Melhor resposta
O silício é um isolante . Isso se baseia no fato de que o nível de Fermi do silício (a energia na qual os elétrons do silício têm a probabilidade de ter é 0,5) está localizado dentro de seu gap de energia (também equivalente à separação HOMO-LUMO), que é essencialmente por definição, um lugar onde os elétrons nem mesmo podem entrar. O gap do silício é de cerca de 1,1 eV.
O silício, sendo um isolante, parece um pouco complicado. Porque exibe uma aparência muito metálica, então as pessoas tendem a presumir que é um metal. Este acabamento metálico também se deve ao seu gap. Você pode pensar em uma lacuna de banda como a quantidade de energia que seus elétrons no topo da banda de energia inferior (banda de valência) estão dispostos a absorver para ficarem excitados para a banda de energia superior (banda de condução). Como mencionei, o intervalo de banda e, portanto, a necessidade de energia para a absorção do silício é 1,1 eV. A energia da luz visível é de cerca de 3,1 eV. Isso torna o silício capaz de absorver luz e parecer opaco.
No entanto, você pode fazê-lo conduzir, portanto, “agir como um metal” por três mecanismos: brilhar a luz sobre ele, aumentar sua temperatura ou dopar (adicionar impurezas) .
Resposta
A tabela periódica dos elementos mostra os elementos que vão de metálicos à esquerda a não metálicos à direita em algo como um continuum. O silício, junto com o boro, carbono, germânio, arsênio, selênio e telúrio são classificados como semimetais ou semicondutores.
Isso ocorre porque se a quantidade apropriada de energia for aplicada, alguns dos elétrons de valência podem se tornar conduzindo, fazendo com que o elemento se pareça com um metal. Sem a aplicação de um campo elétrico, ou energia luminosa ou calor, os elétrons de valência em semicondutores não estão disponíveis para serem conduzidos; assim, os semicondutores se comportam como não-metais quando assentam.
Os metais têm elétrons de valência disponíveis para fluir através do material devido à ligação metálica na qual os elétrons de valência estão livres para se associar a qualquer átomo no material a granel. Essa associação livre torna-se mais restrita à medida que você se move pela tabela periódica para a direita, até observar que os elétrons agora são capturados em orbitais de ligação. Esses elementos estão ligados uns aos outros por ligações covalentes.
Os átomos de silício são unidos na forma pura por ligações covalentes em uma estrutura de cristal como o carbono do diamante. É interessante notar que o silício puro tem uma aparência prateada como um metal, mas é rígido e duro, como alguns materiais isolantes.
O silício foi formado em uma estrutura 2D chamada siliceno que se assemelha ao grafeno. Ele exibe ligações híbridas sp3 em vez da ligação de grafeno de sp2. Essa ligação tetraédrica direcionada faz com que o silício ziguezagueie para fora do plano, tornando-o mais reativo e eletricamente manipulador. É muito promissor. e silicene na Wikipedia para uma discussão mais técnica.)