Πυρίτιο: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Το '''πυρίτιο''' ([[λατινική γλώσσα|λατινικά]] ''silicium ''και [[Αγγλική γλώσσα|αγγλικά]]: ''silicon'') είναι το [[Χημικά στοιχεία|χημικό στοιχείο]] με χημικό σύμβολο '''Si''', [[ατομικός αριθμός|ατομικό αριθμό]] [[14 (αριθμός)|14]] και [[ατομική μάζα]] 28,0855 [[amu]]. Είναι [[Χημικό σθένος|τετρασθενές]] [[μεταλλοειδή|μεταλλοειδές]], που ανήκει στην [[Ομάδα περιοδικού πίνακα|ομάδα]] 14 (πρώην IV_A) του [[περιοδικός πίνακας|περιοδικού πίνακα]] μαζί με τον [[άνθρακας|άνθρακα]], το [[γερμάνιο]], τον [[Κασσίτερος|κασσίτερο]] και το [[Μόλυβδος|μόλυβδο]]. Αυτό σημαίνει ότι έχει [[4 (αριθμός)|τέσσερα (4)]] [[ηλεκτρόνιο|ηλεκτρόνια]] στην εξωτερική του στιβάδα και [[Ηλεκτραρνητικότητα|ηλεκτροθετικότερο]] από τον άνθρακα. Είναι λιγότερο δραστικό από τον άνθρακα (C), το [[αμέταλλα|αμέταλλο]] που βρίσκεται ακριβώς πάνω από το πυρίτιο στον περιοδικό πίνακα, αλλά πιο δραστικό από το γερμάνιο (Ge), το μεταλλοειδές που βρίσκεται ακριβώς κάτω από το πυρίτιο στον περιοδικό πίνακα. Η αμφισβήτισηαμφισβήτηση γύρω από τη φύση του πυριτίου χρονολογείται από την ανακάλυψή του. Παράχθηκε και χαρακτηρίστηκε για πρώτη φορά σε καθαρή μορφή το [[1823]]. Το [[1808]] του δόθηκε το λατινικό του όνομα ''silicium'', που προέρχεται από τη λατινική λέξη ''silex'', που στα ελληνικά μεταφράζεται ως '' ''«πυρόλιθος», και την κατάληξη -''ium'', που υπονοεί [[μέταλλο]]. Η ονομασία αυτή παραμένει σε χρήση σε αρκετές γλώσσες. Η αγγλόφωνη ονομασία (''silicon'') προτάθηκε και υιοθετήθηκε το [[1817]], για να εναρμονισθεί η ονομασία του στοιχείου με τις αντίστοιχες ονομασίες του άνθρακα (''carbon'' στα αγγλικά) και του ''βορίου ''(B, ''boron'' στα αγγλικά).

Το πυρίτιο και οι ενώσεις του έχουν πολλές [[βιομηχανία|βιομηχανικές]] χρήσεις. Το περισσότερο πυρίτιο χρησιμοποιείται εμπορικά χωρίς να διαχωριστεί και συχνά με λίγη επεξεργασία των ενώσεών του που λαμβάνονται από τη φύση. Αυτό περιλαμβάνει την απευθείας χρήση πυριτιούχων ενώσεων με τη μορφή [[Πηλός|πηλού]], [[άμμος|άμμου]] και [[πέτρωμα|πετρωμάτων]]. Τα πυριτικά άλατα χρησιμοποιούνται (συνήθως) για την παραγωγή [[τσιμέντο]]υ και [[στόκος|στόκου]], και όταν συνδυάζεται με άμμο και χαλίκια, παράγεται [[μπετόν]]. Πυριτικά άλατα παράγουν επίσης λευκά κεραμεικάκεραμικά, όπως η [[πορσελάνη]], και συνδυασμός άμμου, [[σόδα]]ς ή και [[ασβέστης|ασβέστη]] παράγει διάφορα παραδοσιακά είδη [[γυαλί|γυαλιού]]. Πιο σύγχρονες πυριτιούχες ενώσεςενώσεις, όπως το [[καρβίδιο του πυριτίου]] (SiC) παράγουν λειαντικά και υψηλής αντοχής [[Κεραμικό υλικό|κεραμικά]]. Ακόμη, το πυρίτιο είναι η βάση διαφόρων συνθετικών [[πολυμερές|πολυμερών]], όπως οι [[σιλικόνη|σιλικόνες]], που είναι μια τάξη πολυμερών που περιέχουν πυρίτιο, άνθρακα, οξυγόνο και υδρογόνο (με γενικό τύπο [R₂SiO]_n, όπου τα R δεν είναι αναγκαστικά τα ίδια και είναι μονοσθενής [[οργανική ένωση|οργανική]] [[χημική ρίζα|ρίζα]], και όχι αποκλειστικά [[αλκάνια|αλκύλιο]]).

Το ίδιο το στοιχειακό πυρίτιο έχει επίσης τεράστια σημασία για τη σύγχρονη παγκόσμια [[οικονομία]]. Το περισσότερο στοιχειακό πυρίτιο χρησιμοποιείται στην κατεργασία του [[χάλυβας|χάλυβα]], στη «βαφή» [[αλουμίνιο|αλουμινίου]] και σημαντικές χημικές βιομηχανίες χρησιμοποιούν χημικά πολύ καθαρό πυρίτιο για την παραγωγή [[ημιαγωγός|ημιαγωγών]] για [[ηλεκτρονική|ηλεκτρονικές]] συσκευές. Το πυρίτιο είναι κύριο συστατικό των περισσότερων [[ημιαγωγός|ημιαγωγικών]] συστημάτων. Οι [[Ημιαγωγός|ημιαγωγικές]] ιδιότητες των ημιαγωγών πυριτίου παραμένουν σε υψηλότερες [[θερμοκρασία|θερμοκρασίες]] σε σύγκριση με των αντίστοιχων του γερμανίου. Ακόμη, το φυσικό του οξείδιο (SiO₂) είναι πιο εύχρηστο και έτσι σχηματίζεται καλύτερο ζεύγος ημιαγωγών - διηλεκτρικών, σε σχέση με κάθε άλλο γνωστό υλικό. Το ποσοστό του εμπορικά αξιοποιούμενου πυριτίου που χρησιμοποιείται σε τέτοιες εφαρμογές είναι σχετικά μικρό (< 10%), αλλά ίσως είναι το πλέον κρίσιμο για τη σύγχρονη οικονομία. Κι αυτό γιατί αποτελεί τη βάση των [[ολοκληρωμένο κύκλωμα|ολοκληρωμένων κυκλωμάτων]] και ιδιαίτερα των [[μικροτσίπ]], που αποτελούν, με τη σειρά τους, τη βάση των [[ηλεκτρονικός υπολογιστής|ηλεκτρονικών υπολογιστών]], σε όλες τους τις μορφές, που απαιτεί σε μεγάλο βαθμό η σύγχρονη [[τεχνολογία]] και ο σύγχρονος τρόπος ζωής, γενικότερα.

