Silicio
El silicio es un elemento químico de símbolo Si y número atómico 14. Es un metaloide tetravalente y semiconductor. Es menos reactivo que su análogo químico, el carbono. Es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre, con un 25,7 %. Solo existe combinado en la naturaleza.
Identidad
- Masa atómica
- [28.084, 28.086] u
- Categoría
- Metaloides
- Grupo
- 14
- Periodo
- 3
- Bloque
- p
- Estado(s) de oxidación
- −4, +2, +4
- Fase (25 °C)
- Sólido
- Apariencia
- cristalino, reflectante con caras azuladas
Estructura electrónica
- Configuración
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2
- Configuración abreviada
- [Ne] 3s2 3p2
- Electrones por capa
- 2, 8, 4
- Electronegatividad (Pauling)
- 1.90
- Afinidad electrónica
- 134 kJ/mol
- 1.ª energía de ionización
- 787 kJ/mol
- Energías de ionización
- 787 · 1577 · 3232 · 4356 · 16091… kJ/mol
Propiedades físicas
- Punto de fusión
- 1413.8 °C (1687 K)
- Punto de ebullición
- 3264.8 °C (3538 K)
- Densidad
- 2.329 g/cm³
- Calor molar
- 19.8 J/(mol·K)
Comportamiento químico del silicio
El silicio tiene cuatro electrones de valencia ([Ne] 3s² 3p²) y es el metaloide arquetípico: semiconductor, ni metal ni no metal. Actúa casi siempre como +4 en redes covalentes tetraédricas gigantescas (sílice, silicatos, siliconas), y como −4 solo frente a metales muy electropositivos (siliciuros). Su electronegatividad intermedia (1,90) le permite enlazarse consigo mismo en cadenas discretas, pero su gloria es la red cristalina: el silicio ultrapuro es la base de toda la electrónica.
Reactividad
Si + 2 Cl₂ → SiCl₄
Con los halógenos reacciona al calentar dando tetrahaluros volátiles. El tetracloruro de silicio es la materia prima para purificar el silicio electrónico por destilación.
Si + O₂ → SiO₂
Arde en oxígeno formando dióxido de silicio, una red tridimensional extraordinariamente estable. Esta afinidad por el oxígeno explica que nunca aparezca nativo y que la arena sea su forma natural.
Si + 2 NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2 H₂
Las bases concentradas lo disuelven liberando hidrógeno y dando silicatos solubles (vidrio soluble). Es el ataque químico que graba los chips en la industria de semiconductores.
3 SiO₂ + 2 Al → 3 Si + 2 Al₂O₃
La aluminotermia arranca el oxígeno a la sílice para obtener silicio metalúrgico. El silicio electrónico exige después purificación por zonas hasta purezas de nueve nueves.
Compuestos destacados
| Compuesto | Fórmula | Uso o importancia |
|---|---|---|
| Dióxido de silicio (sílice) | SiO₂ | Arena, vidrio, cuarzo y fibra óptica |
| Siliconas | (R₂SiO)ₙ | Sellantes, prótesis, cosmética y lubricantes |
| Carburo de silicio | SiC | Abrasivos y electrónica de potencia |
| Tetracloruro de silicio | SiCl₄ | Purificación del silicio electrónico |
| Silicato sódico | Na₂SiO₃ | Vidrio soluble, detergentes y adhesivos |
Representación de la distribución electrónica por niveles
Ver en el constructor de átomosIsótopos
El silicio natural mezcla tres isótopos estables: silicio-28 (²⁸Si, ~92,2 %), silicio-29 (~4,7 %) y silicio-30 (~3,1 %), todos con catorce protones. La masa atómica se calibró con esferas de ²⁸Si ultrapuro para redefinir el kilogramo en 2019.
Presencia y obtención
Es el segundo elemento de la corteza (~28 %), tras el oxígeno: arena, cuarzo, arcillas y todas las rocas silicatadas. Nunca aparece nativo por su afinidad con el oxígeno. Se obtiene por reducción de cuarzo puro con coque en horno eléctrico, y se ultrapurifica por el proceso Siemens para la electrónica.
Historia y origen del nombre
Berzelius lo aisló impuro en 1824 reduciendo fluorosilicato potásico, y Deville obtuvo la forma cristalina en 1854. Toma el nombre del latín silex (pedernal). Durante un siglo fue simple material de vidrio y cerámica, hasta que el transistor (1947) y el chip lo convirtieron en el elemento de la era digital.
