Silicio

Silicio
; 14	Si
Aspetto
	Aspetto dell'elementoGrigio scuro con riflessi bluastri
	Linea spettrale; Linea spettrale dell'elemento
Generalità
Nome, simbolo, numero atomico	silicio, Si, 14
Serie	Metalloidi
Gruppo, periodo, blocco	14 (IVA), 3, p
Densità	2 330 kg/m³
Durezza	7
Configurazione elettronica	Configurazione elettronica
Termine spettroscopico	3P0
Proprietà atomiche
Peso atomico	28,0855
Raggio atomico (calc.)	110 pm
Raggio covalente	110 pm
Raggio di van der Waals	210 pm
Configurazione elettronica	[Ne]3s23p2
e− per livello energetico	2, 8, 4
Stati di ossidazione	±2, 4 (anfotero), -4
Struttura cristallina	cubico a facce centrate con cavità tetraedrica
Proprietà fisiche
Stato della materia	solido (diamagnetico)
Punto di fusione	1 687 K (1 414 °C)
Punto di ebollizione	3 173 K (2 900 °C)
Volume molare	12,06×10−6 m³/mol
Entalpia di vaporizzazione	384,22 kJ/mol
Calore di fusione	50,55 kJ/mol
Tensione di vapore	4,77 Pa a 1 683 K
Altre proprietà
Numero CAS	7440-21-3
Elettronegatività	1,90 (Scala di Pauling)
Calore specifico	700 J/(kg·K)
Conducibilità elettrica	2,52×10−4 /m·Ω
Conducibilità termica	148 W/(m·K)
Energia di prima ionizzazione	786,5 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione	1 577,1 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione	3 231,6 kJ/mol
Energia di quarta ionizzazione	4 355,5 kJ/mol
Energia di quinta ionizzazione	16 091 kJ/mol
Energia di sesta ionizzazione	19 805 kJ/mol
Energia di settima ionizzazione	23 780 kJ/mol
Energia di ottava ionizzazione	29 287 kJ/mol
Energia di nona ionizzazione	33 878 kJ/mol
Energia di decima ionizzazione	38 726 kJ/mol
Isotopi più stabili
iso: isotopo; NA: abbondanza in natura; TD: tempo di dimezzamento; DM: modalità di decadimento; DE: energia di decadimento in MeV; DP: prodotto del decadimento

Il silicio è l'elemento chimico che ha numero atomico 14 e come simbolo Si. È il secondo elemento del gruppo 4 della tavola periodica degli elementi (3° periodo), l'omologo del carbonio, con il quale ha in comune la tetravalenza. A parte questo, il silicio assomiglia chimicamente più all'elemento successivo del gruppo, il germanio, piuttosto che al carbonio che lo precede: l'estesa chimica del carbonio, specialmente la chimica organica, non ha praticamente riscontro nel silicio e l'estesa chimica inorganica del silicio non è ravvisabile per il carbonio.^[1]^[2]

A differenza del carbonio, ma come il germanio, il silicio è un metalloide.^[3]^[4]^[5] Allo stato solido ha la struttura cubica del diamante ed è un semiconduttore,^[6]^[7] mentre il carbonio nell'analoga struttura, è meglio descrivibile come un isolante.^[8] Sia con il carbonio che con il germanio, il silicio forma composti cristallini 1:1 (SiC, carburo di silicio e SiGe, germaniuro di silicio), entrambi semiconduttori IV-IV.^[9] A tal proposito, il silicio elementare costituisce attualmente la base dell'industria elettronica: diodi, transistor, circuiti integrati, microprocessori, etc., e in piccola parte anche il germanio, sebbene più che altro in passato.^[10]

Il silicio è il secondo elemento per abbondanza nella crosta terrestre dopo l'ossigeno, componendone il 27,72% del peso.^[11] Sulla crosta terrestre il silicio si trova quasi sempre combinato con l'ossigeno nella sabbia, nel vetro, nel quarzo, nel granito, nel feldspato, nell'argilla, nelle ceramiche e nel cemento, dove è presente principalmente in forma di silice (SiO₂), silicati e alluminosilicati (anioni contenenti silicio, alluminio e ossigeno). In forma elementare, sebbene drogato con adatte impurezze di altri elementi, Il silicio è presente nei pannelli fotovoltaici e nei chip per microprocessori. Il silicio è il componente distintivo dei siliconi, che sono polimeri sintetici di organosilossani e sono largamente diffusi.

