Silicij

Silicij,  ₁₄Si

Silicij u periodnom sistemu
↓                                                                     ↓                                                             →                                                             →
Hemijski element, Simbol, Atomski broj	Silicij, Si, 14
Serija	Polumetali
Grupa, Perioda, Blok	14, 3, p
Izgled	tamno sivi sa plavim nijansama
CAS registarski broj	7440-21-3
Zastupljenost	25,8 %
Atomske osobine
Atomska masa	28,085 (28,084–28,086) u
Atomski radijus (izračunat)	110 (111) pm
Kovalentni radijus	111 pm
Van der Waalsov radijus	210 pm
Elektronska konfiguracija	[Ne] 3s2 3p2
Broj elektrona u energetskom nivou	2, 8, 4
1. energija ionizacije	786,5 kJ/mol
2. energija ionizacije	1577,1 kJ/mol
3. energija ionizacije	3231,6 kJ/mol
4. energija ionizacije	4355,5 kJ/mol
Fizikalne osobine
Agregatno stanje	čvrsto
Mohsova skala tvrdoće	6,5
Kristalna struktura	dijamantna
Gustoća	2336 (20 °C) kg/m3
Koeficijent termalne ekspanzije	2,6 ppm/K
Magnetizam	dijamagnetičan ($\chi _{m}$ = −4,1 · 10−6)
Tačka topljenja	1687 K (1414 °C)
Tačka ključanja	3533 K (3260 °C)
Molarni volumen	12,06 · 10-6 m3/mol
Toplota isparavanja	383 kJ/mol
Toplota topljenja	50,66 kJ/mol
Pritisak pare	1 Pa pri 1908 K
Brzina zvuka	8433 m/s pri 293 K
Specifična toplota	703 J/(kg · K) kod 298 K
Specifična električna provodljivost	252· 10-6 S/m
Toplotna provodljivost	150 W/(m · K)
Hemijske osobine
Oksidacioni broj	-4, (2) +4
Oksid	SiO2
Elektrodni potencijal	?
Elektronegativnost	1,90 (Pauling-skala)
Izotopi
Izo RP t1/2 RA ER (MeV) PR 26Si sin 2,234 s ε 5,066 26Al 27Si sin 4,16 s ε 4,812 27Al 28Si 92,23 % Stabilan 29Si 4,67 % Stabilan 30Si 3,1 % Stabilan 31Si sin 157,3 min β- 1,492 31P 32Si sin 276 god β- 0,224 32P 33Si sin 6,18 s β- 5,845 33P 34Si sin 2,77 s β- 4,601 34P
Sigurnosno obavještenje
Oznake upozorenja Granulat Xi Nadražujuće Prah F Lahko zapaljivo Xi Nadražujuće
Obavještenja o riziku i sigurnosti	R: 36/38 S: 26-22-36/37/39
Ako je moguće i u upotrebi, koriste se osnovne SI jedinice. Ako nije drugačije označeno, svi podaci dobijeni su mjerenjima u normalnim uvjetima.

Silicij je hemijski element sa hemijskim simbolom Si i rednim brojem 14. U periodnom sistemu nalazi se u četvrtoj glavnoj grupi (grupa ugljika) i 3. periodi. Silicij je klasični polumetal, tako da ispoljava osobine metala kao i nemetala, a ima i osobinu poluprovodljivosti. Čisti elementarni silicij ima sivo-crnu boju, a može se primijetiti i tipičan metalni, često bronzano do plavičasti sjaj. Za čovjeka, elementarni silicij nije otrovan. U obliku svojih spojeva, silikata, silicij je veoma važan za čovjeka. Prosječni udio silicija u obliku spojeva u ljudskom tijelu iznosi oko 20 mg/kg mase, a ta količina se smanjuje kod starijih osoba.

