Compuestos De Silicio

4-COMPUESTOS DE SILICIO
INTRODUCCIÓN
El silicio es el segundo elemento más abundante de la corteza terrestre después del oxígeno. Los compuestos de silicio y oxígeno constituyen la mayor parte de la arena, las rocas y el suelo. Entre los minerales que contienen silicio tenemos el cuarzo, el feldespato, la mica, los anfíboles y los piroxenos.
El compuesto más importante del silicioes la sílice, el dióxido de silicio. Se encuentra en la naturaleza en dos formas: una cristalina, denominada cuarzo, y otra no cristalina, denominada sílex. La estructura del cuarzo está basada en la unidad estructural tetraédrica SiO4. Estas unidades están interconectadas a través de átomos de oxígeno para formar una estructura tridimensional.
El gel de sílice es una forma amorfa dedióxido de silicio que se obtiene al tratar una disolución acuosa de silicato sódico con un ácido. Después de una deshidratación cuidadosa, el gel de sílice se emplea como agente desecante. Tiene una estructura abierta en la que penetra el agua y queda atrapada. El gel de sílice también se emplea como fase estacionaria en cromatografía y como catalizador heterogéneo.
Existe una amplia familia desilicatos con estructuras muy variadas. La unidad estructural básica es el tetraedro SiO4. Estas unidades pueden encontrarse aisladas (olivino, (Mg, Fe)2SiO4) o formando ciclos (berilo, Be3Al2Si6O18), cadenas (diópsido, CaMgSi2O6) o capas (talco, Mg3(OH)2Si4O10). El 95% de la corteza terrestre y la parte superior del manto son silicatos, y son constituyentes mayoritarios de las rocas ígneas y,también, son constituyentes importantes de las rocas sedimentarias y metamórficas, así como de muestras lunares, meteoritos y muchos asteroides. Además, las sondas planetarias han detectado su presencia en las superficies de Mercurio, Venus y Marte.
Los aluminosilicatos son compuestos en los que existen tetraedros SiO4 y AlO4. Entre ellos tenemos las zeolitas, un amplio grupo de compuestosnaturales y sintéticos. Como las diferentes zeolitas presentan canales de tamaños distintos, pueden entrar moléculas de diferente volumen en ellos. Ésta es la base del uso de las zeolitas como catalizadores en muchos procesos industriales. Así, la zeolita ZSM-5 se emplea como catalizador en la alquilación del benceno o en la isomerización de xileno. Otra propiedad importante de las zeolitas estárelacionada con los grupos OH adyacentes a los centros aluminio. Son fuertemente ácidos, y los protones pueden ser reemplazados por distintos cationes. Por eso las zeolitas pueden emplearse en procesos de intercambio iónico, y han encontrado un amplio uso en distintas aplicaciones, como en purificación de agua o como componente de detergentes. En el laboratorio, las zeolitas se emplean como tamicesmoleculares para retener moléculas de agua.
La sílice produce una de las sustancias más útiles y bellas de la tierra. Cuando la sílice, en forma de arena, se mezcla con carbonato de sodio y carbonato de calcio, y la mezcla se funde, se obtiene el vidrio. Hay más de mil tipos distintos de vidrio, que sirven para distintos propósitos, y que contienen distintos compuestos químicos, pero lasílice es el ingrediente básico en la mayoría de ellos. El vidrio es transparente, lo que hace posible su aplicación en la fabricación de ventanas, gafas, lentes ópticas de telescopios y microscopios etc. El vidrio es también muy poco reactivo y resistente a la acción de muchos compuestos químicos, lo que hace que sea un material excelente para contener alimentos y bebidas. El pyrex es un tipo devidrio obtenido por adición de boro a una mezcla de sílice, carbonato sódico y carbonato cálcico. El vidrio pyrex no se expande ni se contrae mucho con las variaciones de temperatura, a diferencia del vidrio ordinario. Se emplea para fabricar material de vidrio para el laboratorio.
Las cerámicas son otro tipo de compuestos importantes basados en el silicio. Como el vidrio, las cerámicas se...