Silicij je hemijski element sa simbolom Si i rednim brojem 14. U periodnom sistemu svrstan je u četvrtu glavnu grupu (grupu ugljika) i 3. periodu. Klasični je polumetal, tako da ispoljava osobine metala i nemetala, a ima i osobinu poluprovodljivosti. Čisti elementarni silicij ima sivo-crnu boju, a može se primijetiti i tipičan metalni, često bronzano do plavičasti sjaj. Za čovjeka, elementarni silicij nije otrovan. U obliku svojih spojeva, silikata, veoma je važan za čovjeka. Prosječni udio silicija u obliku spojeva u ljudskom tijelu iznosi 20 mg/kg mase, a ta količina smanjuje se kod starijih osoba.
Historija Antoine Lavoisier je bio prvi naučnik koji je 1787. primijetio da je silika mogući oksid nekog, dotad još neotkrivenog, hemijskog elementa. Nakon što je pokušao iz silike izolirati čisti silicij, Humphry Davy 1808. predložio je ime silicium za novi element, naziv izveden iz latinskog silex, silicis u značenju kremen i nastavka -ium, jer je vjerovao da je riječ o metalu. Smatra se da su Gay-Lussac i Thénard 1811. dobili nepotpuno čisti, amorfni silicij tako što su zagrijavali, tada novootkriveni, metal kalij uz dodatak silicij-tetrafluorida, međutim, proizvod te reakcije nisu u dovoljnoj mjeri izdvojili i prečistili niti su mu odredili osobine, ne znajući da je riječ o novom elementu. Današnje ime siliciju je dao škotski hemičar Thomas Thomson 1817. On je zadržao dio imena koji je dao Davy, ali je umjesto dodatka -ium dodao -on (eng. silicon) jer je vjerovao da je silicij nemetal sličan kao bor (eng. boron) ili ugljik (eng. carbon).
Berzelius je 1823. dobio amorfni silicij koristeći otprilike sličnu metodu kao Gay-Lussac (metal kalij i kalij-fluorosilikat), ali je proizvod reakcije prečistio ispirajući ga konstantno te dobio smeđi prah. Zbog toga, danas se u literaturi vrlo često može naći da je on otkrio elementarni silicij. Silicij, u svom mnogo više uobičajenom kristalnom obliku, nije dobijen narednu 31 godinu sve dok ga nije otkrio Deville. On je 1854. pokušao dobiti metalni aluminij iz aluminij-hlorida, a koji je bio znatno onečišćen silicij-hloridom. Deville je koristio dvije metode za dobijanje aluminija: zagrijavanje aluminij-hlorida uz prisustvo natrija u intertnoj atmosferi (vodika); te topljenje aluminij-hlorida s natrij-hloridom i elektrolizom te mješavine. U oba slučaja nastajao je čisti silicij. On se rastvarao u istopljenom aluminiju, ali se nakon njegovog hlađenja kristalizirao. Rastvaranjem čvrstog aluminija u hlorovodičnu kiselinu pojavljivale su se ljuskice kristalnog silicija. Na kraju, Deville je dobio kristalni silicij zagrijavajući hlorid ili fluorid silicija s metalnim natrijem, izolirao amorfni silicij, istopio taj amorfni oblik sa soli i zagrijao mješavinu dok sva so nije isparila. Pomoću elektrolize nečistog natrij-aluminij hlorida, koji sadrži oko 10% silicija, uspio je 1854. dobiti relativno čisti alotrop silicija. Kasnije su otkrivene i razvijene mnogo jeftinije metode za izoliranje silicija u nekoliko alotropskih modifikacija, a jedna od najnovijih je silicen.
Budući da je silicij jedan od vrlo važnih elemenata u industriji poluprovodnika i uređaja visoke tehnologije, mnoga mjesta na svijetu nose njegovo ime. Jedan od poznatijih primjera je Silicijska dolina (Silicon Valley) u Kaliforniji, koja nosi ime elementa jer je on, između ostalog, osnova brojnih današnjih industrija zasnovanih na računarskoj tehnologiji. I druga geografska mjesta koja imaju određenu vezu industrijom imaju u svom imenu neku povezanost sa silicijem. Primjeri uključuju Silicon Forest (bos. Silicijska šuma) u Oregonu, Silicon Hills u Austinu (Texas), silikonska Saksonija u Njemačkoj, Silikonska dolina kod Bangalorea u Indiji, Silikonska granica u Mexicaliju (Meksiko), Silicon Fen u Cambridgeu (Engleska), Silicon Glen u Škotskoj i Silicon Gorge u Bristolu (Engleska).