Historija

Antoine Lavoisier je bio prvi naučnik koji je 1787. godine primijetio da je silika mogući oksid nekog, do tada još neotkrivenog, hemijskog elementa. Nakon što je pokušao da iz silike izolira čisti silicij, Humphry Davy je 1808. godine predložio ime silicium za novi element, naziv izveden iz latinskog silex, silicis u značenju kremen i nastavka -ium jer je vjerovao da se radi o metalu. Smatra se da su Gay-Lussac i Thénard 1811. godine dobili, nepotpuno čisti, amorfni silicij, tako što su zagrijavali, tada novootkriveni, metal kalij uz dodatak silicij-tetrafluorida, međutim proizvod te reakcije nisu u dovoljnoj mjeri izdvojili i prečistili niti su mu odredili osobine, neznajući da se radi o novom elementu. Današnje ime siliciju je dao škotski hemičar Thomas Thomson 1817. godine. On je zadržao dio imena koji je dao Davy ali je umjesto dodatka -ium dodao -on (engl. silicon) jer je vjerovao da je silicij nemetal sličan kao bor (engl. boron) ili ugljik (engl. carbon).

Berzelius je 1823. godine dobio amorfni silicij koristeći otprilike sličnu metodu kao Gay-Lussac (metal kalij i kalij-fluorosilikat), ali je proizvod reakcije prečistio ispirajući ga konstantno te dobio smeđi prah. Zbog toga, danas se u literaturi vrlo često može pronaći da je on otkrio elementarni silicij. Silicij, u svom mnogo više uobičajenom kristalnom obliku nije dobijen narednih 31 godinu, sve dok ga nije pronašao Deville. On je 1854. godine pokušao dobiti metalni aluminij iz aluminij-hlorida, a koji je bio znatno onečišćen silicij-hloridom. Deville je koristio dvije metode za dobijanje aluminija: zagrijavanje aluminij-hlorida uz prisustvo natrija u intertnoj atmosferi (vodika); te topljenje aluminij-hlorida sa natrij hloridom i elektrolizom te mješavine. U oba slučaja nastajao je čisti silicij. On se rastvarao u istopljenom aluminiju ali se nakon njegovog hlađenja kristalizirao. Rastvaranjem čvrstog aluminija u hlorovodičnu kiselinu pojavljivale su se ljuskice kristalnog silicija. Na kraju, Deville je dobio kristalni silicij zagrijavajući hlorid ili fluorid silicija sa metalnim natrijem, izolirao amorfni silicij, istopio taj amorfni oblik sa soli i zagrijao mješavinu dok sva so nije isparila. Pomoću elektrolize nečistog natrij-aluminij hlorida koji sadrži oko 10% silicija, on je uspio 1854. godine dobiti relativno čisti alotrop silicija. Kasnije, pronađene su i razvijene mnogo jeftinije metode za izoliranje silicija u nekoliko alotropskih modifikacija, a jedna od najnovijih je silicen.

Pošto je silicij jedan od vrlo važnih elemenata u industriji poluprovodnika i uređaja visoke tehnologije, mnoga mjesta na svijetu nose njegovo ime. Jedan od poznatijih primjera je Silikonska dolina (Silicon Valley) u Kaliforniji, koja nosi ime elementa jer je on, između ostalog, osnova brojnih današnjih industrija zasnovanih na računarskoj tehnologiji. I druga geografska mjesta koja imaju određenu vezu industrijom imaju u svom imenu neku povezanost sa silicijem. Primjeri uključuju Silicon Forest (bos. silicijska šuma) u Oregonu, Silicon Hills u Austinu (Texas), silikonska Saksonija u Njemačkoj, Silikonska dolina kod Bangalorea u Indiji, Silikonska granica u Mexicali (Meksiko), Silicon Fen u Cambridgeu, Engleska, Silicon Glen u Škotskoj i Silicon Gorge u Bristolu, Engleska.

Osobine

Fizičke

Silicij se kristalizira u dijamantsku kubičnu kristalnu strukturu

Na sobnoj temperaturi, silicij je u čvrstom stanju i ima relativno visoku tačku topljenja i ključanja od 1410 i 3260 °C, respektivno. U tečnom stanju ima mnogo veću gustoću (2,533 g/cm³ pri tački topljenja) nego kada je čvrst. Kada prelazi u čvrsto stanje ne skuplja se kao većina supstanci, nego se širi, slično kao što se javlja kod leda i vode. Sa relativno visokom toplotnom provodljivošću od 150 W·m⁻¹·K⁻¹, silicij dobro provodi toplotu, pa se zbog toga ne koristi za toplotno izoliranje vrućih predmeta.

