Tabla Periódica: SILICIO

Número atómico:                                  14
Grupo:                                                 14
Periodo:                                               3
Configuración electrónica:                [Ne] 3s² 3p²
Estados de oxidación:                        -4 +2 +4
Electronegatividad:                               1.9
Radio atómico / pm:                             117.6
Masa atómica relativa:                         28.0855 ± 0.0003

El químico sueco Jöns Jakob Berzelius obtuvo en 1823 silicio amorfo haciendo reaccionar tetrafluoruro de silicio con potasio fundido. Su denominación proviene de la palabra latina 'sílex' (pedernal). Su forma amorfa es un polvo café. Su forma cristalina tiene una apariencia gris metálica. Los minerales que contienen silicio constituyen cerca del 40% de todos los minerales comunes. La sílice y los silicatos se utilizan en la fabricación de vidrio, barnices, esmaltes, cemento y porcelana. El silicio puro se emplea en forma de chips en electrónica y microelectrónica.

PROPIEDADES FISICAS

Densidad / g dm^-3: 2329 (293 K)

2525 (m.p.)

Volumen molar / cm³mol^-1: 12.06 (293 K)

11.12 (m.p.)

Resistencia eléctrica / μΩcm: 10 (20 °C)

PROPIEDADES TÉRMICAS

Conductividad térmica / W m^-1K^-1:                   148
Punto de fusión / °C:                                     1414
Punto de ebullición / °C:                                     3265
Calor de fusión / kJ mol^-1:                                   39.6
Calor de vaporización / kJ mol^-1:                       383.3
Calor de atomización / kJ mol^-1:                         451.29

ENERGÍA DE IONIZACIÓN

Primera energía de ionización / kJ mol^-1:                  786.52
Segunda energía de ionización / kJ mol^-1:                 1577.15
Tercera energía de ionización / kJ mol^-1:                   3231.61

ABUNDANCIA DE ELEMENTOS

en la atmósfera / ppm:                                               -
en la corteza terrestre / ppm:                                267700
en los océanos / ppm:                                                    3

DATOS CRISTALOGRÁFICOS

Estructura cristalina:

cúbica centrada en las caras

Dimensiones de la celda unidad / pm:

a=543.07

Grupo espacial:

Fd3m

ISÓTOPOS

Isótopo Masa atómica relativa Porcentaje por masa (%)

²⁸Si 27.976926533(2) 92.23(1)

²⁹Si 28.97649472(3) 4.67(1)

³⁰Si 29.97377022(5) 3.10(1)

POTENCIALES ESTÁNDAR DE REDUCCIÓN

Semirreacción E^o / V

SiO₂(s) + 4H⁺ + 4e^-

Si(s) + 2H₂O - 0.86

SiO₃^2- + 6H⁺ + 4e^-

Si(s) + 3H₂O - 0.455

HSiO₃^- + 5H⁺ + 4e^-

Si(s) + 3H₂O - 0.632

H₂SiO₃ + 4H⁺ + 4e^-

Si(s) + 3H₂O - 0.780

SiO₂(s) + 8H⁺ + 8e^-

SiH₄(g) + 2H₂O - 0.377

SiO₃^2- + 10H⁺ + 8e^-

SiH₄(g) + 3H₂O - 0.176

HSiO₃^- + 9H⁺ + 8e^-

SiH₄(g) + 3H₂O - 0.265

H₂SiO₃ + 8H⁺ + 8e^-

SiH₄(g) + 3H₂O - 0.339

Si(s) + 4H⁺ + 4e^-

SiH₄(g) +0.102

SiF₆^2- + 4e^-

Si(s) + 6F^-- 1.2

13 Aluminio <= 14 Silicio => 15 Fósforo

Efectos del Silicio sobre la salud

El silicio elemental es un material inerte, que parece carecer de la propiedad de causar fibrosis en el tejido pulmonar. Sin embargo, se han documentado lesiones pulmonares leves en animales de laboratorio sometidos a inyecciones intratraqueales de polvo de silicio. El polvo de silicio tiene pocos efectos adversos sobre los pulmones y no parece producir enfermedades orgánicas significativas o efectos tóxicos cuando las exposiciones se mantienen por debajo de los límites de exposición recomendados. El silicio puede tener efectos crónicos en la respiración. El silicio cristalino (dióxido de silicio) es un potente peligro para la respiración. Sin embargo, la probablilidad de que se produzca dióxido de silicio durante los procesamientos normales es muy remota. LD50 (oral)-3160 mg/kg. (LD50: Dosis Letal 50. Dosis individual de una sustancia que provoca la muerte del 50% de la población animal debido a la exposición a la sustancia por cualquier vía distinta a la inhalación. Normalmente expresada como miligramos o gramos de material por kilogramo de peso del animal.)
El silicio cristalino irrita la piel y los ojos por contacto. Su inhalación causa irritación de los pulmones y de la membrana mucosa. La irritación de los ojos provoca lagrimeo y enrojecimiento. Enrojecimiento, formación de costras y picores son características de la inflamación cutánea.

El cáncer de pulmón está asociado con exposiciones a silicio cristalino (especialmente cuarzo y cristobalita) en lugares de trabajo. En estudios realizados a mineros, trabajadores con tierra de diatomeas, trabajadores del granito, trabajadores de cerámica, trabajadores de ladrillos refractarios y otros trabajadores se ha documentado una relación exposición-respuesta.

Diversos estudios epidemiológicos han informado de números estadísticamente significativos de exceso de muertes o casos de desorden inmunológico y enfermedades autoinmunes en trabajadores expuestos al silicio. Estas enfermedades y trastornos incluyen scleroderma, artritis reumatoide, eritematosis sistémica y sarcoidosis.
Estudios epidemiológicos recientes han informado de asociaciones estadísticamente significativas de exposiciones ocupacionales a silicio cristalino con enfermedades renales y cambios renales subclínicos.

El silicio cristalino puede afectar el sistema inmunitario, resultando en infecciones micobacterianas (tuberculosas y no tuberculosas) o fúngicas, especialmente en trabajadores con silicosis.

La exposición ocupacional al silicio cristalino respirable está asociado con bronquitis, enfermedad crónica de obstrucción pulmonar (COPD) y enfisema. Algunos estudios epidemiológicos sugieren que estos efectos sobre la salud pueden ser menos frecuentes o ausentes en los no fumadores.

Efectos ambientales del Silicio

No se ha informado de efectos negativos del silicio sobre el medio ambiente.