna izotopa (28Si, 29Si, 30Si) i 14 umjetnih, radioaktivnih izotopa. Silicij je nakon kisika drugi najrašireniji element u Zemljinoj kori (maseni udjel oko 27%). Ne pojavljuje se samorodan, nego je sastojak gotovo svih stijena, minerala i pijesaka, kao silicijev dioksid ili u obliku silikata s kisikom i drugim elementima (aluminijem, magnezijem, kalijem, kalcijem, željezom). Njegovi su spojevi također sastojci mnogih biljaka, životinjskih kostura, tkiva i tjelesnih tekućina. Silicij je 1823. izolirao → J. J. Berzelius, a u čistom ga je obliku 1854. dobio → H. É. Sainte-Claire Deville. Elementarni silicij polumetal je tamnih, vrlo tvrdih i krhkih kristala dijamantne strukture, jaka metalnoga sjaja, gustoće 2,33 g/cm³, vrlo visoka tališta (> 3260 °C). Slabo je reaktivan, ne reagira s kiselinama, osim sa solnom, vrlo sporo reagira s lužinama uz razvijanje vodika. Na visokim temperaturama reagira izravno s fluorom, klorom, bromom i jodom dajući halogenide, a s nekim metalima tvori silicide analogne karbidima. Na temperaturi bijeloga žara reagira s kisikom, vodikom i dušikom. Talina silicija ima izrazita metalna svojstva. Silicij se tehnički proizvodi redukcijom kremena (SiO2), i to aluminotermijski ili ugljikom u elektrolučnim pećima pri temperaturi od približno 2000 °C. Tako se dobiva 96 do 99%-tni silicij, onečišćen primjesama željeza, aluminija i dr. metala. Vrlo čisti silicij za primjenu u poluvodičkoj tehnici dobiva se termičkom redukcijom klorsilana (npr. SiHCl3) ili silicijeva tetraklorida (SiCl4) vodikom, uz dodatnu zonalnu rafinaciju.

Vrlo čisti silicij pokazuje izrazita poluvodička svojstva i danas je najvažniji materijal poluvodičke tehnike i mikroelektronike, pa se uvelike rabi u ispravljačima, tranzistorima, integriranim sklopovima, sunčanim baterijama i sl. Takva je primjena postala moguća kada su razvijeni postupci za dobivanje velikih monokristala (mase > 15 kg) izvanredne čistoće. Poluvodička svojstva silicija mogu se namještati dodatkom drugih elemenata, npr. arsena (poluvodiči n-tipa) ili indija (poluvodiči p-tipa) (→ poluvodiči). Tehnički silicij služi kao sastojak čvrstih slitina aluminija, magnezija, bakra i dr. Ferosilicij, slitina silicija i željeza, rabi se zbog velike korozijske otpornosti za izradbu aparatura za kemijsku industriju, a i za deoksidaciju rastaljenih metala, jer se silicij s otopljenim ili vezanim kisikom lako spaja u dioksid. Silicij je polazna sirovina u proizvodnji silana i silikona, a rabi se, poput aluminija, i kao reducens pri reakcijama na visokim temperaturama.

Silicijevi spojevi. Silicij s vodikom tvori niz hidrida koji se nazivaju silani. Otporni su na djelovanje vode, ali se lako oksidiraju i reagiraju s razrijeđenim lužinama. Silicijev dioksid, SiO2, prirodni mineral kremen, visokoga je tališta i velike tvrdoće. Rabi se u golemim količinama u proizvodnji stakla i keramike, a u obliku pijeska kao sirovina za izradbu materijala otpornih na visoke temperature. To je anhidrid slabe ortosilicijske kiseline, H4SiO4, koja je stabilna u uskom području pH-vrijednosti (3,2) i vrlo sklona kondenzaciji otpuštanjem vode. Njezine soli, silikati, geološki su, mineraloški i tehnički neobično važne. Silikati i kremen tvore više od 90% Zemljine kore, čine bezbrojne mineralne vrste, a sastojak su stakla, porculana, emajla, keramike, cementa. Silicijev karbid (karborund), SiC, služi kao sredstvo za brušenje, kao toplinski vodljiv vatrostalni materijal i materijal za otpornike električnih peći. Silicijev tetraklorid, SiCl4, hlapljiva je tekućina koja se na zraku dimi zbog hidrolize, pa se rabi kao sredstvo za zamagljivanje i kao međuproizvod pri proizvodnji silikona. Silicijev fluorid, SiF4, plin je koji hidrolizira s vodom dajući silikofluoridnu kiselinu, H2SiF6. Njezine soli, fluati, rabe se kao premazi koji beton čine nepropusnim za vodu. U novije su doba važni organosilicijski spojevi: klorosilani, silanoli i siloksani (silikoni); esteri ortosilicijske kiseline s višim alkoholima služe, zbog svoje toplinske stabilnosti i velike razlike između tališta i vrelišta, kao sredstva za prijenos topline. (→ silikati)

Citiranje:
silicij. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2020. Pristupljeno 25. 10. 2020. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=55955>.