Questo elemento ha importanti applicazioni nell’industria chimica.
Clicca qui per leggere la pagina sulle applicazioni industriali del Silicio.
Il Silicio è l’elemento da ringraziare per il computer o lo
smartphone che stai utilizzando per leggere queste
parole. Componente cruciale della microelettronica e dei
chip per computer, questo elemento estremamente
comune è anche responsabile delle spiagge bianche e
calde: la silice, un ossido di silicio, SiO ₂, è il componente
più comune della sabbia.
Il silicio è il settimo elemento più abbondante nell’universo e il
secondo elemento più abbondante sul pianeta terra, dopo l’ossigeno.
Circa il 25 percento della crosta terrestre è fatto di silicio. Oltre ai chip per computer, il
silicio ha molti usi; i punti più strani dove appare questo elemento includono coppette
mestruali, protesi mammarie e guanti da forno – sotto forma di silicone.
Cosa rende il silicio così speciale che ha un’intera valle in California che prende il suo
nome? In natura, il silicio non è un solitario. Di solito si trova collegato con una coppia
di molecole di ossigeno come biossido di silicio, altrimenti noto come silice. Il quarzo,
un abbondante ingrediente nella sabbia, è costituito da silice non cristallizzata.
Il silicio non è né metallo né un non metallo; è un metalloide, un elemento che
cade da qualche parte tra i due. La categoria dei metalloidi è qualcosa in un’area
grigia, senza una definizione precisa, ma i metalloidi generalmente hanno
proprietà sia dei metalli che dei non metalli. Non sembrano metallici, ma
conducono l’elettricità, per esempio. Il silicio è un semiconduttore, nel senso che
conduce elettricità, ma a differenza di un metallo tipico, il silicio migliora la
conducibilità elettrica all’aumentare della temperatura (i metalli invece peggiorano
la conducibilità a temperature più elevate).
Il silicio fu isolato per la prima volta nel 1824 dal chimico svedese Jöns Jacob Berzelius,
che scoprì anche il cerio, il selenio ed il torio. Berzelius riscaldò la silice con potassio
per ottenere il silicio, ma oggi il processo di raffinamento prevede riscaldamento del
carbonio con la silice sotto forma di sabbia per isolare l’elemento.
Il silicio è l’ingrediente principale in creazioni molto low-tech, tra cui mattoni e ceramiche.
Ma la roba high-tech è dove l’elemento lascia davvero il segno. Come semiconduttore, il
silicio viene utilizzato per creare transistor, che amplificano o scambiano correnti elettriche
e sono la spina dorsale dell’elettronica dalle radio agli iPhone.
Il silicio viene utilizzato in vari modi nelle celle solari e nei chip dei computer. Per
trasformare il silicio in un transistor, la forma cristallina dell’elemento viene
adulterata con tracce di altri elementi, come boro o fosforo. Questi oligoelementi
si legano agli atomi di silicio, liberando elettroni che sono liberi di muoversi
attraverso il materiale.
Creando spazi di silicio non alterato, i chimici possono creare uno spazio in cui
questi elettroni non possono fluire – come un interruttore in posizione “off”.
Per portare l’interruttore su “on”, una piastra di metallo, collegata a una fonte di
alimentazione, viene posizionata vicino al cristallo. Quando l’energia elettrica
scorre, la piastra si carica positivamente. Gli elettroni, che sono caricati
negativamente, sono attratti dalla carica positiva, permettendo loro di fare il salto
attraverso il segmento di silicio puro.