Silicio Si - Elemento - Peso atomico 28,06, Numero atomico 14

Silicio - Si presenta grigio scuro con riflessi bluastri

Il silicio è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi che ha come simbolo Si con valenza 2,4,6 e come numero atomico il 14. Un semiconduttore tetravalente, il silicio è meno reattivo del suo analogo chimico, il carbonio. È il secondo elemento per abbondanza nella crosta terrestre dopo l'ossigeno, componendone il 27,7% del peso. Si trova in argilla, feldspato, granito e quarzo, principalmente in forma dibiossido di silicio, silicati e alluminosilicati (composti contenenti silicio, ossigeno e metalli). Il silicio è il componente principale di vetro, cemento, ceramica e silicone.

Nella sua forma cristallina, il silicio ha un colore grigio e una lucidità metallica. Anche se è un elemento relativamente inerte, reagisce con gli alogeni e gli alcali diluiti, ma la maggior parte degli acidi (eccetto l'acido fluoridrico) non lo intaccano.
Il silicio trasmette più del 95% di tutte le lunghezze d'onda della luce infrarossa.
Il silicio è alla base di tutti i silicati, minerali formati da silicio e ossigeno più altri elementi in forma ionica. I silicati sono contenuti nei magmi e, per la struttura tetraedrica della silice, il magma diventa più viscoso, e capace di trattenere maggiori quantità di gas. In base al contenuto di silice si determina l'acidità di un magma e delle rocce dal quale deriva. Se è poco presente il magma si dirà basico.

Quarzo - Località : La Gardette mine, Bourg d'Oisans, Isère France - Size 13 x 13 cm

Il silicio è il principale componente degli aeroliti, che sono una classe di meteoroidi nonché della tectite, che è una forma naturale di vetro.
Calcolando in base al peso, il silicio compone il 27,7% della crosta terrestre e dopo l'ossigeno è il secondo elemento più abbondante sul pianeta. Il silicio elementare non si trova in natura, appare in genere come ossido (ametista, agata, quarzo, rocce cristalline, selce, diaspro, opale) e silicati (granito, amianto,feldspato, argilla, hornblenda, mica e altri).
Il silicio viene preparato commercialmente tramite riscaldamento di silice ad elevato grado di purezza, in una fornace elettrica usando elettrodi di carbonio. A temperature superiori a 1 900 °C, il carbonio riduce la silice in silicio secondo l'equazione chimica

SiO2 + 2C → Si + 2CO

Il silicio liquido si raccoglie in fondo alla fornace, e viene quindi prelevato e raffreddato. Il silicio prodotto tramite questo processo viene chiamato silicio di grado metallurgico (MGS) ed è puro al 98%. Un eccesso di carbonio può portare alla formazione del carburo di silicio

SiO2 + C → SiO + CO

SiO + 2C → SiC + CO

Comunque, se la concentrazione di SiO2 è mantenuta elevata, il carburo di silicio può essere eliminato

2SiO2 + SiC → 3Si + 2CO

Per raggiungere gradi di purezza superiori necessari ad esempio per realizzare dispositivi elettronici a semiconduttore, è necessario praticare un ulteriore purificazione ad esempio con il metodo Siemens. Nel marzo del 2012 il silicio di grado metallurgico costava circa 2,19 €/kg.
Per saperne di più sul Silicio comincia da qui.

Calcio Ca - Elemento chimico

Calcio metallico in atmosfera di Argon

Il calcio è l'elemento chimico di numero atomico 20. Il suo simbolo è Ca. Il calcio è un metallo alcalino terroso, tenero, grigio, usato come agente riducente nell'estrazione mineraria di torio, uranio e zirconio. È il quinto elemento in ordine di abbondanza nella crosta terrestre ed è essenziale per tutta la vita sulla Terra.

Il calcio è il quinto elemento per abbondanza nella crosta terrestre (di cui costituisce il 3%) ed è parte essenziale di foglie, ossa, denti e gusci di conchiglie. A causa della sua reattività chimica con l'acqua, il calcio puro non è reperibile in natura, tranne che in alcuni organismi viventi dove lo ione Ca²⁺ gioca un ruolo chiave nella fisiologia cellulare. Questo elemento metallico si trova in grandi quantità nel calcare, nel gesso e nella fluorite, tutte rocce di cui è un componente fondamentale. L'apatite è fluorofosfato o clorofosfato di calcio. L'elettrolisi del cloruro di calcio fuso (CaCl2) può essere usata per ottenere calcio puro metallico secondo le seguenti reazioni:

catodo: Ca²⁺ + 2e⁻ → Ca

anodo: Cl⁻ → ½ Cl₂ (gas) + e⁻

Per saperne di più inizia da qui: Calcio

Chimica - Tavola Periodica degli Elementi (Interattiva, Scaricabile e stampabile)