Το [[διοξείδιο του πυριτίου]] (SiO₂) τράβηξε την προσοχή του [[Αντουάν Λωράν Λαβουαζιέ]] (''Antoine Lavoisier,''), το [[1787]], που (σωστά) υποπτεύθηκε ότι είναι [[οξείδιο]] ενός (νέου για τότε) [[χημικό στοιχείο|χημικού στοιχείου]]<ref>In his table of the elements, Lavoisier

process." – from page 218 of: Lavoisier with Robert Kerr, trans., ''Elements of Chemistry'', … , 4th ed. (Edinburgh, Scotland: William Creech, 1799). (The original passage appears in: Lavoisier, ''Traité Élémentaire de Chimie'', (Paris, France: Cuchet, 1789), vol. 1, page 174.)</ref>. Ύστερα από μια απόπειρα να απομονώσει το πυρίτιο (στη στοιχειακή του μορφή) το [[1803]], ο [[Σερ Χάμφρυ[[Χάμφρι ΝτέιβυΝτέιβι]] (''Sir Humphry Davy'') πρότεινε την ονομασία «''silicium''» για το πυρίτιο, από το λατινικό πρόθεμα «''silex''», που προέρχεται με τη σειρά του από τη λατινική λέξη «''silicis''», που στα ελληνικά σημαίνει πυρόλιθος, και την κατάληξη «''-ium''», που χρησιμοποιούνταν (τότε τουλάχιστον) για τα χημικά στοιχεία που θεωρούνταν ότι είναι [[Μέταλλο|μέταλλα]]<ref>Davy, Humphry (1808) "Electro

amalgam procured from ammonia," ''Philosophical Transactions of the Royal Society'' [of London], '''98''' : 333–370. On page 353

Davy coins the name "silicium" : "Had I been so fortunate as to have

and glucium [beryllium]."</ref>. Οι [[Τζόζεφ-ΛουΐςΖοζέφ Λουί ΓκέυΓκαι-ΛουσσάκΛυσάκ]] (''Joseph Louis Gay-Lussac'') και [[ΛουΐςΛουί Ζακ ΘέναρντΤενάρ]] '''''('''Louis Jacques Thénard'') θεωρείται ότι παρήγαγαν χημικά μη καθαρό άμορφο πυρίτιο, θερμαίνοντας πρόσφατα απομονωμένο μεταλλικό [[κάλιο]] (K) μαζί με [[τετραφθοριούχο πυρίτιο]] (SiF₄), αλλά δεν το καθάρισαν, δεν το χαρακτήρησανχαρακτήρισαν, ούτε το ταυτοποίησαν ως ένα νέο (για τότε) χημικό στοιχείο<ref>Gay-Lussac and Thenard, ''Recherches physico-chimiques'' … (Paris, France: Deterville, 1811), vol. 1, pages 313–314 ; vol. 2, page 55–65.</ref>. Η σημερινή αγγλόφωνη ονομασία του πυριτίου, δηλαδή «''silicon''», δώθηκεδόθηκε στο (νέο τότε χημικό στοιχείο) πυρίτιο το 1817, από το [[Σκωτία|Σκώτο]] χημικό [[Τόμας Τόμσον]] (''Thomas Thomson''). Αυτή η ονομασία προήλθε από την ονομασία που έδωσε (στο στοιχείο) ο Σερ Χάμφρυ ΝτέιβυΧάμφρι Ντέιβι, αλλά ο Τόμας Τόμσον αντικατέστησε την κατάληξη «''-ium''» με την κατάληξη «''-on''», για να ταιριάζει με τις καταλήξεις των [[αμέταλλα|αμετάλλων]] χημικών στοιχείων [[βόριο]] (B, ''boron'') και [[άνθρακας|άνθρακα]] (C, ''carbon'')<ref>Thomas Thomson, ''A System of Chemistry in Four Volumes'', 5th ed. (London, England: Baldwin, Cradock, and Joy, 1817), vol. 1. From page 252: "The base of silica has been usually considered as a metal, and called ''silicium''.

class it along with these bodies, and to give it the name of ''silicon''."</ref>. To 1823 o [[Γιονς Γιάκομπ Μπερζέλιους]] (''Jöns Jakob Berzelius'') παρήγαγε άμορφο πυρίτιο χρησιμοποιώντας περίπου την ίδια μέθοδο με τους Τζόζεφ-ΛουΐςΖοζέφ ΓκέυΛουί Γκαι-Λουσσάκ Λυσάκ και ΛουΐςΛουί Ζακ ΘέναρντΤενάρ, δηλαδή επίσης με μεταλλικό κάλιο, αλλά χρησιμοποίησε φθοροπυριτικό κάλιο (K₂SiF₆), ως πηγή πυριτίου. Επιπλέον καθάρησεκαθάρισε το προϊόν που έλαβε με επανηλημένεςεπανειλημμένες εκπλύσεις<ref><br>

Berzelius announced his discovery of silicon ("silicium") in: Berzelius, J. (presented: 1823 ; published: 1824) "Undersökning af flusspatssyran och dess märkvärdigaste föreningar" (Investigation of hydrofluoric acid and of its most noteworthy compounds), ''Kongliga Vetenskaps-Academiens Handlingar'' [Proceedings of the Royal Science Academy], '''12''' :

The above article was reprinted in German in: J. J. Berzelius (1824) "''II. Untersuchungen über Flussspathsäure und deren merkwürdigsten Verbindungen''" (II. Investigations of hydrofluoric acid and its most noteworthy compounds), ''Annalen der Physik'', '''77''' : 169–230. The isolation of silicon is detailed in the section titled: "Zersetzung der flussspaths. Kieselerde durch Kalium" (Decomposition of silicate fluoride by potassium), pages 204–210.