Osobine Fizičke 130px|thumb|lijevo|Silicij se kristalizira u dijamantsku kubičnu kristalnu strukturu Na sobnoj temperaturi, silicij je u čvrstom stanju i ima relativno visoku tačku topljenja i ključanja od 1410 i 3260 °C, respektivno. U tečnom stanju ima mnogo veću gustoću (2,533 g/cm3 pri tački topljenja) nego kada je čvrst. Kada prelazi u čvrsto stanje ne skuplja se kao većina supstanci, nego se širi, slično kao što se javlja kod leda i vode. Sa relativno visokom toplotnom provodljivošću od 150 W·m−1·K−1, silicij dobro provodi toplotu, pa se zbog toga ne koristi za toplotno izoliranje vrućih predmeta.
U kristaliziranom obliku čisti silicij sive je boje s metalnim sjajem. Poput germanija, silicij je prilično snažan, vrlo krhak i podložan lomljenju. Silicij, poput ugljika i germanija, kristalizira se u dijamantsku kubičnu kristalnu strukturu, pri čemu mu razmak rešetke iznosi 0,5430710 nm (5,430710 Å). Vanjska elektronska orbitala silicija, slično kao i kod ugljika, ima četiri valentna elektrona. Ljuske 1s, 2s, 2p i 3s su potpuno popunjene dok 3p ljuska sadrži samo dva elektrona od mogućih šest.
Silicij je poluprovodnik. On ima negativan temperaturni koeficijent električnog otpora, pošto se broj slobodnih nosilaca naboja povećava porastom temperature. Električni otpor jediničnog kristala silicija se značajno mijenja pod uticajem mehaničkog stresa zbog piezootporničkog (piezorezistivnog) efekta.
Hemijske 130px|thumb|lijevo|Prah silicija Silicij je metaloid, vrlo lahko otpušta ili dijeli svoja četiri vanjska elektrona, čime obično gradi četiri veze. Poput ugljika, njegova četiri valentna elektrona daju mu mogućnost vezanja za mnoge druge elemente. Za razliku od ugljika, silicij može primiti i dodatne elektrone i formirati pet ili šest veza u određenim nešto nestabilnijim silikatnim oblicima. Četverovalentni silicij je relativno inertan, ali i dalje može reagirati sa halogenim elementima i razblaženim bazama, dok najveći broj kiselina (osim nekih hiper reaktivnih kombinacija dušične i fluorovodične kiseline) nema utjecaja na silicij.
Izotopi Silicij u prirodi je sastavljen iz tri stabilna izotopa: 28Si, 29Si i 30Si. Među njima, najveći udio ima izotop 28Si (92% udjela u prirodnom siliciju). Od njih, samo se izotop 29Si koristi u NMR i EPR spektroskopiji. Poznato je oko 20 radioaktivnih izotopa, među kojima je najstabilniji izotop 32Si sa vremenom poluraspada od 170 godina, a poslije njega izotop 32Si koji ima vrijeme poluraspada od 157,3 minute. Svi ostali nestabilni izotopi imaju vremena poluraspada kraća od sedam sekundi, a većina od njih imaju životni vijek kraći od desetinke sekunde. Silicij nema nijedan poznati nuklearni izomer.
Maseni brojevi izotopa se kreću u rasponu od 22 do 44. Najčešći način raspada kod šest izotopa sa masenim brojevima nižim od 28 je β+, primarno dajući izotope aluminija (13 protona) kao proizvod raspada. Najčešći načini raspada za 16 izotopa sa masenim brojevima višim od 28 je β-, dajući kao proizvod raspada izotope fosfora (15 protona).
Rasprostranjenost thumb|lijevo|160px|Klaster kristala kvarca (SiO2) sa Tibeta. Mjereno po masi, silicij čini oko 27,7% Zemljine kore i drugi je element po rasprostranjenosti u kori, odmah iza kisika. Silicij se obično nalazi u obliku složenih silikatnih minerala, a mnogo rjeđe kao silicij-dioksid (silika, jedan od najznačajnijih sastojaka običnog pijeska). Čiste silicijske kristale vrlo teško je naći u prirodi.