Aplicaciones y relevancia del silicio
Usos del elemento
El silicio ultrapuro forma obleas de chips, células solares y sensores: cada móvil lleva gramos de cristal perfecto. El metalúrgico endurece aleaciones de aluminio para motores y llantas.
Usos de sus compuestos
La sílice hace vidrio, fibra óptica y cemento; las siliconas sellan baños, moldean prótesis y alisan el pelo; el carburo corta y gestiona la potencia de los coches eléctricos. Vivimos sobre silicio y hablamos a través de él.
Salud, seguridad y medio ambiente
Papel biológico
Las plantas lo usan para rigidizar tallos (el arroz acumula hasta el 10 %) y los humanos lo necesitamos en trazas para huesos y colágeno. El polvo de sílice cristalina inhalado, en cambio, causa silicosis, una fibrosis pulmonar grave e irreversible.
Seguridad
El polvo fino de silicio es combustible y puede explotar en suspensión; la sílice cristalina en canteras y obras exige mascarillas y extracción. Las siliconas médicas, en cambio, son inertes y biocompatibles.
Medio ambiente
Abundantísimo y no tóxico como material, pero fabricar un kilo de silicio solar consume mucha energía y genera tetracloruro residual. El reciclaje de paneles y chips empieza a cerrar el círculo de la era digital.
Preguntas frecuentes sobre el Silicio
¿Por qué el silicio es el rey de los chips?
Porque es semiconductor: conduce a medias y su conductividad se dosifica con impurezas mínimas (dopado), lo que permite esculpir millones de interruptores en un milímetro. Además forma un óxido perfecto (SiO₂) que aísla, abunda en la arena y aguanta el calor. El germanio, su primo, se usó primero pero no tiene óxido útil. Sin esa combinación irrepetible no habría era digital.
¿De verdad los chips se hacen con arena?
Sí, pero con un refinado extremo: la arena (cuarzo) se reduce a silicio metalúrgico, se destila como triclorosilano, se deposita ultrapuro y se crece en monocristales que se cortan en obleas espejo. La pureza exigida es de nueve nueves: un átomo extraño por cada mil millones. De la playa al procesador hay meses de química y física. La arena vale céntimos; la perfección cristalina, miles de euros.
¿Por qué la fibra óptica es de vidrio?
Porque la sílice ultrapura es el material más transparente conocido: un kilómetro de fibra moderna pierde menos luz que una ventana de un metro. Los pulsos láser viajan por su interior rebotando sin escapar. Cada hilo, fino como un pelo, lleva miles de llamadas y películas. Sin SiO₂ purísimo no habría internet físico: los océanos están cosidos con vidrio de arena.
¿Qué pasa con los paneles solares al final de su vida?
Duran 25–30 años y ya empieza la oleada de jubilados: contienen vidrio, aluminio y silicio recuperables, además de trazas de plomo y plata. Reciclarlos cuesta hoy más que enterrarlos, pero la UE obliga a recogerlos y las nuevas plantas ya recuperan el 95 % del vidrio y del silicio. La energía más limpia también debe cerrar su círculo material completo.
¿El silicio y la silicona son lo mismo?
No: el silicio es el elemento cristalino de los chips; las siliconas son polímeros que lo combinan con oxígeno y carbono, blandos y flexibles. Confundirlos es como confundir el carbono del diamante con el plástico. Una es electrónica de precisión, la otra sellantes, prótesis y cosmética. Ambas nacen de la arena, pero toman caminos opuestos: dureza cristalina frente a elasticidad.
¿Qué es la silicosis y quién la padece?
Una fibrosis pulmonar incurable causada por respirar polvo de sílice cristalina durante años: mineros, canteros, arenadores y albañiles sin protección. Las partículas cicatrizan el pulmón hasta asfixiar. Es una de las enfermedades laborales más antiguas y aún mata miles al año donde no hay mascarillas ni agua de corte. Prevenirla cuesta céntimos; curarla es imposible. El polvo de la piedra es el enemigo invisible.
¿El silicio podrá sustituir al carbono en la vida?
No en la práctica: aunque es su primo de grupo, sus enlaces consigo mismo son más débiles y su óxido es una roca sólida, no un gas expulsable como el CO₂. La vida necesita cadenas estables y residuos volátiles, justo lo que el carbono ofrece y el silicio niega. Los «alienígenas de silicio» quedan para la ciencia ficción. La bioquímica eligió bien: el carbono es insustituible.
Principales fuentes consultadas: PubChem, Royal Society of Chemistry, NIST, IUPAC. Última revisión: noviembre de 2026.