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Propiedades químicas del silicio
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Símbolo Si,
número atómico 14 y peso atómico 28.086. El silicio es el elemento
electropositivo más abundante de la corteza terrestre. Es un metaloide con
marcado lustre metálico y sumamente quebradizo. Por lo regular, es
tetravalente en sus compuestos, aunque algunas veces es divalente, y es
netamente electropositivo en su comportamiento químico. Además, se conocen
compuestos de silicio pentacoordinados y hexacoordinados. El silicio
elemental crudo y sus compuestos intermetálicos se emplean como integrantes
de aleaciones para dar mayor resistencia al aluminio, magnesio, cobre y otros
metales. el silicio metalúrgico con pureza del 98-99% se utiliza como materia
prima en la manufactura de compuestos organosilícicos y resinas de silicona,
elastómeros y aceites. Los chips de silicio se emplean en circuitos
integrados. Las células fotovoltaicas para la conversión directa de energía
solar en eléctrica utilizan obleas cortadas de cristales simples de silicio
de grado electrónico. El dióxido de silicio se emplea como materia prima para
producir silicio elemental y carburo de silicio. Los cristales grandes de
silicio se utilizan para cristales piezoeléctricos. Las arenas de cuarzo
fundido se transforman en vidrios de silicio que se usan en los laboratorios
y plantas químicas, así como en aislantes eléctricos. Se emplea una
dispersión coloidal de silicio en agua como agente de recubrimiento y como
ingrediente de ciertos esmaltes. El silicio
natural contiene 92.2% del isótopo de masa número 28, 4.7% de silicio-29 y
3.1% de silicio-30. Además de estos isótopos naturales estables, se conocen
varios isótopos radiactivos artificiales. El silicio elemental tiene las
propiedades físicas de los metaloides, parecidas a las del germanio, situado
debajo de él en el grupo IV de la tabla periódica. En su forma más pura, el
silicio es un semiconductor intrínseco, aunque la intensidad de su
semiconducción se ve enormemente incrementada al introducir pequeñas
cantidades de impurezas. El silicio se parece a los metales en su comportamiento
químico. Es casi tan electropositivo como el estaño y mucho más positivo que
el germanio o el plomo. De acuerdo con este carácter más bien metálico, forma
iones tetrapositivos y diversos compuestos covalentes; aparece como un ion
negativo sólo en unos pocos siliciuros y como un constituyente positivo de
oxiácidos o aniones complejos. Forma
varias series de hidruros, diversos halogenuros (algunos de los cuales
contienen enlaces silicio-silicio) y muchas series de compuestos que
contienen oxígeno, que pueden tener propiedades iónicas o covalentes. El silicio
se encuentra en muchas formas de dióxidos y en innumerables variaciones de
los silicatos naturales. Para un análisis de las estructuras y composiciones
de las clases representativas. Por su
abundancia, el silicio excede en mucho a cualquier otro elemento, con
excepción del oxígeno. Constituye el 27.72% de la corteza sólida de la
Tierra, mientras que el oxígeno constituye el 46.6%, y el siguiente elemento
después del silicio, el aluminio se encuentra en un 8.13%. Se sabe que
el silicio forma compuestos con 64 de los 96 elementos estables y
probablemente forme siliciuros con otros 18 elementos. Además de los
siliciuros metálicos, que se utilizan en grandes cantidades en metalurgia,
forma compuestos importantes y de empleo frecuente con hidrógeno, carbono,
los halógenos, nitrógeno, oxígeno y azufre. Además, se han preparado
derivados organosilícicos de gran utilidad. 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. 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. Volver a la
tabla periódica de los elementos. |
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