Le silicium (Si) est un élément chimique ayant le numéro atomique 14. C'est un semi-métal et il appartient au groupe 14 du tableau périodique. Le silicium est le deuxième élément le plus abondant dans la croûte terrestre et il est fondamental tant pour la technologie que pour la géologie.
1. Introduction au silicium
Le silicium possède 14 protons, généralement 14 neutrons et 14 électrons. Il ne se trouve pas à l'état libre dans la nature, mais existe en abondance sous forme de silicates et de quartz. Il joue un rôle clé dans la fabrication de composants électroniques et de verre ainsi que dans les processus biologiques et géologiques.
2. Propriétés physiques et chimiques
Le silicium est un semi-métal grisâtre et brillant, qui est cassant et possède une structure cristalline. Il se comporte comme un isolant à basse température, mais comme un semi-conducteur à des températures plus élevées – ce qui le rend idéal pour l'électronique.
- Point de fusion : 1 414 °C
- Point d'ébullition : 3 265 °C
- Semi-conducteur – la conductivité électrique peut être contrôlée
Chimiquement, le silicium est relativement stable, mais il peut réagir avec les halogènes et les bases fortes.
3. Isotopes du silicium
Le silicium naturel se compose de trois isotopes stables :
- Silicium-28 (²⁸Si) : env. 92,2 %
- Silicium-29 (²⁹Si) : env. 4,7 %
- Silicium-30 (³⁰Si) : env. 3,1 %
Tous les isotopes sont stables et sont utilisés dans la recherche et l'analyse avancée des matériaux.
4. Applications industrielles
Le silicium est l'un des éléments les plus utilisés dans la technologie et l'industrie modernes :
| Utilisation | Description |
| Électronique et panneaux solaires | Utilisé dans les puces semi-conductrices, les transistors et les panneaux solaires en raison de sa conductivité contrôlable. |
| Matériaux de construction | Présent dans le ciment, le béton et le verre sous forme de dioxyde de silicium (SiO₂). |
| Céramique et optique | Entre dans la composition de matériaux résistants à la chaleur et optiques comme le verre de quartz et de silicate. |
| Alliages | Le silicium est ajouté aux alliages d'aluminium pour améliorer les propriétés de moulage. |
5. Importance biologique et occurrence
Le silicium se trouve dans la croûte terrestre sous forme de silicates et de quartz et représente environ 27 % de sa masse. Il n'est pas essentiel pour l'homme, mais joue un certain rôle dans les tissus conjonctifs et les os. Chez les plantes et certains organismes marins (diatomées), le silicium intervient dans la construction des parois cellulaires et des structures squelettiques.