^ F. Albert Cotton, Geoffrey Wilkinson, Carlos A. Murillo e Manfred Bochmann, Advanced Inorganic Chemistry, 6ª ed., Wiley Interscience, 1999, p. 258, ISBN 0-471-19957-5.
^ N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, p. 328, ISBN 0-7506-3365-4.
^ James E. House e Kathleen Ann House, Descriptive inorganic chemistry, Third edition, Elsevier/AP, 2016, p. 163, ISBN 978-0-12-804697-5.
^ Duward F. Shriver, Peter William Atkins e Paul Salvador, Inorganic chemistry, 4th ed, W.H. Freeman, 2006, p. 20, ISBN 978-0-7167-4878-6.
^ J. Theo Kloprogge, Concepcion P. Ponce e Tom A. Loomis, The periodic table, nature's building blocks: an introduction to the naturally occurring elements, their origins and their uses, Elsevier, 2020, p. 204, ISBN 978-0-12-821538-8.
^ N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth - Heinemann, 1997, pp. 329-331, ISBN 0-7506-3365-4.
^ (EN) Marwa Nabil, Mohamed Elnouby e Abdulaziz A. Al-Askar, Porous silicon nanostructures: Synthesis, characterization, and their antifungal activity, in Open Chemistry, vol. 22, n. 1, 9 gennaio 2024, DOI:10.1515/chem-2023-0169. URL consultato il 22 aprile 2024.
^ J. E. House e Kathleen Ann House, Descriptive inorganic chemistry, Third edition, Elsevier/AP, Academic Press is an imprint of Elsevier, 2016, p. 165, ISBN 978-0-12-804697-5, OCLC 927364318. URL consultato il 22 aprile 2024.
^ (EN) Group IV Elements, IV-IV and III-V Compounds. Part b - Electronic, Transport, Optical and Other Properties, collana Landolt-Börnstein - Group III Condensed Matter, b, Springer-Verlag, 2002, DOI:10.1007/b80447, ISBN 978-3-540-42876-3. URL consultato il 5 marzo 2025.
^ Abiola Ayodele, Silicon Semiconductor: A Comprehensive Guide to Silicon and its Use in Semiconductor Technology, su www.wevolver.com. URL consultato il 5 marzo 2025.
^ (EN) Elements, terrestrial abundance, su daviddarling.info.

[:02-1] F. Albert Cotton, Geoffrey Wilkinson, Carlos A. Murillo e Manfred Bochmann, Advanced Inorganic Chemistry, 6ª ed., Wiley Interscience, 1999, p. 258, ISBN 0-471-19957-5.

[:3-2] N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, p. 328, ISBN 0-7506-3365-4.

[3] James E. House e Kathleen Ann House, Descriptive inorganic chemistry, Third edition, Elsevier/AP, 2016, p. 163, ISBN 978-0-12-804697-5.

[4] Duward F. Shriver, Peter William Atkins e Paul Salvador, Inorganic chemistry, 4th ed, W.H. Freeman, 2006, p. 20, ISBN 978-0-7167-4878-6.

[5] J. Theo Kloprogge, Concepcion P. Ponce e Tom A. Loomis, The periodic table, nature's building blocks: an introduction to the naturally occurring elements, their origins and their uses, Elsevier, 2020, p. 204, ISBN 978-0-12-821538-8.

[6] N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth - Heinemann, 1997, pp. 329-331, ISBN 0-7506-3365-4.

[7] (EN) Marwa Nabil, Mohamed Elnouby e Abdulaziz A. Al-Askar, Porous silicon nanostructures: Synthesis, characterization, and their antifungal activity, in Open Chemistry, vol. 22, n. 1, 9 gennaio 2024, DOI:10.1515/chem-2023-0169. URL consultato il 22 aprile 2024.

[8] J. E. House e Kathleen Ann House, Descriptive inorganic chemistry, Third edition, Elsevier/AP, Academic Press is an imprint of Elsevier, 2016, p. 165, ISBN 978-0-12-804697-5, OCLC 927364318. URL consultato il 22 aprile 2024.

[9] (EN) Group IV Elements, IV-IV and III-V Compounds. Part b - Electronic, Transport, Optical and Other Properties, collana Landolt-Börnstein - Group III Condensed Matter, b, Springer-Verlag, 2002, DOI:10.1007/b80447, ISBN 978-3-540-42876-3. URL consultato il 5 marzo 2025.

[10] Abiola Ayodele, Silicon Semiconductor: A Comprehensive Guide to Silicon and its Use in Semiconductor Technology, su www.wevolver.com. URL consultato il 5 marzo 2025.

[Distribution2-11] (EN) Elements, terrestrial abundance, su daviddarling.info.

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