Siliciuros — compuestos de silicio con elementos menos electronegativos (generalmente metales). Se conocen siliciuros de metales alcalinos (Li, Na, K, Rb, Cs) y alcalinotérreos (Be, Mg, Ca, Sr, Ba), la mayoría de los metales d y metales f. Ag, Au, Zn, Cd, Hg y todos los elementos p no forman siliciuros.
Estructura de los siliciuros
La estructura de los siliciuros depende del tipo de enlace químico entre los átomos de silicio y el metal. Los siliciuros de metales alcalinos y alcalinotérreos tienen un enlace iónico-covalente M-Si, mientras que los siliciuros de metales de transición tienen un enlace de tipo metálico. En estos últimos, la interacción entre los átomos de los elementos también se debe al enlace metálico entre los átomos del metal y al enlace covalente entre los átomos de silicio. Cuanto menor es la capacidad donadora del metal, mayor es la proporción del componente covalente del enlace M-Si.
Los siliciuros de composición simple tienen un empaquetamiento cúbico compacto o una red cúbica centrada en el cuerpo. Al aumentar el contenido de silicio en los siliciuros, surgen estructuras cristalinas con enlaces Si-Si (pares, cadenas, capas, armazones, estructuras tridimensionales). La mayoría de estos siliciuros tienen composiciones desde M3Si hasta MSi2: MSi2, M5Si3, M3Si, M2Si3, M2Si. Varios elementos forman siliciuros de diversa composición. El contenido mínimo de silicio se observa en Cu8Si, el máximo en los siliciuros de metales alcalinos, por ejemplo, en CsSi8.
Los metales alcalinos, con la excepción del litio, son capaces de formar siliciuros de composición MSi, en los que los átomos de silicio forman tetraedros Si4. Dichos siliciuros, al calentarse, se transforman en MSi6 y M8. El litio forma siliciuros complejos de composición Li22Si5, en los que están presentes enlaces Li-Li de carácter covalente.
Propiedades físicas y químicas de los siliciuros
Los siliciuros de tipo metálico poseen conductividad eléctrica, y algunos siliciuros superiores son semiconductores. Varios siliciuros, por ejemplo, V3Si, presentan superconductividad a bajas temperaturas. Los siliciuros de elementos s y d poseen propiedades paramagnéticas o diamagnéticas débiles. V3Si, Cr3Si, Mo3Si son antiferromagnéticos; los siliciuros de elementos de tierras raras son ferro- o antiferromagnéticos.
Los siliciuros de metales alcalinos reaccionan violentamente, con explosión, con agua, liberando silanos, y se oxidan fácilmente con el oxígeno del aire. El siliciuro de magnesio Mg2Si no reacciona con agua ni con soluciones alcalinas, pero sí interactúa con soluciones ácidas. Los siliciuros de metales alcalinotérreos también se descomponen con agua, soluciones ácidas y alcalinas. El siliciuro de berilio Be2Si no ha sido completamente estudiado (debido a su extrema inestabilidad). Los lantánidos forman siliciuros de diversa composición, son resistentes a la acción del oxígeno hasta una temperatura de ~500°C, y son relativamente resistentes a la acción del agua, oxidándose solo con ebullición prolongada, liberando silanos e hidrógeno. Los compuestos análogos de los actínidos se oxidan más fácilmente en el aire, pero son más resistentes a la acción del agua y los ácidos.
Los siliciuros de metales de transición son refractarios y resistentes a la oxidación debido a la formación de películas de óxido (del metal o del silicio).
Obtención y aplicación
Los siliciuros se obtienen por síntesis directa mediante la sinterización del metal con silicio o por la reacción del silicio con el metal fundido.
Por interacción del silicio con hidruros metálicos
$$ 2 CaH_{2} + Si → Ca_{2}Si + 2 H_{2} $$
Por interacción de un exceso de metal con óxido de silicio (IV)
$$ SiO_{2} + 4 Mg → Mg_{2}Si + 2 ext{Óxido de magnesio} $$
En física técnica y automatización, el siliciuro de vanadio V3Si se utiliza como superconductor, y el siliciuro de renio ReSi como semiconductor. Muchos siliciuros forman parte de materiales resistentes al calor, por ejemplo, el disiliciuro de molibdeno MoSi2. El ferrosilicio tiene una gran importancia práctica.
Algunos siliciuros de elementos de tierras raras se utilizan como absorbentes de neutrones de alta temperatura en la industria nuclear.