U svom kristaliziranom obliku, čisti silicij je sive boje sa metalnim sjajem. Poput germanija, silicij je prilično snažan, vrlo krhak i podložan lomljenju. Silicij, poput ugljika i germanija, kristalizira se u dijamantsku kubičnu kristalnu strukturu, pri čemu mu razmak rešetke iznosi 0,5430710 nm (5,430710 Å). Vanjska elektronska orbitala silicija, slično kao i kod ugljika, ima četiri valentna elektrona. Ljuske 1s, 2s, 2p i 3s su potpuno popunjene dok 3p ljuska sadrži samo dva elektrona od mogućih šest.

Silicij je poluprovodnik. On ima negativan temperaturni koeficijent električnog otpora, pošto se broj slobodnih nosilaca naboja povećava porastom temperature. Električni otpor jediničnog kristala silicija se značajno mijenja pod uticajem mehaničkog stresa zbog piezootporničkog (piezorezistivnog) efekta.

Hemijske

Prah silicija

Silicij je metaloid, vrlo lahko otpušta ili dijeli svoja četiri vanjska elektrona, čime obično gradi četiri veze. Poput ugljika, njegova četiri valentna elektrona daju mu mogućnost vezanja za mnoge druge elemente. Za razliku od ugljika, silicij može primiti i dodatne elektrone i formirati pet ili šest veza u određenim nešto nestabilnijim silikatnim oblicima. Četverovalentni silicij je relativno inertan, ali i dalje može reagirati sa halogenim elementima i razblaženim bazama, dok najveći broj kiselina (osim nekih hiper reaktivnih kombinacija dušične i fluorovodične kiseline) nema utjecaja na silicij.

Izotopi

Silicij u prirodi je sastavljen iz tri stabilna izotopa: ²⁸Si, ²⁹Si i ³⁰Si. Među njima, najveći udio ima izotop ²⁸Si (92% udjela u prirodnom siliciju). Od njih, samo se izotop ²⁹Si koristi u NMR i EPR spektroskopiji. Poznato je oko 20 radioaktivnih izotopa, među kojima je najstabilniji izotop ³²Si sa vremenom poluraspada od 170 godina, a poslije njega izotop ³²Si koji ima vrijeme poluraspada od 157,3 minute. Svi ostali nestabilni izotopi imaju vremena poluraspada kraća od sedam sekundi, a većina od njih imaju životni vijek kraći od desetinke sekunde. Silicij nema nijedan poznati nuklearni izomer.

Maseni brojevi izotopa se kreću u rasponu od 22 do 44. Najčešći način raspada kod šest izotopa sa masenim brojevima nižim od 28 je β⁺, primarno dajući izotope aluminija (13 protona) kao proizvod raspada. Najčešći načini raspada za 16 izotopa sa masenim brojevima višim od 28 je β^-, dajući kao proizvod raspada izotope fosfora (15 protona).

Rasprostranjenost

Klaster kristala kvarca (SiO₂) sa Tibeta.

Mjereno po masi, silicij čini oko 27,7% Zemljine kore i drugi je element po rasprostranjenosti u kori, odmah iza kisika. Silicij se obično nalazi u obliku složenih silikatnih minerala, a mnogo rjeđe kao silicij-dioksid (silika, jedan od najznačajnijih sastojaka običnog pijeska). Čiste silicijske kristale vrlo teško je naći u prirodi.

Silikatni minerali, vrlo raznoliki minerali koji sadrže silicij, kisik i reaktivne metale, čine oko 90% ukupne mase Zemljine kore. Razlog za to treba tražiti u činjenici da pri izuzetno visokim temperaturama koje su karakterisale stvaranje unutrašnjeg Sunčevog sistema, silicij i kisik su imali veliki afinitet jedan prema drugom, gradeći mreže silicija i kisika u hemijskim spojevima vrlo niske stabilnosti. Pošto su kisik i silicij bili najčešći nemetalni elementi koji nisu bili u gasovitom stanju u ostacima prašine supernova, koja je formirala protoplanetarni disk pri stvaranju i evoluciji Sunčevog sistema, oni su formirali mnoge kompleksne silikate koji su kasnije srasli i spojili se u veće stjenovite planetezimale i planete slične Zemlji. Na taj način, reducirana matrica silikatnih minerala je zarobila metale dovoljno reaktivne da budu oksidirani (aluminij, kalcij, natrij, kalij i magnezij). Nakon gubitka isparljivih gasova, kao i ugljika i sumpora putem reakcije sa vodiko, ova silikatna mješavina elemenata načinila je veći dio Zemljine kore. Ti silikati su imali relativno nisku gustoću u odnosu na željezo, nikl i druge metale koji nisu reaktivni sa kisikom, tako da je rezidij nevezanog željeza i nikla potonuo u jezgro Zemlje, ostavljajući debeli omotač izgrađen uglavnom iz magnezijevih i željeznih silikata. Tim silikatima se smatraju uglavnom silikatni perovksiti, kao i magnezij/željezo oksid feroperiklasi.

