Μικρό βιογραφικό για το στοιχείο πυρίτιο. Κάθε Κυριακή «Το Βήμα» μάς ταξιδεύει και σε μια άλλη γωνιά του Περιοδικού Πίνακα.
Βίος και πολιτεία
Είναι το μοναδικό στοιχείο που έχει μια ολόκληρη «κοιλάδα» εδώ στη Γη να φέρει το όνομά του. Η Silicon Valley βρίσκεται στο νότιο τμήμα του Κόλπου του Σαν Φρανσίσκο, στη Βόρεια Καλιφόρνια, με πληθυσμό γύρω στα 3,5 εκατομμύρια και με τους περισσότερους κατοίκους της να απασχολούνται σε εταιρείες υψηλής τεχνολογίας. Από το 1971 η κοιλάδα της Santa Clara άρχισε να μετασχηματίζεται από έδρα εταιρειών κηπευτικών σε κέντρο όπου ξεκίνησαν να δραστηριοποιούνται εταιρείες κατασκευής ηλεκτρονικών εξαρτημάτων με βασικό υλικό το καθαρό πυρίτιο. Σε μια σειρά σχετικών άρθρων του περιοδικού «Electronic Design» ο τίτλος ήταν «Silicon Valley in the USA». Από τη δεκαετία του 1980, με την εμφάνιση του PC (Personal Computer), από την ΙΒΜ δημιουργήθηκε εκεί μια ιερή πόλη για ό,τι είχε σχέση με τους υπολογιστές.
Ενας μύθος γύρω από το πυρίτιο δημιουργήθηκε από συγγραφείς έργων με επιστημονική(;) βάση (Science Fiction). Οι συγγραφείς αυτοί έχοντας παρασυρθεί από κάποιες ομοιότητες με τον άνθρακα, το βασικό στοιχείο κάθε ζωντανού οργανισμού, έχουν γράψει διηγήματα και μυθιστορήματα για ζωντανούς οργανισμούς σε άλλους διαστημικούς κόσμους με βασικό στοιχείο το πυρίτιο. Το σώμα τους υποτίθεται ότι συντίθεται από ενώσεις του πυριτίου διαλυμένες σε μη υδατικούς διαλύτες, αλλά στη θέση του διοξειδίου του άνθρακα που είναι ένα ευκίνητο αέριο και το προϊόν της αποδόμησης των δικών μας ανθρακικών ενώσεων, αυτοί οι οργανισμοί έχουν διοξείδιο του πυριτίου, μια καθόλου ευδιάλυτη ένωση που όσο λεπτά διαμερισμένη κι αν ήταν, θα μπλόκαρε σύντομα τα βιολογικά συστήματα αυτών των οργανισμών.
Γιατί το είπαν έτσι
Την πιο πλήρη αναφορά στα σχετικά με το όνομα του στοιχείου αυτού βρήκα στο βιβλίο του Ν.Δ. Κλούρα «Η Ταυτότητα των Χημικών Στοιχείων» (εκδόσεις Τραυλός): «Αρχικά υιοθετήθηκε το όνομα Silicium προερχόμενο από το Silica (διοξείδιο του πυριτίου), που έχει τη ρίζα του στο λατινικό όνομα Silex (=πυριτόλιθος). Η κατάληξη -ium είναι δηλωτική πολλών χημικών στοιχείων. Αργότερα στα αγγλικά το Silicium έγινε Silicon για να παραπέμπει στις ομοιότητες με τα στοιχεία άνθρακας (=Carbon) και βόριο (=Boron). Το ελληνικό όνομα πυρίτιο προέρχεται από τον πυριτόλιθο, μια ποικιλία του διοξειδίου του πυριτίου, με ιδιότητες όμοιες με του χαλαζία. Οι πυριτόλιθοι βρήκαν εκτεταμένη χρήση στα τυφέκια με τσακμακόπετρα, από όπου και το όνομα πυριτόλιθος»! Το 1824 ο σουηδός χημικός Berzelius επιβεβαίωσε την ύπαρξη του πυριτίου ως ανεξάρτητου στοιχείου.
Αριθμοί κυκλοφορίας
Ατομικός αριθμός: 14
Ατομικό βάρος: 28.0855
Σημείο τήξης: 1.410 βαθμοί Κελσίου
Αριθμός ισοτόπων: 23!
Αφθονία: 2ο στη σειρά επάνω στη Γη. Μετά το οξυγόνο δηλαδή, είναι το επόμενο σε αφθονία στοιχείο του πλανήτη μας.
Στο ανθρώπινο σώμα όμως, αν αγνοήσουμε τις τυχόν τεχνητές προσθήκες, δεν βρίσκεις περισσότερο από 1 γραμμάριο πυριτίου.
Τι θέλει στη ζωή μας;
Ορυκτό πυρίτιο με προσμείξεις είναι το βασικό συστατικό του φλοιού της Γης (25,7%). Από διοξείδιο του πυριτίου με τη μορφή διάφανου χαλαζία κατασκευάζονται οι κρύσταλλοι που βρίσκονται στην καρδιά των ρολογιών ακριβείας, ενώ όλα αυτά τα τρανζίστορ και τα υπόλοιπα προχωρημένα κυκλώματα βασίζονται σε υλικά που το κύριο συστατικό τους είναι το πυρίτιο. Δεν συναντάται όμως ελεύθερο στη φύση, αλλά είναι τις περισσότερες φορές ενωμένο με οξυγόνο, δηλαδή η άμμος, ο χαλαζίας, ο αμίαντος περιέχουν διοξείδιο του πυριτίου. Επίσης, πυρίτιο έχουμε και σε κάποια, όχι σε όλα, τζάμια. Διότι η παράξενη αυτή ενδιάμεση κατάσταση μεταξύ υγρού και κρυσταλλικού υλικού δεν απαιτεί την παρουσία οπωσδήποτε πυριτίου. Ομως, το συνηθισμένο γυαλί φτιάχνεται με τη βοήθεια σόδας, ασβεστόλιθου, οξειδίου του ασβεστίου και διοξειδίου του πυριτίου.