The above article was reprinted in French in: Berzelius (1824) "Décomposition du fluate de silice par le potassium" (Decomposition of silica fluoride by potassium), ''Annales de Chimie et de Physique'', '''27''' : 337–359.

Reprinted in English in: Berzelius (1825) "On the mode of obtaining silicium, and on the characters and properties of that substance," ''Philosophical Magazine'', '''65''' (324) : 254–267.

</ref>. Συνεπώς, συνήθως αυτός (ο Γιονς Γιάκομπ Μπερζέλιους) πιστώνεται την ανακάλυψη του πυριτίου<ref>Weeks, Mary Elvira

flakes of crystallized silicon. See: Henri Sainte-Claire Deville (1854) "Note sur deux procédés de préparation de l'aluminium et sur une nouvelle forme du silicium" (Note on two procedures for the preparation of aluminium and on a new form of silicon), ''Comptes rendus'', '''39''' : 321–326.<br>

Deville (1855) "Du silicium et du titane" (On silicon and titanium), ''Comptes rendus'', '''40''' : 1034–1036.</ref><ref><br>

Η [[Σίλικον Βάλλεϋ]] (''Silicon Valley'', [[Κοιλάδα (γεωγραφία)|Κοιλάδα]] Πυριτίου) φέρει το όνομα του πυριτίου από τότε το στοχείοστοιχείο αυτό έγινε η βάση των [[τεχνολογία|τεχνολογιών]] [[ηλεκτρονικός υπολογιστής|ηλεκτρονικών υπολογιστών]] και των συγγενών [[βιομηχανία|βιομηχανιών]]. Άλλες [[γεωγραφία|γεωγραφικές]] τοποθεσίες που έχουν διασυνδέσεις με τις βιομηχανίες αυτές έχουν επίσης ως «συστατικό» της ονομασίας τους τη λέξη ''silicon''. Σχετικά παραδείγματα περιλαμβάνουν τα ακόλουθα τοπωνύμια: [[Σίλικον Φόρεστ]] (''Silicon Forest'', [[Δάσος]] Πυριτίου) στο [[Όρεγκον]], [[Σίλικον Χιλς]] (''Silicon Hills'', [[λόφος|Λόφοι]] Πυριτίου) στο [[Ώστιν (Τέξας)|Ώστιν]] του [[Τέξας]], [[Σίλικον Σάξονυ]] (''Silicon Saxony'', [[Σαξωνία]] Πυριτίου) στη [[Γερμανία]], [[Σίλικον Βάλλεϋ (Ινδίας)|Σίλικον Βάλλεϋ]] στην [[Ινδία]], [[Σίλικον Μπόρντερ]] (''Silicon Border'', [[σύνορα|Σύνορο]] Πυριτίου) στο [[Μεξικό]], [[Σίλικον Φεν]] (''Silicon Fen'', [[Βάλτος]] Πυριτίου) στο [[Κέιμπριτζ]] της [[Αγγλία]]ς, [[Σίλικον Ραουνταμπάουτ]] (''Silicon Roundabout'', Κυκλικός κόμβος Πυριτίου) στο [[Λονδίνο]], [[Σίλικον Γκλεν]] (''Silicon Glen'', [[Λαγκάδι]] Πυριτίου) της Σκωτίας και [[Σίλικον Γκορτζ]] (''Silicon Gorge'', [[Φαράγγι]] Πυριτίου) στο [[Μπρίστολ]] της Αγγλίας.

Τα διάφορα πυριτιούχα ορυκτά περιέχουν πυρίτιο, οξυγόνο και δραστικά μέταλλα και συνιστούν περίπου το 90% της μάζας του φλοιού της Γης. Αυτό συμβαίνει χάρη στο δεδομένο ότι οι χαρακτηριστικές για το «εσωτερικό» [[ηλιακό σύστημα]] υψηλές θερμοκρασίες, συνδυάζουν γρήγορα χημικά το πυριτίοπυρίτιο και το οξυγόνο, σχηματίζοντας δίκτυα στερεών ενώσεων πυριτίου και οξυγόνου με πολύ μικρή [[πτητικότητα]]. Εφόσον το οξυγόνο και το πυρίτιο είναι τα πιο συνηθισμένα μη αέρια και μη μεταλλικά χημικά στοιχεία στα συντρίμιασυντρίμμια σκόνης [[υπερκαινοφανής αστέρας|υπερκαινοφανούς αστέρα]], από τα οποία σχηματίστηκε ο [[πρωτοπλανητικός δίσκος]], κατά το σχηματισμό και την εξέλιξη του ηλιακού συστήματος, σχηματίστηκαν πολλά σύμπλοκα πυριτίου και οξυγόνου που συνενώθηκαν σε μεγαλύτερους πετρώδεις πλανητοειδείς, από τους οποίους σχηματίστηκαν τελικά οι «γήινοι» (εσωτερικοί) πλανήτες. Επίσης, η μήτρα των πυριτιούχων ορυκτών παγίδευσαν και δραστικά μέταλλα, όπως [[αργίλιο]] (Al), [[ασβέστιο]] (Ca), [[νάτριο]] (Na), [[κάλιο]] (K) και μαγνήσιο (Mg) , αρκετά ώστε να οξειδωθούν. Ύστερα από την απώλεια αρκετών από τα πτητικά αέρια, καθώς επίσης και του [[άνθρακας|άνθρακα]] (C) και του [[θείο]]υ (S), μέσω αντιδράσεων με το [[υδρογόνο]] (H), το παραπάνω αναφερόμενο πυριτιούχο μίγμαμείγμα σχημάτησεσχημάτισε το περισσότερο μέρος από το φλοιό της Γης.