Primjeri silikatnih minerala u kori uključuju one u sklopu piroksena, amfibola, tinjaca i grupa feldspara. Ovi minerali se javljaju u glini i raznim vrstama stijena poput granita i pješčara.

Silika sadržana u mineralima se sastoji od veoma čistog silicij-dioksida u različitim kristalnim oblicima, kvarca, ahata ametista, stjenovitih kristala, kalcedona, kremena, jaspisa i opala. Kristali imaju empirijsku formulu silicij dioksida, ali se ne sastoje iz odvojenih molekula silicij-dioksida na način kao kod stvrdnutog ugljik dioksida. Za razliku od njega, silika se strukturalno sastoji od čvrste mreže silicija i kisika u trodimenzionalnim kristalima, slično dijamantu. Manje čisti oblici silike formiraju prirodno staklo opsidijan. Biogena silika se javlja u strukturi diatoma, radiolaria i silikatnih spužvi.

Silicij je jedan od osnovnih sastojaka mnogi meteorita i sastojak je tektita, silikatnog minerala mogućeg porijekla sa Mjeseca ili (ako je zemaljskog porijekla) koji je možda nastao djelovanjem neuobičajene temperature i pritiska, moguće pri udaru meteorita.

Dobijanje

Elementarni silicij se ne legira u značajnim količinama sa drugim elementima, a najčešće se koristi čistoće > 95%, koji se naziva još i metalni silicij. On čini oko 20% ukupne svjetske proizvodnje elementarnog silicija, a manje od 1 do 2% ukupnog elementarnog silicija (5-10% silicija metalurške čistoće) je ikad pročišćeno do višeg stepena čistoće za upotrebu u elektronici. Silicij metalurškog stepena se komercijalno dobija reakcijom vrlo čiste silike i uglja, treseta ili drveta u elektrolučnoj peći koristeći ugljične elektrode. Pri temperaturi preko 1900 °C ugljik u navedenim materijalima i silicij stupaju u hemijsku reakciju SiO₂ + 2 C → Si + 2 CO. Tečni silicij se nakuplja na dnu peći, a kasnije se ispušta i hladi. Silicij dobijen na ovaj način se naziva silicij metalurške čistoće i uglavnom je 98% čist. Koristeći ovu metodu, silicij-karbid (SiC) se također može dobiti ukoliko se doda prevelika količina ugljika. Ta reakcija ide na sljedeći način: SiO₂ + C → SiO + CO ili SiO + 2 C → SiC + CO. Međutim, obično se koncentracija SiO₂ u procesu proizvodnje drži dovoljno visokom, a silicij-karbid se može odstraniti hemijskom reakcijom 2 SiC + SiO₂ → 3 Si + 2 CO.

Kao što je navedeno, "metalni" silicij metalurške čistoće se najčešće koristi u prerađivačkoj industriji aluminija za izradu aluminijsko-silicijskih legura. Ostatak (oko 45%) se koristi u hemijskoj industriji, gdje se najčešće koristi za dobijanje pirogenske silike (sredstvo za zgrušnjavanje), te u proizvodnji drugih složenih hemikalija poput silana i nekih vrsta silikona.

Po podacima iz septembra 2008. godine, silicij metalurške čistoće je na svjetskom tržištu koštao oko 3,20 US$/kg, što je znatno više u odnosu na 2005. godine kada je cijena iznosila 1,70 US$/kg.

Silicij solarnog razreda

Za proizvodnju solarnih ćelija sirovi silicij se mora dalje pročistiti do stepena takozvanog solarnog razreda (Si_sg, solarni silicij). Taj proces se može odvijati pomoću Siemensovog procesa, pri čemu se prvo silicij prevodi u trihlorsilan (silikohloroform) u reaktoru za fluidiziranje pomoću gasovitog hlorovodika na temperaturi od 300–350 °C.