Questo è il primo post di una lunga serie (mi auguro) riguardante gli elementi chimici, la loro ricerca e l'uso che ne fa l'uomo. I miei testi spesso, anzi, quasi sempre sono tratti da risorse disponibili su internet. Il mio compito molto spesso è quello di trovare un semplice testo, senza paroloni scientifici e comprensibile da tutti. Non mi reputo uno scienziato ne quanto meno un divulgatore scientifico. Quindi se trovate qualche inesattezza o trovate di meglio non esitate a contattarmi nelle mie pagine facebook o nel gruppo geologia. Grazie per l'attenzione e scusate questa lunga introduzione.

Clicca sull'immagine per ingrandirla

Nella moderna tavola periodica degli elementi, a differenza di quanto previsto nella tavola periodica di Mendeleev, gli elementi chimici sono ordinati in base al numero atomico crescente.

La caratteristica fondamentale di questa tabella è la periodica distribuzione degli elettroni nel livello più esterno. Per esempio, se confrontiamo le configurazioni elettroniche di litio, sodio e potassio, notiamo che tutte quante hanno un solo elettrone nel livello più esterno (sottolivello s). Analogamente, confrontando le configurazioni elettroniche dei gas nobili notiamo che tutte quante terminano nello stesso identico modo (s2p6).

Pertanto, gli elementi della stessa colonna (gruppo) hanno configurazione elettronica esterna simile e ciò comporta la somiglianza delle proprietà chimiche e delle proprietà fisiche di questi elementi.

La periodicità della tavola degli elementi è quindi dovuta alla struttura elettronica più esterna degli elementi. Gli elettroni presenti nell'ultimo livello di energia sono chiamati elettroni di valenza.

Per saperne di più: Chimica on Line
Una bella tavola periodica interattiva si trova a questo link: Tavola periodica

Gallio - Il metallo che fonde in una mano - Contiene Video

Gallio

Il gallio è l'elemento chimico di numero atomico 31. Il suo simbolo è Ga. È un metallo raro, tenero e di colore argenteo. Il gallio è molto fragile a temperatura ambiente e fonde poco al di sopra di essa; può fondere nel calore delle mani di una persona (fondendo si comprime aumentando di densità). Si trova in tracce nella bauxite e in minerali di zinco. L'arseniuro di gallio è un importante semiconduttore usato in molti dispositivi elettronici, soprattutto nei diodi LED.

Il gallio ad elevata purezza ha colore argento e si frattura facilmente, con fratture concoidali come il vetro. Il gallio metallico si espande del 3,1% durante la solidificazione, per cui non dovrebbe mai essere tenuto in contenitori di vetro o di metallo. Inoltre il gallio è corrosivo per i metalli, perché gli atomi di gallio si diffondono nella matrice cristallina metallica, formando leghe fragili.

Il gallio è un metallo liquido a temperatura (30 °C) prossima a quella ambiente quindi si può usare in termometri per alte temperature. È inoltre il metallo che ha il più ampio intervallo di temperatura in fase liquida, e una tensione di vapore molto bassa ad alta temperatura.

Questo metallo ha una forte tendenza a superraffreddarsi, cioè a restare liquido anche al disotto del suo punto di fusione; per questo è necessario mettere dei semi cristallini nella massa di gallio liquido per farla solidificare. La densità del gallio liquido è maggiore del gallio solido, come nel caso dell'acqua; di solito per i metalli si ha l'opposto. Il gallio ad alta purezza viene lentamente attaccato dagli acidi inorganici.

Il gallio non cristallizza in nessuna delle strutture cristalline semplici: la fase stabile in condizioni normali è quella ortorombica con 8 atomi per cella cristallina. Ogni atomo ha un solo vicino più prossimo, a 2,44 Å, e altri sei atomi vicini nel raggio di 2,83 Å. Esistono molte altre fasi stabili e metastabili del gallio in varie condizioni di temperatura e pressione. Il legame chimico fra gli atomi più vicini del cristallo di gallio è di tipo covalente, per cui il dimero Ga2 è considerato il costituente principale del cristallo.