Παραδείγματα πυριτιούχων ορυκτών στο φλοιό της Γης περιλαμβάνουν τον [[πυρόξενος|πυρόξενο]], τον [[αμφίβολοςΑμφίβολοι|αμφίβολο]], τους [[μαρμαρυγίες]] τους [[άστριοι|άστριους]], Αυτά τα ορυκτά υπάρχουν σε πηλούς και διαφόρους τύπους [[πέτρωμα|πετρωμάτων]], όπως ο [[γρανίτης]] και ο [[ψαμμίτης]]. Στο φλοιό, το πυρίτιο υπάρχει ακόμη σε ορυκτά που περιέχουν πολύ καθαρό διοξείδιο του πυριτίου (SiO₂) σε διαφόρεςδιάφορες κρυσταλλικές μορφές [[χαλαζίας|χαλαζία]] (με τις παραλλαγές του όπως είναι ο [[χαλαζίας#Καπνίας|καπνίας]], ο [[αμέθυστος]], ο [[αχάτης]], ο [[χαλκηδόνιος]], ο [[οπάλιος]], το [[φυσικό κρύσταλλο]], ο [[πυριτόλιθος]] και ο [[ίασπις]]), Οι κρύσταλλοι αυτοί έχουν ως εμπερικόεμπειρικό τύπο το διοξείδιο του πυριτίου, αλλά δεν αποτελούνται από ξεχωριστά μόρια διοξειδίου του πυριτίου, με την έννοια στερούστερεού [[Διοξείδιο του άνθρακα|διοξειδίου του άνθρακα]] (CO₂). Αντίθετα, το διοξείδιο του πυριτίου αποτελείται δομικά από ένα [[στερεό]] δίκτυο από πυρίτιο και οξυγόνο σε τρισδιάστατους κρυστάλλους, όπως συμβαίνει και με το [[διαμάντι]]. Λιγότερο καθαρή μορφή υαλώδους οξειδίου του πυριτίου αποτελεί ο [[οψιδιανός]]. Βιογενικό διοξείδιο του πυριτίου βρίσκεται στα [[διάτομα]], στα [[ακτινόζωα]] και στους πυριτιούχους [[σπόγγος|σπόγγους]].

Από αυτά το πυρίτιο-28 είναι το πιο άφθονο (92% σε φυσική αφθονία).<ref name="NNDC2">{{cite web|url=http://www.nndc.bnl.gov/chart/|title=Chart of Nuclides|date=2008|publisher=National Nuclear Data Center, [[Brookhaven National Laboratory]]|location=Upton (NY)|accessdate=2008-09-13|author=NNDC contributors|editor=Alejandro A. Sonzogni (Database Manager)}}</ref> Εκτός από αυτά, μόνο το πυρίτιο-29 χρησιμοποιείται στη [[φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού]] ('''''N'''uclear '''M'''agnetic '''R'''esonance,'' '''''NMR''''') και στη [[φασματοσκοπία ηλεκτρονιακού παραμαγνητικού συντονισμού]] ('''''E'''lectron '''P'''aramagnetic '''R'''esonance'', '''''EPR''''').<ref>{{cite web|url=http://www.nyu.edu/cgi-bin/cgiwrap/aj39/NMRmap.cgi|title=Interactive NMR Frequency Map|publisher=New York University|accessdate=2011-10-20|author=Jerschow, Alexej}}</ref> [[20 (αριθμός)|20]] [[Ραδιοϊσότοπο|ραδιοϊσότοπα]] πυριτίου έχουν χαρακτηριστεί, με περισσότερο σταθερά από αυτά το πυρίτιο-32, με [[ημζωήημιζωή]] 170 [[Έτος|χρόνια]], και το πυρίτιο-31, με ημιζωή 157,3 [[Λεπτό|λεπτά]].<ref name="NNDC2" /> Όλα τα υπόλοιπα ραδιοϊσότοπα πυριτίου έχουν ημιζωές μικρότερες από [[7 (αριθμός)|7]] [[Δευτερόλεπτο|δευτερόλεπτα]], και μάλιστα η πλειοψηφία τπυςτους έχουν ημιζωές μικρότερες από 100 χιλιοστοδευτερόλεπτα.<ref name="NNDC2" /> Το πυρίτιο δεν έχει κανένα γνωστό πυρηνικό ισομερές.<ref name="NNDC2" /> Τα ισότοπα του πυριτίου έχουν [[Μαζικός αριθμός|μαζικούς αριθμούς]] που κυμαίνονται από [[22 (αριθμός)|22]] ως [[44 (αριθμός)|44]].<ref name="NNDC2" /> Τα έξι (6) ραδιοϊσότοπα πυριτίου με μαζικούς αριθμούς <28 συνήθως μετασχηματίζονται σε [[αργίλιο]] (₁₃Al), με [[Διάσπαση βήτα|β⁺ ραδιενεργή διάσπαση]].<ref name="NNDC2" /> Τα ραδιοϊσότοπα πυριτίου με μαζικούς αριθμούς >28 συνήθως μετασχηματίζονται σε [[Φωσφόρος|φωσφόρο]] (₁₅P), με β^- ραδιενεργή διάσπαση.<ref name="NNDC2" />

Το [[σιδηροπυρίτιο]] είναι [[κράμα]] σιδήρου και πυριτίου που περιέχει διάφορες αναλογίες στοιχειακού πυριτίου και σιδήρου, και το οποίο αριθμεί περίπου το 80% της παγκόσμιας παραγωγής στοιχειακόύστοιχειακού πυριτίου. Η [[Κίνα]] είναι η πρωτοπόρος προμηθευτής στοιχειακού πυριτίου, παράγοντας (ετησίως) περίπου 4,6 εκατομμύρια [[Τόνος (μονάδα μέτρησης)|τόνους]], δηλαδή τα 2/3 της παγκόσμιας παραγωγής πυριτίου, στη μορφή αυτή του σιδηροπυριτίου. Ακολουθούν, σε παραγωγή πυριτίου, η [[Ρωσία]]''' '''με 610.000 τόνους, η [[Νορβηγία]] με 330.000 τόνους, η [[Βραζιλία]] με 240.000 και οι [[ΗΠΑ]] με 170.000 τόνους<ref>"Silicon Commodities Report 2011". USGS. Retrieved 2011-10-20.</ref>. Το σιδηροπυρίτιο χρησιμοποιείται κυρίως στη βιομηχανία [[χάλυβας|χάλυβα]].