$\mathrm {Si+3\ HCl\longrightarrow H_{2}+HSiCl_{3}}$

Nakon neophodnih koraka destilacije trihlorsilan u prisustvu vodika se termički razlaže pri temperaturi od 1000–1200 °C u suprotnoj reakciji od navedene na potpuno čisti silicij. Pri tome se elementarni silicij veže u vidu duguljastih valjkastih kristala. Istovremeno se iz procesa oslobađa hlorovodik koji se opet vraća u ciklus. Kao sporedni proizvod dobija se silicij-tetrahlorid, koji se vraća nazad u proces i razlaže u trihlorsilan ili se sagorijeva u mlazu kisika daju pirogenu silikatnu kiselinu. Pri klasičnom Siemensovom postupku po kilogramu čistog silicija nastaje 19 kg sporednih proizvoda i nečistoća. Ovaj proces je zbog višestrukih koraka destilacije energetski najzahtjevnija faza proizvodnje solarnih modula.

Alternativni način gornjem postupku kojim se izbjegava upotrebe spojeva hlora predstavlja raspadanje monosilana, koji se također može dobiti iz elemenata a koji se ponovno raspada nakon nekoliko koraka prečišćavanja na zagrijanoj površini ili sprovođenjem kroz reaktor za fluidiziranje.

$\mathrm {SiH_{4}\longrightarrow 2\ H_{2}+Si}$

Tako dobijeni polikristalni silicij (polisilicij) se pogodan za izradu solarnih modula, a čistoća mu obično iznosi preko 99,99%. U solarnoj tehnologiji kao i kod njegove primjene u mikroelektronici najkorisnije su poluprovodničke osobine silicija.

Legiranje

Legura ferosilicij

Ferosilicij, legura željeza i silicija sadrži različite odnose elementarnog silicija i željeza, čini oko 80% ukupne svjetske proizvodnje elementarnog silicija. Vodeći izvoznik i proizvođač je Kina koja godišnje proizvede oko 4,6 miliona tona (ili oko 2/3 svjetske proizvodnje) silicija, najvećim dijelom u obliku ferosilicija. Slijede je Rusija (610.000 t), Norveška (330.000 t), Brazil (240.000 t) i SAD (170.000 t). Ferosilicij se najviše koristi u industriji čelika.

Legure aluminija i silicija (zvane silumin) se mnogo koriste u industriji aluminijevih legura, gdje je silicij pojedinačno najznačajniji dodatak aluminiju za poboljšavanje njegovih osobina lijevanja. Pošto se lijevani aluminij koristi u automobilskoj industriji, ovaj vid upotrebe silicij predstavlja najznačajniji način industrijskog korištenja (oko 55% ukupnog) čistog silicija metalurškog stepena (kao takav pročišćeni silicij se dodaje čistom aluminiju, dok se ferosilicij nikad ne pročišćava prije dodavanja čeliku).

Upotreba

Najveći dio proizvedenog silicija se koristi u industriji bez daljnjeg pročišćavanja do elementarnog stanja i, zapravo, uz relativno malo prerade i obrade od onog oblika silicija koji se već nalazi u prirodi. Preko 90% cjelokupne Zemljine kore je sastavljeno iz silikatnih minerala, koji su većinom spojevi silicija sa kisikom, često i sa metalnim ionima gdje naelektrisani silikatni anioni zahtijevaju katione radi uravnoteženja naboja. Mnogi od ovih spojeva ima direktnu komercijalnu upotrebu, poput gline, silikatnog pijeska i mnogih vrsta građevinskih materijala i kamenja. Zbog toga, veliki je broj način korištenja silicija za građevinske i strukturne materijale, bilo kao silikatni minerali ili kao silika (čvrsti silicij dioksid). Naprimjer, silika je važan sastojak keramičkih cigli i pločica. Silikati se koriste za pravljenje Portland cementa koji se upotrebljava u malteru i vezivom materijalu, ali još značajnija je njegova upotreba u kombinaciji sa silikatnim pijeskom i šljunkom (obično u sastavu silikatnih minerala poput granita). Ovaj materijal se široko koristi kao osnova za beton u vrlo velikim industrijskim građevinskim projektima u cijelom svijetu.

