silicium

	silicium

Groupe	Configuration électronique (état fondamental)
14 ou IVa	(K)2(L)8(M)4 ou [Ne] 3s2 3p2

Le silicium constitue près de 28% de l’écorce terrestre. Il est l’élément le plus répandu après l’oxygène. Il n’existe jamais à l’état natif mais se présente sous forme de silice ou de silicates complexes. Environ 40% des minéraux courants contiennent du silicium. Le quartz, les variétés de quartz (comme l’onyx, le silex et le jaspe) sont des cristaux de silice naturels. Le dioxyde de silicium est le principal constituant du sable. Les silicates (comme les silicates d’aluminium, de calcium et de magnésium) sont les principaux constituants des argiles, des sols, des roches et des pierres semi-précieuses comme le grenat, la topaze et la tourmaline.

Isotopes naturels

symbole	abondance (%)
28Si	92,23
29Si	4,67
30Si	3,10

Propriétés microscopiques

masse atomique (en g.mol-1)	rayon atomique (en pm)	électronégativité (Pauling)
28,085 50	146	1,90

Le corps pur

Historique

C’est en 1823 que le silicium fut séparé de ses composés par le chimiste suédois Jöns Jackob BERZELIUS, mais dès 1787, Antoine Laurent de LAVOISIER en avait soupçonné l'existence. L'origine du nom silicium vient du mot latin "silicis" signifiant "silex".

Propriétés physiques (CNTP)

masse volumique (en kg.m-3)	2330
température de fusion	1415 °C ou 1688 K
température d'ébullition	2355 °C ou 2628 K
vitesse du son (en m.s-1)	2200

Elaboration

Le silicium est obtenu par réduction du dioxyde de silicium par le coke au four électrique : SiO2 + 2C ==> Si + 2CO mais il contient encore 2 à 5% d’impuretés. Afin d'obtenir du silicium de la qualité utilisable en électronique, on met en œuvre une technologie beaucoup plus compliquée (voir l’article de Guy Jacob « Le cristal de silicium, matériau de base pour l’électronique » dans l'Echo des recherches, numéro 114). Utilisations Industrie des semi-conducteurs ·         Après découpage du lingot, les galettes obtenues (wafer) sont utilisées pour réaliser des transistors, des microprocesseurs, des circuits mémoires, etc... Industrie du carborundum ·         On chauffe au four électrique du sable et du coke ; on obtient un composé appelé carborundum de formule brute SiC   SiO2 + 3C ==> SiC + 2CO qui est utilisé pour la réalisation de matériaux abrasifs (meules, papiers abrasifs, dallages) ou comme revêtement réfractaire des fours. Industrie des verres Un verre est un composé à base de dioxyde de silicium et de divers silicates obtenus par cuisson. La composition s’exprime approximativement par Na2O,CaO,6SiO2 ·         Verres à vitre, verres pour bouteille ·         Verres "cristal" par addition de plomb ·         Verre de silice pure ou verre de quartz pour les utilisations à températures élevées (vaisselle de laboratoire, ampoules pour lampes à mercure en recherche scientifique ou pour appareils cinématographiques) ·         Verre transparent aux radiations infrarouge ·         Utilisation pour des faiseaux laser dont la radiation a une longueur d'onde de 456 nm Industrie des céramiques (substances réfractaires) ·         Bâtiment ·         Garnissage des fours métallurgiques ·         Faïence, porcelaine d’usage domestique ·         Electronique : condensateurs Industrie automobile : bougie d'allumage Ciments Le ciment ordinaire est obtenu par calcination d’un mélange d’argile (dont le kaolin, silicate de formule : Al2O3, 2SiO2, 2H2O , en est le composant principal). Un mortier de ciment est obtenu par mélange de sable, d’eau et de ciment. Utilisations diverses ·         Insecticides (Na2SiF6) Elastomères pour imperméabiliser les façades Joints hydrofuges en maçonnerie (joint "silicone")   Précautions d'emploi L'amiante est un silicate de formule CaO, 3MgO, 4SiO2 . Les maladies (abestose) provoquées par son utilisation sans précautions ont entraîné son interdiction totale. Le désamiantage des bâtiments est une opération longue, coûteuse et dangereuse pour les salariés de ce secteur d'activité.  Bibliographie Livres Glinka,N. Chimie générale, tome II, Editions Mir Cédéroms ou supports numériques «Silicium». Axis : L'encyclopédie Multimédia Hachette (1993). [Cd-Rom]. Version 1.00.07 © LE LIVRE DE PARIS - HACHETTE 1993 «Silicium». Encyclopédie Microsoft Encarta 98 (1997). [Cd-Rom]. © Microsoft Corporation 1997 Internet Société française de Chimie. Données industrielles, économiques, géographiques sur les produits chimiques. (Page consultée le 2 février 1998), Silicium, [En ligne]. Adresse URL : http://www.sfc.fr/Vignes/Vig3_si.htm © 1997 Lycée Montesquieu - 95220 HERBLAY (France), Les briques de l'Univers ® Mise à jour : 30/10/1998