Οι σημερινές διεργασίες καθαρισμού πυριτίου περιλαμβάνουν τη μετατροπή του (προς καθαρισμό) πυριτίου σε [[πτητικότητα|πτητικά]] [[υγρό|υγρά]], όπως το [[τριχλωροσιλάνιο]] (SiHCl₃) και το [[τετραχλωροπυρίτιο]] (SiCl₄), ή ακόμη και στο [[αέριο]] [[σιλάνιο]] (SiH₄). Αυτές οι ενώσεις (αφού παραχθούν) διαχωρίζονται στη συνέχεια με απόσταξη και τελικά μετατρέπονται σε (στοχειακόστοιχειακό) πυρίτιο υψηλής καθαρότητας, είτε με [[οξειδοαναγωγή|οξειδοαναγωγική]] αντίδραση είτε με θερμική αποσύνθεση σε υψηλές θερμοκρασίες.

Στα τέλη της δεκαετίας του [[1950]] η αμερικανική χημική εταιρεία ''DuPont ''κατοχύρωσε ως [[ευρεσιτεχνία]] της μια μέθοδο παραγωγής πυριτίου καθαρότητας 99,99%, χρησιμοποιώντας μεταλλικό [[ψευδάργυρος|ψευδάργυρο]] (Zn) για την αναγωγή ατμών τετραχλωροπυρίτιου θερμοκρασίας 900&nbsp;°C σε υψηλής καθαρότητας στοιχειακό πυρίτιο. Αυτή η τεχνική, ωστόσο, είχε ορισμένα πρακτικά προβλήματα, όπως το ότι παρήγαγε ως παραπροϊόν [[χλωριούχος ψευδάργυρος|χλωριούχο ψευδάργυρο]] (ZnCl₂), που στερεοποιούνταν και έκλυνεέκλεινε τις γραμμές (παραγωγής). Έτσι, αυτή η ευρεσιτεχνία ''DuPont ''τελικά εγκαταλείφθηκε προς όφελος πιο έξυπνων διεργασιών<ref>Google.com - Patents Production of silicon - Publication number US2909411 A</ref>.

Η καλύτερα γνωστή τεχνική καθαρισμού πυριτίου είναι η αποκαλούμενη «διεργασία Siemens». Η τεχνική αυτή δεν χρειάζεται αναγωγικά μέσα, όπως ο ψευδάργυρος, καθώς αναπτύσσει κρυσταλλίτες υψηλής καθαρότητας πυριτίου απευθείας πάνω σε μια επιφάνεια καθαρού πυριτίου που προϋπάρχει σε μορφή ράβδων πυριτίου και λειτουργεί με θερμική αποσύνθεση ατμών τριχλωροσιλανίου που ρέει πάνω από τις επιφάνειες των ράβδων με θερμοκρασία 1.150&nbsp;°C. Μια συνηθισμένη ονομασία για αυτού του τύπου τεχνικής είναι η χημική απόθεση ατμών ('''''C'''hemical '''V'''apor '''D'''eposition, '''CVD''''') και παράγει υψηλής καθαρότητας πολυκρυσταλλικό πυρίτιο, γνωστό και ως «πολυπυρίτιο». Ενώ η συμβατική διεργασία Siemens παράγει πολυπυρίτιο «ηλεκτρονικού βαθμού» καθαρότητας, τυπικά 9N–11N προσμείξεις, δηλαδή προσμείξεις σε επίπεδα μικρότερα του 1 [[Ppm (μονάδα μέτρησης)|ppb]], οι τροποποιημένες διεργασίες Siemens είναι μια αξιόπιστη διεργασία - οδός παραγωγής για πυρίτιο «ηλιακού βαθμού» καθαρότητας ('''''So'''lar '''G'''rade '''Sil'''icon, '''SoG-Si'''''), με 6N προσμείξεις, δηλαδή καθαρότητας 99,9999%, που απαιτεί τη δαπάνη λιγότερης ενέργειας<ref>Yasuda,

Μια πιο πρόσφατη εναλλακτική διεργασία παραγωγής πολυπυριτίου είναι η τεχνολογία παραγωγής αντιδραστήρα ρευστοποιημένης μήτρας ['''''F'''luidized '''B'''ed '''R'''eactor ('''FBR''') manufacturing technology'']. Σε σύγκριση με την παραδοσιακή διεργασία Siemens, η διεργασία FBR εμφανίζει έναν αριθμό πλεονεκτημάτων που οδηγούν στην οικονομικότερη παραγωγή πολυπυριτίου που απαιτείται από την ταχέοςταχέως αναπτυσσόμενη βιομηχανία φωτοβολταϊκών. Σε αντίθεση με την παραδοσιακή διεργασία Siemens, η διεργασία FBR σπαταλά λιγότερους πόρους και απαιτεί βραχύτερο χρονικό διάστημα προετοιμασίας. Χρειάζεται περίπου το 10% της ηλεκτρικής ενέργειας που απαιτείται κατά την παραδοσιακή διεργασία Siemens και δε σπαταλά ενέργεια με τη μορφή θερμού αέρα και πυρίτιο σε επαφή με ψυχρές επιφάνειες. Στη διεργασία FBR χρησιμοποιείται σιλάνιο, το οποίο εισέρχεται στον αντιδραστήρα από κάτω και σχηματίζει μια ρευστοποιημένη μήτρα μαζί με σωματίδια πυριτίου που εισέρχονται από πάνω. Το αέριο σιλάνιο αποσυνθέτεται και το παραγώμενοπαραγόμενο πυρίτιο επικάθεται πάνω στα εισερχόμενα σωματίδιιασωματίδια πυριτίου. Όταν τα σωματίδια αυτά μεγαλώσουν και σχηματίσουν μεγαλύτερα σωμάτια, σταδιακά βυθίζονται στον πυθμένα του αντιδραστήρα, από τον οποίο συνεχώς αφαιρούνται κατά τη διάρκεια της διεργασίας.