Chimica - Tavola Periodica degli Elementi (Interattiva, Scaricabile e stampabile)

Questo è il primo post di una lunga serie (mi auguro) riguardante gli elementi chimici, la loro ricerca e l'uso che ne fa l'uomo. I miei testi spesso, anzi, quasi sempre sono tratti da risorse disponibili su internet. Il mio compito molto spesso è quello di trovare un semplice testo, senza paroloni scientifici e comprensibile da tutti. Non mi reputo uno scienziato ne quanto meno un divulgatore scientifico. Quindi se trovate qualche inesattezza o trovate di meglio non esitate a contattarmi nelle mie pagine facebook o nel gruppo geologia. Grazie per l'attenzione e scusate questa lunga introduzione.

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Nella moderna tavola periodica degli elementi, a differenza di quanto previsto nella tavola periodica di Mendeleev, gli elementi chimici sono ordinati in base alnumero atomico crescente.

La caratteristica fondamentale di questa tabella è la periodica distribuzione degli elettroni nel livello più esterno. Per esempio, se confrontiamo le configurazioni elettroniche di litio, sodio e potassio, notiamo che tutte quante hanno un solo elettrone nel livello più esterno (sottolivello s). Analogamente, confrontando le configurazioni elettroniche dei gas nobili notiamo che tutte quante terminano nello stesso identico modo (s2p6).

Pertanto, gli elementi della stessa colonna (gruppo) hanno configurazione elettronica esterna simile e ciò comporta la somiglianza delle proprietà chimiche e delle proprietà fisiche di questi elementi.

La periodicità della tavola degli elementi è quindi dovuta alla struttura elettronica più esterna degli elementi. Gli elettroni presenti nell'ultimo livello di energia sono chiamati elettroni di valenza.

Per saperne di più: Chimica on Line
Una bella tavola periodica interattiva si trova a questo link: Tavola periodica

Silicio Si

Silicio - Si presenta grigio scuro con riflessi bluastri

Il silicio è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi che ha come simbolo Si con valenza 2,4,6 e come numero atomico il 14. Un semiconduttore tetravalente, il silicio è meno reattivo del suo analogo chimico, il carbonio. È il secondo elemento per abbondanza nella crosta terrestre dopo l'ossigeno, componendone il 27,7% del peso. Si trova nelle argille, feldspato, granito e quarzo, principalmente in forma dibiossido di silicio, silicati e alluminosilicati (composti contenenti silicio, ossigeno e metalli). Il silicio è il componente principale di vetro, cemento, ceramica e silicone.

Nella sua forma cristallina, il silicio ha un colore grigio e una lucidità metallica. Anche se è un elemento relativamente inerte, reagisce con gli alogeni e gli alcali diluiti, ma la maggior parte degli acidi (eccetto l'acido fluoridrico) non lo intaccano.
Il silicio trasmette più del 95% di tutte le lunghezze d'onda della luce infrarossa.
Il silicio è alla base di tutti i silicati, minerali formati da silicio e ossigeno più altri elementi in forma ionica. I silicati sono contenuti nei magmi e, per la struttura tetraedrica della silice, il magma diventa più viscoso, e capace di trattenere maggiori quantità di gas. In base al contenuto di silice si determina l'acidità di un magma e delle rocce dal quale deriva. Se è poco presente il magma si dirà basico.

Quarzo - Località : La Gardette mine, Bourg d'Oisans, Isère France - Size 13 x 13 cm

Il silicio è il principale componente degli aeroliti, che sono una classe di meteoroidi nonché della tectite, che è una forma naturale di vetro.
Calcolando in base al peso, il silicio compone il 27,7% della crosta terrestre e dopo l'ossigeno è il secondo elemento più abbondante sul pianeta. Il silicio elementare non si trova in natura, appare in genere come ossido (ametista, agata, quarzo, rocce cristalline, selce, diaspro, opale) e silicati (granito, amianto,feldspato, argilla, hornblenda, mica e altri).
Il silicio viene preparato commercialmente tramite riscaldamento di silice ad elevato grado di purezza, in una fornace elettrica usando elettrodi di carbonio. A temperature superiori a 1900 °C, il carbonio riduce la silice in silicio secondo l'equazione chimica

SiO2 + 2C → Si + 2CO

Il silicio liquido si raccoglie in fondo alla fornace, e viene quindi prelevato e raffreddato. Il silicio prodotto tramite questo processo viene chiamato silicio di grado metallurgico (MGS) ed è puro al 98%. Un eccesso di carbonio può portare alla formazione del carburo di silicio

SiO2 + C → SiO + CO

SiO + 2C → SiC + CO

Comunque, se la concentrazione di SiO2 è mantenuta elevata, il carburo di silicio può essere eliminato

2SiO2 + SiC → 3Si + 2CO

Per raggiungere gradi di purezza superiori necessari ad esempio per realizzare dispositivi elettronici a semiconduttore, è necessario praticare un ulteriore purificazione ad esempio con il metodo Siemens. Nel marzo del 2012 il silicio di grado metallurgico costava circa 2,19 €/kg.
Per saperne di più sul Silicio comincia da qui.

