La mejor respuesta
El silicio es un aislante . Esto se basa en el hecho de que el nivel de Fermi del silicio (la energía a la que los electrones del silicio tienen la probabilidad de tener es 0.5) se encuentra dentro de su brecha de energía (también equivalente a la separación HOMO-LUMO), que es esencialmente por definición, un lugar donde ni siquiera se permite la entrada de electrones. La banda prohibida del silicio es de aproximadamente 1,1 eV.
El silicio, como aislante, parece un poco complicado. Debido a que exhibe un aspecto muy metálico, la gente tiende a asumir que es un metal. Este acabado metálico también se debe a su banda prohibida. Puede pensar en una banda prohibida como la cantidad de energía que sus electrones en la parte superior de la banda de energía inferior (banda de valencia) están dispuestos a absorber para excitarse a la banda de energía superior (banda de conducción). Como mencioné, la banda prohibida y, por lo tanto, el requisito de energía para la absorción de silicio es de 1,1 eV. La energía de la luz visible es de aproximadamente 3,1 eV. Esto hace que el silicio sea capaz de absorber la luz y parecer opaco.
Sin embargo, puede hacer que conduzca y, por lo tanto, «actúe como un metal» mediante tres mecanismos: alumbrarlo con luz, aumentar su temperatura o dopar (agregar impurezas) .
Respuesta
La tabla periódica de elementos muestra los elementos que van de metálicos a la izquierda a no metálicos a la derecha en una especie de continuo. El silicio, junto con el boro, el carbono, el germanio, el arsénico, el selenio y el telurio se clasifican como semimetales o semiconductores.
Esto se debe a que si se aplica la cantidad adecuada de energía, algunos de los electrones de valencia pueden convertirse en conduciendo, haciendo que el elemento se parezca a un metal. Sin la aplicación de un campo eléctrico, energía luminosa o calor, los electrones de valencia de los semiconductores no están disponibles para ser conducidos; por lo que los semiconductores se comportan como no metales cuando se sientan.
Los metales tienen electrones de valencia disponibles para fluir a través del material debido a un enlace metálico en el que los electrones de valencia son libres de asociarse con cualquier átomo en el material a granel. Esta asociación libre se vuelve más restringida a medida que se desplaza por la tabla periódica hacia la derecha hasta que observamos que los electrones ahora se capturan en los orbitales de enlace. Estos elementos están unidos entre sí mediante enlaces covalentes.
Los átomos de silicio se unen en forma pura mediante enlaces covalentes en una estructura cristalina como el carbono del diamante. Es interesante notar que el silicio puro tiene una apariencia plateada como un metal, pero es rígido y duro, como algunos materiales aislantes.
El silicio se ha formado en una estructura 2D llamada silicene que se asemeja al grafeno. enlaces híbridos sp3 en lugar del enlace de grafeno de sp2. Este enlace tetraédrico dirigido hace que la silicona se salga del plano en zigzag haciéndola más reactiva y manipuladora eléctricamente. Es un gran material prometedor.
(Ver: silicio y silicene en wikipedia para una discusión más técnica.)