Silicium

Silizium ist ein chemisches Element.

Eigenschaften

Aluminium - Silizium - Phosphor C Si Ge       Periodensystem
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl	Silizium, Si, 14
Serie	Halbmetalle
Gruppe, Periode, Block	14 (IVA), 3, p
Dichte, Mohshärte	2330 kg/m3, 6.5
Aussehen	dunkel grau, bläulicher Farbton
Atomar
Atomgewicht	28.0855 amu
Atomradius (berechnet)	110 (111)pm
Kovalenter Radius	111 pm
van der Waals-Radius	210 pm
Elektronenkonfiguration	[Ne]3s2 3p2
e- 's pro Energieniveau	2, 8, 4
Oxidationszustände (Oxid)	4 (amphoter)
Kristallstruktur	Diamant
Physikalisch
Aggregatzustand (Magnetismus)	fest (unmagnetisch)
Schmelzpunkt	1687 K (1414°C)
Siedepunkt	3173 K (2900°C)
Molares Volumen	12.06 ×10-3 m3/mol
Verdampfungswärme	384.22 kJ/mol
Schmelzwärme	50.55 kJ/mol
Dampfdruck	4.77 Pa bei 1683 K
Schallgeschwindigkeit	__ m/s bei __ K
Verschiedenes
Elektronegativität	1.90 (Pauling-Skala)
Spezifische Wärmekapazität	700 J/(kg*K)
Elektrische Leitfähigkeit	2.52 10-4/m Ohm
Wärmeleitfähigkeit	148 W/(m*K)
1. Ionisierungsenergie	786.5 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie	1577.1 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie	3231.6 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie	4355.5 kJ/mol
5. Ionisierungsenergie	16091 kJ/mol
6. Ionisierungsenergie	19805 kJ/mol
7. Ionisierungsenergie	23780 kJ/mol
8. Ionisierungsenergie	29287 kJ/mol
9. Ionisierungsenergie	33878 kJ/mol
10. Ionisierungsenergie	38726 kJ/mol
Stabilste Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP 28Si 92.23% Si ist stabil mit 14 Neutronen 29Si 4.67% Si ist stabil mit 15 Neutronen, Kernspin I=1/2, NMR-aktives Isotop 30Si 3.1% Si ist stabil mit 16 Neutronen 32Si {syn} 276 y Beta- 0.224 32P
SI-Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt, sofern nicht anders angegeben.

1822 (oder 1823) wurde Silizium (oft auch Silicium geschrieben) von J. J. Berzelius entdeckt. Silizium ist in der 4. Hauptgruppe (Tetrele) des Periodensystems der Elemente zu finden und zählt zu den Halbmetallen. Elementares Silizium findet in unterschiedlichen Reinheitsgraden Verwendung in der Metallurgie (Ferrosilizium), der Photovoltaik (Solarzellen) und in der Mikroelektronik (Halbleiter, Computerchips).

Silizium tritt in der Natur ausschließlich als Oxid auf, und zwar entweder in Form von Siliziumdioxid oder in Form silikatischer Mineralien. Es ist für gewöhnlich vierwertig, es existieren allerdings auch synthethisch hergestellte Verbindungen des zweiwertigen Siliziums (Silylene). Es gibt eine Vielzahl natürlicher chemischer Verbindungen in denen Silizium vorkommt, nämlich die Silikate. So besteht Sand, Ton und Quarz vorwiegend aus Siliziumdioxid.

Silizium ist nach dem Sauerstoff das zweithäufigste Element der Erdkruste, da es Bestandteil eines Großteils der Minerale ist. Wesentliches Bauelement aller Silizium-Sauerstoff-Verbindungen sind SiO₄-Tetraeder. Durch Polykondensation solcher SiO₄-Tetraeder, die über gemeinsame Ecken, Kanten oder Flächen verknüpft werden, können komplexe Ketten, Ringe, Schichten und andere Vernetzungsmuster ausgebildet werden. Eine Lebensform, die dieses Prinzip ausnutzt, sind die Kieselalgen (Diatomeen), welche sich durch Kondensation von Monokieselsäure Si(OH)₄ ein Exoskelett aus Siliziumdioxid aufbauen. Siehe auch Kieselsäure

Werden solche SiO₄-Tetraeder durch organische Reste modifiziert und polymerisiert, erhält man die Silikone (Silicone), einen der wichtigsten industriellen Kunststoffe.

Elementares Silizium ist im Handel in der Regel als braunes Pulver oder als grau-schwarze Kristalle erhältlich, hochreines Silizium für Solarpanels oder Halbleiter weisen einen typischen metallischen Glanz auf.

Durch die gezielte Einlagerung von Fremdatomen (Dotierung), wie z.B. Arsen, Germanium, Bor oder Phosphor, können die elektrischen Eigenschaften von Silizium in einem weiten Bereich verändert werden.

Verbindungen, in denen Silizium vorkommt:

• Zirkon und alle anderen Silikate
• Siliziumdioxid
• Siliziumcarbid
• Siliziumtetrafluorid
• Siliziumtetrachlorid
• Siliziumwasserstoffe (Silane)
• Silikone (Silicone)

Siehe auch: Glas, Sand