Calcio Ca

Calcio metallico in atmosfera di Argon

Il calcio è l'elemento chimico di numero atomico 20. Il suo simbolo è Ca. Il calcio è un metallo alcalino terroso, tenero, grigio, usato come agente riducente nell'estrazione mineraria di torio, uranio e zirconio. È il quinto elemento in ordine di abbondanza nella crosta terrestre ed è essenziale per tutta la vita sulla Terra.

Il calcio è il quinto elemento per abbondanza nella crosta terrestre (di cui costituisce il 3%) ed è parte essenziale di foglie, ossa, denti e gusci di conchiglie. A causa della sua reattività chimica con l'acqua, il calcio puro non è reperibile in natura, tranne che in alcuni organismi viventi dove lo ione Ca²⁺ gioca un ruolo chiave nella fisiologia cellulare. Questo elemento metallico si trova in grandi quantità nel calcare, nel gesso e nella fluorite, tutte rocce di cui è un componente fondamentale. L'apatite è fluorofosfato o clorofosfato di calcio. L'elettrolisi del cloruro di calcio fuso (CaCl2) può essere usata per ottenere calcio puro metallico secondo le seguenti reazioni:

catodo: Ca²⁺ + 2e⁻ → Ca

anodo: Cl⁻ → ½ Cl₂ (gas) + e⁻

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Chimica - Acids and Alkalis - The pH Scale - Tavola da scaricare

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Acids and Alkalis - The pH Scale - Tavola da scaricare

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Legge di Boyle - Legge Isoterma - Gas Perfetti - Contiene Video

I gas come i liquidi sono forme fluide della materia che hanno la tendenza a riempire qualsiasi recipiente. Vi è una bassa forza di coesione delle particelle che non sono unite le une alle altre, ma si muovono liberamente in tutto lo spazio disponibile.

Per poter definire con esattezza un gas dobbiamo indicare contemporaneamente il volume (V), che viene indicato in metri cubi, la pressione (P) indicata in Pa (pascal) 1 pascal = 1 Newton diviso 1 metro quadro, il cui valore è dato dal rapporto tra forza e superficie P = F/S, e temperatura indicata con T per la scala Kelvin o t per i gradi centigradi.

Queste grandezze sono connesse tra loro da relazioni matematiche, le leggi dei gas. In tutti i gas a pressioni non molto elevate, le molecole sono libere le une dalle altre, infatti sono molto sensibili alle variazioni di temperatura, pressione e volume.

Il comportamento appena descritto si può spiegare facendo riferimento alla teoria cinetico-molecolare che utilizza il modello di gas ideale o perfetto, le cui particelle presentano precise caratteristiche. Queste cioè devono essere:
puntiformi, quindi avere un volume trascurabile rispetto a quello occupato da tutto il gas,
capaci di non attrarsi reciprocamente perché distanti tra loro,
capaci di movimento caotico spostandosi in tutte le direzioni, entrando in collisione elastica con le altre particelle del gas e con le pareti del contenitore senza disperdere energia, 

Un simile modello di gas descrive il comportamento anche dei gas reali, quando questi si trovano a temperatura superiore a quella di liquefazione e risultano rarefatti.

Legge di Boyle (legge isoterma)

Questa legge risulta valida per i gas a comportamento ideale e a temperatura costante.
Robert Boyle (1662) dimostrò che il volume occupato da un gas è inversamente proporzionale alla pressione cui è sottoposto, se la temperatura è costante.

Rappresentazione grafica della legge di Boyle a varie temperature

La legge si esprime così:

P x V = Kostante   se t = costante

Animazione che spiega la legge di Boyle

Questa legge si può verificare sperimentalmente usando un cilindro munito di un pistone mobile, nel quale è contenuto il gas. Vedi animazione e video sopra. Il pistone permette di variare il volume: se il pistone scende lungo il cilindro il volume diminuisce e la pressione del gas aumenta. Dimezzando o riducendo ad un terzo il volume del gas la pressione di questo raddoppia o triplica.
Riportando in un diagramma i valori di pressione e volume si otterrà una curva che è caratteristica della proporzionalità inversa.