Spojevi silicija imaju i dosta sofisticiranu ulogu i funkciju kao visokotehnološki abraziv i nova vrlo snažna keramika zasnovana na silicij-karbidu. Silicij je također sastojak i nekih superlegura.

Naizmjenični silicij-kisik lanci sa spojenim atomima vodika na preostale veze na siliciju formiraju sveprisutne polimerne materijale zasnovane na siliciju, poznate i kao silikone. Ovi spojevi sadrže silicij-kisik a ponekad i silicij-ugljik veze, imaju sposobnost da djeluju kao vezujući spoj između stakla i organskih spojeva, kao i za formiranje polimera sa brojnim korisnim osobinama poput nepromočivosti (hidrofobni), fleksibilnosti i otpornosti na hemikalije. Silikoni se često koriste za tretiranje predmeta u zaštiti od vode, u sredstvima za oblikovanje, sredstvima za podmazivanje kalupa, mehaničkim zaptivačima, podmazivačima i voskovima za visoke radne temperature i spojeve za zatvaranje pukotina. Silikoni se ponekad koriste i kao vještački umeci za grudi, kontakne leće, za eksplozive i u pirotehnici.

Čisti monokristalni silicij se koristi za proizvodnju silicijskih vafera koji se koriste u industriji poluprovodnika, u elektronici i nekim skupim ali vrlo efikasnim fotoelektričnim uređajima. U pogledu provodljivosti struje, čisti silicij je intrinsički poluprovodnik što znači, za razliku od metala, on provodi elektronske rupe i elektrone koji se mogu otpustiti iz atoma unutar kristala djelovanjem toplote, te se time povećava električna vodljivost silicija povišenjem temperature. Čisti silicij ima isuviše nisku vodljivost (tj. previsok otpor) da bi se mogao koristiti u elektronici kao element u strujnim kolima. U praksi, čisti silicij se dopira malehnim količinama određenih elemenata, procesom kojim se znatno povećavanje njegova vodljivost i podešava njegov električni odgovor kontroliranjem broja i napona aktiviranih nosioca naboja (pozitivnog ili negativnog). Takva kontrola je neophodna za tranzistore, solarne ćelije, poluprovodničke detektore i druge poluprovodničke uređaje, koji se koriste u računarskoj industriji i drugim tehničkim aplikacijama. Naprimjer, u silicijskoj fotonici, silicij se može koristiti kao medij u Ramanovom laseru za kontinuirani val pri dobijanju koherentne svjetlosti, mada on nije efikasan za svakodnevni izvor svjetlosti.

U običnim integrisanim kolima, vafer monokristalnog silicija služi kao mehanička podrška za kola, napravljena dopiranjem i izolirana jedno od drugih tankim slojem silicij-dioksida, izolatora koji se vrlo lahko proizvodi izlažući element kisiku u određenim hemijskim uslovima. Silicij je vremenom postao jedan od najpopularnijih materijala za pravljenje vrlo snažnih poluprovodnika i integrisanih kola. Razlog za to je što je silicij poluprovodnik otporan na izuzetno visoke temperature i električne struje bez promjene u funkciji, otporan na fenomen lavinskog proboja (proces kada se stvara lavina elektrona putem lančanog procesa kada toplota proizvodi slobodne elektrone i rupe, koji dalje stvaraju kumulativni proces i više elektrona koji opet ubrzavaju taj proces). Osim toga, izolatorski oksid silicija nije rastvorljiv u vodi, što mu daje prednost nad germanijem (element sa sličnim osobinama koji se također koristi u poluprovodničkim uređajima) u određenim načinima tehničke proizvodnje.