Πόλεμος και ειρήνη
Πολλά σημερινά προχωρημένα όπλα εξαιρετικής ακριβείας ως προς τη στόχευσή τους μπόρεσαν να εξελιχθούν χάρη στην εξέλιξη των ημιαγωγών υλικών που έπρεπε να είναι εξαιρετικής καθαρότητας ως προς το πυρίτιο που περιείχαν.
Αλλά και στις ειρηνικές εφαρμογές το πυρίτιο διακρίνεται. Επειδή δεν προκαλεί διέγερση του ανθρώπινου αμυντικού συστήματος, μπορεί να εισάγεται στον οργανισμό χωρίς τάσεις απόρριψής του, στην αρχή τουλάχιστον.
Ηταν από τα πρώτα υλικά στην κατασκευή φωτοβολταϊκών και τα πιο πολλά τζάμια, πριν από 3.500 χρόνια αλλά ακόμα και σήμερα, κατασκευάζονται με βάση το πυρίτιο. Είναι διάφανα διότι δεν υπάρχουν εσωτερικά φράγματα ώστε να διαχέεται το φως, γίνονται (σχεδόν) άθραυστα με την προσθήκη βορίου, αλεξίσφαιρα όταν αποτελούνται από διάφορα στρώματα, αυτοκαθαριζόμενα όταν η επιφάνειά τους καλύπτεται, έπειτα από μια ορισμένη επεξεργασία τη στιγμή που είναι ακόμα σε διάπυρη κατάσταση, με διοξείδιο του τιτανίου. Σε αυτή την κατάσταση το τζάμι προκαλεί τη δημιουργία υπεροξειδίων ελευθέρων ριζών και αυτά τα υπεροξείδια μετατρέπουν την οργανική βρώμα της πόλης κυρίως σε διοξείδιο του άνθρακα.
Απορίες λογικές και μη
Αφού το πυρίτιο είναι κάτι σαν άμμος, όλες αυτές οι σιλικόνες που χρησιμοποιούνται στην πλαστική χειρουργική πώς είναι;
Οι σιλικόνες είναι πολυμερείς ενώσεις, δηλαδή πολλά ίδια μόρια συνδέονται μεταξύ τους και δημιουργούν ένα μακρομόριο όπως το ονομάζουν οι χημικοί, με μία βασική ομάδα στοιχείων να επαναλαμβάνεται πολλές φορές μέσα σ’ αυτό. Στις σιλικόνες ο βασικός αυτός δομικός λίθος αποτελείται από δύο άτομα πυριτίου και ανάμεσά τους βρίσκεται και τα συνδέει ένα άτομο οξυγόνου. Ανάλογα τώρα τι είναι τα υπόλοιπα άτομα μέσα στην ένωση, οι σιλικόνες μπορεί να είναι από λεπτόρρευστες υγρές ως άκαμπτες στερεές. Υπάρχουν υγρές σιλικόνες που μένουν αναλλοίωτες σε υψηλές ή σε χαμηλές θερμοκρασίες, άλλες που στερεοποιούνται και αδιαβροχοποιούν μιαν επιφάνεια και άλλες που έχουν αφρώδη δομή και χρησιμοποιούνται ως «γεμίσματα» σε πλαστικές στήθους ή στην τοποθέτηση πλαστικών απομιμήσεων σε περιπτώσεις αφαίρεσης όρχεων.
Πυρίτιο είδα σε έναν σάκο πως έχει και το τσιμέντο…
Ναι, καλά το παρατηρήσατε. Αυτό που λέμε τύπου-Portland (λόγω της ομοιότητας του μείγματος με πετρώματα του αγγλικού νησιού Portland), είναι μείγμα πυριτικών και αργιλικών ενώσεων. Πυριτικό, β-πυριτικό και αργιλικό τριασβέστιο είναι τα βασικά του συστατικά. Οταν λοιπόν την ώρα του χτισίματος ανακατεύουμε αυτό το μείγμα που είναι σε σκόνη με νερό έχουμε δύο στάδια. Την πήξη και τη σκλήρυνση. Πήζει το τσιμέντο μέσα σε ώρες και έτσι «ξεκαλουπώνουμε» μέσα σε ένα εικοσιτετράωρο. Η σκλήρυνση είναι διαδικασία που τελειώνει μέσα σε… 1 χρόνο. Οταν βρέχουμε το τσιμέντο είναι για να βοηθήσουμε τις αντιδράσεις της σκλήρυνσης. Οσο περισσότερο γύψο έχει το μείγμα τόσο πιο πολύ αργεί η πήξη, ίσως γιατί στρώματα γύψου εμποδίζουν το νερό να διεισδύσει παντού και να γίνει η βασική αντίδραση (που δίνει δι-πυριτικό ασβέστιο με τρία κρυσταλλικά νερά).
ΕΝΤΥΠΗ ΕΚΔΟΣΗ