Η τεχνολογία παραγωγής FBR δίνει πολυπυρίτιο καθαρότητας 6N - 9N, μια καθαρότητα μεγαλύτερη από αυτή του «αναβαθμισμένου μεταλλουργικού βαθμού καθαρότητας» πυρίτιο ('''''U'''pgraded '''M'''etallurgical '''G'''rade '''Si'''licon, '''''UMG-Si'''). Η τελευταία αντιστοιχεί σε μια τρίτη τεχνολογία καθαρισμού, που (επίσης) χρησιμοποιείται από τη βιομηχανία φωτοβολταϊκών. Σύμφωνα με αυτήν τη διεργασία χρησιμοποιείται απόθεση μαζί με χημικό καθαρισμό που χρησιμοποιεί μεταλλουργικές τεχνικές. Προς το παρόν, το περισσότερο πυρίτιο που χρησιμοποιείται από τη βιομηχανία φωτοβολταϊκών προέρχεται από τη διεργασία Siemens και μόλις περίπου το 10% από την τεχνολογία FBR, ενώ στη διεργασία UMG-Si οφείλεται μόλις περίπου το 2% της παραγωγής. Ωστόσο, ως το 2020, η ''IHS Technology ''προβλέπει ότι η αγορά για τις τεχνολογίες FBR και UMG-Si θα αυξηθεί σε 16,7% και 5,4%, αντίστοιχα<ref>IHS Technology Fluidized Bed Reactor Technology Stakes Its Claim in Solar Polysilicon Manufacturing, 7 May 2014</ref>.

Οι πρώιμες τεχνικές καθαρισμού πυριτίου βασίζονταν στο γεγονός ότι αν το πυρίτιο λυώσειλιώσει και επαναστερεοποιηθεί, τότε τα τελευταία τμήματα της μάζας του στερεοποιημένου πυριτίου περιέχουν τις περισσότερες προσμίξεις. Η πρωιμότερη μέθοδος καθαρισμού πυριτίου περιγράφηκε για πρώτη φορά το 1919 και χρησιμοποιήθηκε σε περιορισμένη βάση για την κατασκευή τμημάτων [[ραντάρ]], κατά το [[Β΄ Παγκόσμιος Πόλεμος|Β΄ Παγκόσμιο ΠόλεσμοΠόλεμο]]. Περιελάμβανε συντριβή μεταλλουργικού βαθμού καθαρότητας πυριτλίουπυριτίου και μετά μερική διάλυση σκόνης (τέτοιου) πυριτίου σε ένα οξύ. Όταν συντρίβονταν το πυρίτιο, η θραύση γίνονταν στις περιοχές με μεγαλύτερη συγκέντρωση σε προσμίξεις, γιατί οι περιοχές αυτές ήταν οι ασθενέστερες σε αντοχή. Δηλαδή στα προϊόντα της θραύσης, οι περιοχές με μεγαλύτερη συγκέντρωση σε προσμίξεις βρίσκονταν γύρω από κόκκους καθαρότερου πυριτίου. Ως αποτέλεσμα, μετά τη θραύση, τα τμήματα με τη μεγαλύτερη συγκέντρωση σε προσμίξεις ήταν οι πρώτες που ήταν εκτεθημένεςεκτεθειμένες στη μετέπειτα επίδραση του οξέος, με τελικό αποτέλεσμα να αφήνεται πίσω καθαρότερο προϊόν.

Η [[ζωνιακή τήξη]] (''zone melting''), γνωστή επίσης ως ζωνιακή διύλιση (''zone refining''), ήταν η πρώτη μέθοδος καθαρισμού πυριτίου που χρησιμοποιήθηκε σε ευρεία βιομηχανική κλίμακα. Σύμφωνα με αυτήν τη μέθοδο, ράβδοι μεταλλουργικού βαθμού καθαρότητας πυρίτιο θερμαίνονταν για να λυώσουν στο ένα τους (πάνω μόνο) άκρο. Έπειτα, η συσκευή θέρμανσης μετακινούνταν πολύ αργά προς τα κάτω κατά μήκος της ράβδου, διατηρώντας μικρό ποσοστό του μήκους της ράβδου λυωμένολιωμένο, καθώς το προηγούμενα λυωμένολιωμένο πυρίτιο ψύχονταν και επαναστερεοποιώνταν. Όταν η διαδικασία αυτή τελείωνε οι περισσότερες προσμείξεις είχαν τελικά μετακινηθεί και συγκεντρωθεί στο τελευταίο τμήμα που είχε λυώσειλιώσει (στο κάτω μέρος της ράβδου). Μετά, αυτό το (κάτω) τμήμα αποκοβόταν και απομακρυνόταν. Η διεργασία αυτή επαναλαβανότανεπαναλαμβανόταν, μέχρι να ληφθεί ο επιθυμητός βαθμός καθαρότητας πυριτίου.<ref>{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=ATFo8Pr67uIC&pg=PA33|title=Silicon: Evolution and future of a technology|last2=Krimmel|first2=E. F|date=2004|isbn=978-3-540-40546-7|page=33|author1=Siffert|first1=Paul}}</ref>

Ωστόσο, το ηλιακού βαθμού καθαρότητας πυρίτιο δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μικροηλεκτρονικές συσκευές. Σε αυτό το επίπεδο, η καθαρότητα του υλικού ελέγχει [[Κβαντομηχανική|κβαντομηχανικές]] ιδιότητες, οπότε θα πρέπει να είναι πολύ υψηλή. Αρχικά, οι χύμα «γκοφρέτες» (''wafers'') πυριτίου που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων πρέπει να καθαριστούν σε μια καθαρότητα 9Ν, δηλαδή 99,9999999%, μια διεργασία που απαιτεί επαναλαμβανόμενες εφαρμογές της τεχνολογίας καθαρισμού.

Η πλειονότητα των κρυστάλλων πυριτίου που αναπτύχθηκαν για την παραγωγή συσκευών παράχθηκαν με τη διεργασία Τσοχράλσκι ('''''Cz'''ochralski process, '''Cz-Si'''''). Ήταν η οικονομικότερη διαθέσιμη μέθοδος. Ωστόσο, οι μονοκρύσταλλοι που αναπτύσσονται με τη διεργασία Τσοχράλσκι περιέχουν αρκετές προσμείξεις, γιατί αυτές διαλύονται στο χωνευτήριο που χρησιμοποιείται για την τήξη των πυριτιούχων αλάτων. Ιστορικά, ένας αριθμός από μεθόδους χρησιμοποιήθηκε για να επιτευχθεί η παραγωγή εξαιρετικά πολύ καθαρού πυριτίου.