Spojevi

PDMS, spoj silicija

• Silicij gradi binarne spojeve zvane silicidi sa mnogim metalnim elementima čije osobine se kreću u rasponu od reaktivnih spojeva npr. magnezij-silicid, Mg₂Si do vrlo teško topivih spojeva poput molibden-disilicida, MoSi₂.
• Silicij-karbid, SiC (karborundum) je izuzetno tvrdi spoj visoke tačke topljenja, dobro poznati abraziv. Također se može sinterirati u vrstu vrlo čvrste keramike koju se koristi u tenkovskim oklopima i pancirima.
• Silan, SiH₄ je piroforni gas, slične tetrahedralne strukture kao metan, CH₄. Kada je čist bez primjesa, ne reagira sa destilovanom vodom ili razblaženim kiselinama; međutim u prisustvu i najmanjih bazičnih nečistoća u laboratorijskom posuđu može dovesti do brze hidrolize. Postoji cijeli niz lančanih silikatnih hidrida koji daju homolognu seriju spojeva, Si_nH_2n+2 gdje je n = 2–8 (analogno alkanima). Oni se lahko hidroliziraju i termalno su nestabilni, naročito teži članovi niza.
• Disileni sadrže dvostruku silicij-silicij vezu (analogno alkenima) i općenito su više reaktivni, te da bi se stabilizirali neophodno je uvesti neku veću supstituirajuću grupu. Disilini sa trostrukom silicij-silicij vezom su prvi put izolirani 2004. godine; mada su kao spoj nelinearni, vezivanje dva atoma silicija nije isto kao kod alkina.
• Tetrahalidi, SiX₄ se grade sa svim halogenim elementima. Silicij-tetrahlorid, naprimjer, reagira sa vodom, za razliku od analognog ugljikovog spoja ugljik-tetrahlorida. Silicij-dihalidi se formiraju na visokim temperaturama reakcijom tetrahalida i silicija; sa strukturom poput karbena i sličnim reaktivnim osobinama. Silicij-difluorid se može kondenzirati u obliku polimera, (SiF₂)_n.
• Silicij-dioksid je teško topljiva supstanca koja gradi mnogobrojne kristalne oblike. Jedan od najpoznatijih je mineral kvarc. U kvarcu svaki atom silicija je okružen sa četiri atoma kisika koji ga vežu sa drugim atomima silicija te tako formiraju trodimenzionalnu rešetku. Silika je rastvorljiva u vodi na visokim temperaturama dajući široki spektar spojeva zvanih monosilikatne kiseline, Si(OH)₄.
• U povoljnim uslovima monosilikatne kiseline se lahko polimeriziraju dajući mnogo kompleksnije silikatne kiseline, počev od najjednostavnijeg kondenzata disilikatne kiseline (H₆Si₂O₇) do linearnih, trakastih, slojevitih i rešetkastih struktura koje čine bazu mnogih silikatnih minerala zvanih polisilikatne kiseline {Si_x(OH)_4–2x}_n..
• Silicij-dioksid može reagirati sa oksidima drugih elemenata pri visokim temperaturama dajući razne vrste stakla različitih osobina. Među primjerima poznate su vrste borosilikatnog stakla, olovno-kristalnog stakla i natron-kalk staklo.
• Silicij-sulfid, SiS₂, je polimerna čvrsta supstanca (za razliku od svog ugljičnog analoga ugljik-disulfida (CS₂) koji je tečan na sobnoj temperaturi).
• Silicij gradi i nitride, silicij-nitrid (Si₃N₄) je vrsta tehničke keramike. Silatrani, grupa tricikličnih spojeva koji sadrže peto-koordinirani silicij, mogu imati i fiziološke osobine.
• Poznati su kompleksi mnogih prelaznih metala koji sadrže metal-silicij, uključujući komplekse koji sadrže SiH_nX_3−n ligande, SiX₃ ligande i Si(OR)₃ ligande.
• Silikoni su velika grupa polimernih spojeva koji u svom skeletu imaju Si-O-Si grupu. Primjer ovih spojeva je silikonsko ulje PDMS (polidimetilsiloksan). Ovi polimeri se mogu međusobno vezati dajući smole i elastomere.
• Poznati su mnogi organosilicijski spojevi koji sadrže jednostruku silicij-ugljik vezu. Mnogi od njih su zasnovani na centralnom tetrahedralnom atomu silicija, a neki su optički aktivni gdje postoji centralna hiralnost. Pronađeni su polimeri dugih lanaca sadrže kostur od silicija, poput polidimetilsililena (SiMe₂)_n. Polikarbosilan, [(SiMe₂)₂CH₂]_n sa skeletom koji sadrži ponavljajuću jedinicu -Si-Si-C, je sirovina u proizvodnji silicijsko-karbidnih vlakana.

Vanjski linkovi

• R. Jugdaohsingh (2007). "Silicon and bone health". J Nutr Health Aging. 11 (2): 99–110. PMC 2658806.