Silikatni minerali, vrlo raznoliki minerali koji sadrže silicij, kisik i reaktivne metale, čine oko 90% ukupne mase Zemljine kore. Razlog za to treba tražiti u činjenici da pri izuzetno visokim temperaturama koje su karakterisale stvaranje unutrašnjeg Sunčevog sistema, silicij i kisik su imali veliki afinitet jedan prema drugom, gradeći mreže silicija i kisika u hemijskim spojevima vrlo niske stabilnosti. Pošto su kisik i silicij bili najčešći nemetalni elementi koji nisu bili u gasovitom stanju u ostacima prašine supernova, koja je formirala protoplanetarni disk pri stvaranju i evoluciji Sunčevog sistema, oni su formirali mnoge kompleksne silikate koji su kasnije srasli i spojili se u veće stjenovite planetezimale i planete slične Zemlji. Na taj način, reducirana matrica silikatnih minerala je zarobila metale dovoljno reaktivne da budu oksidirani (aluminij, kalcij, natrij, kalij i magnezij). Nakon gubitka isparljivih gasova, kao i ugljika i sumpora putem reakcije sa vodiko, ova silikatna mješavina elemenata načinila je veći dio Zemljine kore. Ti silikati su imali relativno nisku gustoću u odnosu na željezo, nikl i druge metale koji nisu reaktivni sa kisikom, tako da je rezidij nevezanog željeza i nikla potonuo u jezgro Zemlje, ostavljajući debeli omotač izgrađen uglavnom iz magnezijevih i željeznih silikata. Tim silikatima se smatraju uglavnom silikatni perovksiti, kao i magnezij/željezo oksid feroperiklasi.
Primjeri silikatnih minerala u kori uključuju one u sklopu piroksena, amfibola, tinjaca i grupa feldspara. Ovi minerali se javljaju u glini i raznim vrstama stijena poput granita i pješčara.
Silika sadržana u mineralima se sastoji od veoma čistog silicij-dioksida u različitim kristalnim oblicima, kvarca, ahata ametista, stjenovitih kristala, kalcedona, kremena, jaspisa i opala. Kristali imaju empirijsku formulu silicij dioksida, ali se ne sastoje iz odvojenih molekula silicij-dioksida na način kao kod stvrdnutog ugljik dioksida. Za razliku od njega, silika se strukturalno sastoji od čvrste mreže silicija i kisika u trodimenzionalnim kristalima, slično dijamantu. Manje čisti oblici silike formiraju prirodno staklo opsidijan. Biogena silika se javlja u strukturi diatoma, radiolaria i silikatnih spužvi.
Silicij je jedan od osnovnih sastojaka mnogi meteorita i sastojak je tektita, silikatnog minerala mogućeg porijekla sa Mjeseca ili (ako je zemaljskog porijekla) koji je možda nastao djelovanjem neuobičajene temperature i pritiska, moguće pri udaru meteorita.
Dobijanje Elementarni silicij se ne legira u značajnim količinama sa drugim elementima, a najčešće se koristi čistoće > 95%, koji se naziva još i metalni silicij. On čini oko 20% ukupne svjetske proizvodnje elementarnog silicija, a manje od 1 do 2% ukupnog elementarnog silicija (5-10% silicija metalurške čistoće) je ikad pročišćeno do višeg stepena čistoće za upotrebu u elektronici. Silicij metalurškog stepena se komercijalno dobija reakcijom vrlo čiste silike i uglja, treseta ili drveta u elektrolučnoj peći koristeći ugljične elektrode. Pri temperaturi preko 1900 °C ugljik u navedenim materijalima i silicij stupaju u hemijsku reakciju SiO2 + 2 C → Si + 2 CO. Tečni silicij se nakuplja na dnu peći, a kasnije se ispušta i hladi. Silicij dobijen na ovaj način se naziva silicij metalurške čistoće i uglavnom je 98% čist. Koristeći ovu metodu, silicij-karbid (SiC) se također može dobiti ukoliko se doda prevelika količina ugljika. Ta reakcija ide na sljedeći način: SiO2 + C → SiO + CO ili SiO + 2 C → SiC + CO. Međutim, obično se koncentracija SiO2 u procesu proizvodnje drži dovoljno visokom, a silicij-karbid se može odstraniti hemijskom reakcijom 2 SiC + SiO2 → 3 Si + 2 CO.
Kao što je navedeno, "metalni" silicij metalurške čistoće se najčešće koristi u prerađivačkoj industriji aluminija za izradu aluminijsko-silicijskih legura. Ostatak (oko 45%) se koristi u hemijskoj industriji, gdje se najčešće koristi za dobijanje pirogenske silike (sredstvo za zgrušnjavanje), te u proizvodnji drugih složenih hemikalija poput silana i nekih vrsta silikona.
Po podacima iz septembra 2008. godine, silicij metalurške čistoće je na svjetskom tržištu koštao oko 3,20 US$/kg, što je znatno više u odnosu na 2005. godine kada je cijena iznosila 1,70 US$/kg.
Silicij solarnog razreda Za proizvodnju solarnih ćelija sirovi silicij se mora dalje pročistiti do stepena takozvanog solarnog razreda (Sisg, solarni silicij). Taj proces se može odvijati pomoću Siemensovog procesa, pri čemu se prvo silicij prevodi u trihlorsilan (silikohloroform) u reaktoru za fluidiziranje pomoću gasovitog hlorovodika na temperaturi od 300–350 °C.