[[File:Silicon-unit-cell-3D-balls.png|σύνδεσμος=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Silicon-unit-cell-3D-balls.png|μικρογραφία|160x160εσ|Το πυρίτιο κρυσταλλώνεταιμεκρυσταλλώνεται με [[Διαμάντι|αδαμαντοειδή]] [[Κύβος|κυβική]] κρυσταλλική δομή.]]

Στην κρυσταλλική αλλομορφή του, το χημικά καθαρό πυρίτιο έχει γκρι [[χρώμα]] και μεταλλική λάμψη. Αντίθετα από το γερμάνιο το πυρίτιο είναι μάλλον ανθεκτικό, πολύ εύθραυστο, και επιρρεπές σε ξεφλούδισμα. Το πυρίτιο, όπως ο άνθρακας και το γερμάνιο, κρυσταλλώνεται με [[Διαμάντι|αδαμαντοειδή]] [[Κύβος|κυβική]] κρυσταλλική δομή, με απόσταση πλέγματος 543,0710 [[Πικόμετρο|pm]].<ref>{{cite book|url=https://books.google.com/?id=COcVgAtqeKkC&pg=PA351|title=Handbook of Semiconductor Silicon Technology|last=O'Mara|first=William C.|date=1990|publisher=William Andrew Inc.|isbn=0-8155-1237-6|pages=349–352}}</ref>

Το πυρίτιο είναι μεταλλοειδές, έτοιμο να αποβάλλει ή να συνεισφέρει τα τέσσερα (4) εξωτερικά του ηλεκτρόνια, σχηματίζοντας τυπικά τέσσερειςτέσσερις (4) [[Χημικός δεσμός|δεσμούς]]. Όπως και στον άνθρακα, τα τέσσερα (4) δεσμικά του ηλεκτρόνια επιτρέπουν στο πυρίτιο να συνδυαστεί με πολλά άλλα χημικά στοιχεία ή ομάδες αυτών και να σχηματίσει έτσι μια μεγάλη ποικιλία χημικών ενώσεων. Ωστόσο, αντίθετα από τον άνθρακα, το πυρίτιο μπορεί να δεκτείδεχτεί επιπλέον ηλεκτρόνια και να σχηματίσει πέντε (5) ή και έξι (6) δεσμούς σε μερικές φορές πιο ασταθή πυριτική μορφή. Το τετρασθενές πυρίτιο είναι σχετικά αδρανές, γιατί μπορεί να αντιδρά με τα [[αλογόνα]] και με αραιά [[Βάση|αλκαλικά]] διαλύματα, αλλά τα περισσότερα οξέα, εκτός από κάποιους υπερενεργούς συνδυασμούς [[Νιτρικό οξύ|νιτρικού]] και [[Υδροφθορικό οξύ|υδροφθορικού οξέος]], δεν έχουν επίδραση πάνω του.

# Το [[σιλάνιο]] (SiH₄) είναι ένα πυροφορικό αέριο, με παρόμοια τετραεδρική μοριακή δομή με το [[μεθάνιο]] (CH₄). Όταν είναι χημικά καθαρό δεν αντιδρά με χημικά καθαρό νερό, ούτε με διαλύματα οξέων. Ωστόσο, ακόμη και μικρές ποσότητες αλκαλικών προσμείξεων, όπως για παράδειγμα γυαλιού από εργαστηριακά σκεύη, μπορεί να έχουν ως αποτέλεσμα ταχεία [[υδρόλυση]].<ref>Greenwood 1997, p. 339</ref> Με τον γενικό όρο «σιλάνια» εννοούνται, επίσης, ένας αριθμός αλυσοποιημένων υδριδίων του πυριτίου (και κάποιων «θυγατρικών» παραγώγων τους). Τα «μητρικά» σιλάνια, δηλαδή αυτά με γενικό τύπο Si_nH_2n+2, όπου n = 1 - 8, αποτελούν τα πυριτιούχα ανάλογα των [[Αλκάνια|αλκανίων]]. Μπορούν όλαναόλα να υδροληθούν τάχιστα και είναι θερμικά ασταθή, ιδιαίτερα τα βαρύτερα μέλη.<ref>Greenwood 1997, p. 337</ref><ref name="Wiberg2">{{cite book|title=Lehrbuch der anorganischen Chemie|last=Holleman|first=Arnold F.|last2=Wiberg|first2=Nils|date=2007|publisher=de Gruyter|isbn=3-11-017770-6|edition=102nd|place=Berlin}}</ref>

# Το [[2004]] απομονώθηκε το πρώτο [[Δισιλίνιο|(δι)σιλίνιο]], δηλαδή ένωση που περιέχει έναν (τουλάχιστον) [[Τριπλός δεσμός|τριπλό δεσμό]] Si≡Si (Si≡C). Αντίθετα απ' ότι (ίσως) θα αναμένονονταναναμένονταν, είναι δομικά ανόμοια με τα ανάλογά τους [[αλκίνια]], γιατί οι προαναφερόμενοι δεσμοί δεν είναι γραμμικοί (όπως στα αλκίνια).<ref>{{cite journal|title=A stable compound containing a silicon-silicon triple bond|last2=Kinjo|first2=R|date=2004|journal=Science|issue=5691|doi=10.1126/science.1102209|volume=305|pages=1755–7|bibcode=2004Sci...305.1755S|pmid=15375262|last3=Ichinohe|first3=M|last1=Sekiguchi|first1=A}}</ref>

# Τα τετραλογονίδια του πυριτίου (SiX₄) σχηματίζονται με όλα τα [[αλογόνα]].<ref>Greenwood 1997, p. 340-341.</ref> Το [[τετραχλωροπυρίτιο]] (SiCl₄), για παράδειγμα αντιδρά με το [[νερό]], ανόμοια με τον ανάλογό του [[Τετραχλωράνθρακας|τετραχλωράνθρακα]] (CCl₄).<ref>Greenwood 1997, p. 342.</ref> Τα διαλογονίδια του πυριτίου (SiX₂) σχηματίζονται γενικά με αντίδραση ανάμεσα στα ανάλογα τετραλογονίδια του πυριτίου και σε (στοιχειακό) πυρίτιο, σε υψηλή θερμοκρασία. Αυτά είναι δομικά ανάλογα με τα διαλοκαρβένια ([CX₂]) και είναι πολύ δραστικές ενώσεις. Ειδικά το [[διφθοροπυρίτιο]] (SiF₂) συμπυκνώνεται σχηματίζοντας πολυμερείς ενώσεις με γενικό τύπο [(SiF₂)_n].<ref name="Wiberg3">{{cite book|title=Lehrbuch der anorganischen Chemie|last=Holleman|first=Arnold F.|last2=Wiberg|first2=Nils|date=2007|publisher=de Gruyter|isbn=3-11-017770-6|edition=102nd|place=Berlin}}</ref>

# Το [[διοξείδιο του πυριτίου]] (SiO₂) είναι ένα στερεό με υψηλή θερμοκρασία τήξης με έναν αριθμό κρυσταλλικών μορφών, με περισσότερο συνηθισμένη τον [[ορυκτό]] [[Χαλαζίας|χαλαζία]]. Στον κρυσταλλικό χαλαζία κάθε άτομο πυριτίου είναι περικυκλωμένο από τέσσερα (4) άτομα οξυγόνου, που ανά δύο (2) σχηματίζουν «γέφυρες» μεταξύ των ατόμων πυριτίου, σχηματίζοντας ένα τρισδιάστατο πλέγμα.<ref>Greenwood 1997, p. 342.</ref> Το διοξείδιο του πυριτίου υδρολύεται σε υψηλές θερμοκρασίες, σχηματίζοντας (έναν αριθμό από ισομερείς ενώσεις που γενικά ονομάζονται) [[Πυριτικό οξύ|(μονο)πυριτικό οξύ]] (H₄SiO₄).<ref>Greenwood 1997, p. 346.</ref> Υπό τις σωστές συνθήκες, το (μονο)πυριτικό οξύ πολυμερίζεται γρήγορα, σχηματίζοντας πιο πολύπλοκα πυριτικά οξέα, που περιλαμβάνουν το (σχετικά απλούστερο) διπυριτικό οξύ (H₆Si₂O₇) και μια σειρά δομικά προϊόντα, με γραμμική, με ταινιοειδή, με στρωματοειδή ή και με πλεγματοειδή δομή, που αποτελούν τη βάση πολλών πυριτιούχων ορυκτών, και που ονομάζονται «πολυπυριτικά οξέα» {<span data-ve-clipboard-key="0.6182218276166844-14"> </span>[Si_x(OH)_4–2x]_n.}.<ref>Greenwood 1997, p. 346.</ref> Το διοξείδιο του πυριτίου μπορεί να τηχθεί απευθείας σε υαλώδη μορφή, που ονομάζεται «λυωμένοςλιωμένος χαλαζίας» και περιέχει μη κρυσταλλική δομή. Σε συνδυασμό με οξείδια άλλων χημικών στοιχείων και χημικές αντιδράσεις σε υψηλές θερμοκρασίες (με αυτά), το διοξείδιο του πυριτίου σχηματίζει ένα μεγάλο εύρος από τύπους μικτών γυαλιών και γενικότερα υαλώδους δικτύου στερεών, με διάφορες ιδιότητες. <ref>Greenwood 1997, p. 344.</ref> Παραδείγματα τέτοιων υλικών αποτελούν το [[γυαλί ασβέστου-σόδας]], το [[βοροπυριτικό γυαλί]] και το [[μολυβδοκρυσταλλικό γυαλί]].

# Είναι γνωστές πολλές [[οργανοπυριτικές ενώσεις]], που περιέχουν έναν (τουλάχιστον) δεσμό Si-C. Πολλές από αυτές βασίζονται σε ένα κεντρικό τετραεδρικό άτομο πυριτίου, ενώ σε αυτές εμπεριέχονται και κάποιες οπτικά ενεργές, όταν υπάρχει ένα (τουλάχιστον) [[Χειρομορφία (χημεία)|χειρόμορφο]] κέντρο. Μακρομοριακά πολυμερή που περιέχουν ως «ραχοκοκκαλιά» αρκετά άτομα πυριτίου, επίσης είναι γνωστά, όπως το πολυδιμεθυλοσιλένιο [(SiMe₂)_n].<ref name="mark">{{cite book|title=Inorganic polymers|last=Mark|first=James. E|date=2005|publisher=Oxford University Press|isbn=0-19-513119-3|pages=200–245}}</ref>. Το πολυκαρβοσιλάνιο {[(SiMe₂)₂CH₂]_n}, περιέχει μια «ραχοκοκκαλιά» επαναλαμβανώμενηςεπαναλαμβανόμενης μονάδας -Si-Si-C-, και είναι πρόδρομη ένωση για τα φύλλα καρβιδίου του πυριτίου.<ref name="mark" />

Σιλικόνη είναι η συνοπτική ονομασία πολυμερών ενώσεων από άτομα οξυγόνου και πυριτίου. Ο γενικός τους τύπος είναι –R1R2SiO-. Οι σιλικόνες παρουσιάζουν αξιοσημείωτη σταθερότητα κατά τις μεταβολές της θερμοκρασίας. Χαρακτηρίζονται επίσης από αξιόλογη αντοχή στις μεταβολές των καιρικών συνθηκών. Οι σιλικόνες έχουν αποκτήσει μια τεράστια πρακτική και βιομηχανική σημασία σε πολλούς τομείς, όπως στον ηλεκτρονικό, υφαντικό, μηχανικό, οικοδομικό, στην παραγωγή βερνικιών, λιπαντικών και πλαστικών υλών. Παρόλο που μερικές οργανικές πυριτικές ενώσεις ήταν γνωστές από την αρχή του αιώνα μας, η πραγματική έρευνα που εφαρμόστηκε με την ανακάλυψη των σιλικονών ως πρακτικά χρήσιμων ουσιών οφείλεται σε δύο μεγάλες αμερικανικές βιομηχανίες, την [[Dow Corning]] και την [[General Electric]], που πραγματοποίησαν πρώτες τη βιομηχανική σύνθεση μιας εκτεταμένης σειράς σιλικονικών προϊόντων που εξαπλώθηκε ταχύτατα. Οι πρώτες συνθετικές σιλικόνες ήταν τα ελαιώδη ή σιλικονικά υγρά, ακολούθησαν τα λιπώδη, τα τυποποιημένα ελαιώδη και ύστερα τα ελαστικά, οι ρητίνες και τα συμπολυμερή.

{{παραπομπές|230em}}