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Silicium
28,0855 u
14Si
 IV. Hauptgruppe 
(Kohlenstoff-Silicium-Gruppe)
3. Periode
________________
14. Gruppe (IUPAC 89)
Zum Startpunkt Tabellen Begriffserklärungen Periodensystem in Großformat anzeigen Periodensystem ausdrucken Element suchen Zurück Innerhalb der Gruppe nach unten bewegen Innerhalb der Gruppe nach oben bewegen Nächstes Element anzeigen
Elementart: Halbmetall Oxidationsstufe(n): +4
Schmelztemperatur: 1414 °C (1687 K) Elektronegativität: 1,8
Siedetemperatur: 2900 °C (3173 K) Atomradius: 117 pm
Dichte: 2,33 g/cm3 Erdkrustenhäufigkeit: 25,8 %
Anordnung der Elektronen
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f .. 6s 6p 6d ... 7s
2 2 6 2 2                              
Schalenmodell Lewis-Schreibweise Energieniveauschema
Schalenmodell Energieniveauschema
Name Von »silex«, lat. Kieselstein.
Entdeckung Siliciumdioxid (SiO2) schon lange bekannt (Quarz, Kieselerde). Berzelius erhielt durch Reduktion von SiO2 mit Eisen zunächst die Legierung Ferrosilicium. Erst 1823 konnte er reines Silicium herstellen (Reduktion von SiF4 mit Kalium).
Eigenschaften Metallisch glänzendes, dunkelgraues hartes und sprödes Halbmetall.
 
Metallurgisches Silicium für Legierungszwecke
Metallurgisches Silicium für Legierungszwecke
 
Leitet den elektrischen Strom, in Säuren unlöslich, in Laugen bei Erwärmen unter Bildung von Silicat löslich:
Si + 2 KOH 0 K2SiO3 + 2 H2
Verbrennt bei großer Hitze zu SiO2, reagiert bei Erhitzen mit Stickstoff, Chlor, Brom, Iod und Metallen (Silicide), mit Fluor auch bei Zimmertemperatur.
Vorkommen Silicium stellt nach dem Sauerstoff das zweithäufigste Element der Erdkruste dar (Siehe:  Tabelle Erdkrustenhäufigkeit).
Es kommt nur gebunden als Siliciumdioxid SiO2 oder als Silicat vor. Silicate sind als Salze der Kieselsäuren [n H2O × m SiO2] aufzufassen.
 
Siliciumdioxid SiO2 liegt z.B. in den Mineralen Quarz, Bergkristall, Amethyst, Citrin, Kieselgur, Opal, Chalcedon, Feuerstein u.a. vor.
 
Foto: www.minerals-online.de
Amethyst
Amethyst
Foto: www.minerals-online.de
Bergkristall
Bergkristall

 
Silicat-Minerale sind z.B. Feldspat, Glimmer, Augit, Plagioklas, Talk, Asbest, Smaragd, Olivin, Meerschaum, Topas, Granat, Ultramarin u.v.a.
 
Foto: www.minerals-online.de
Andradit
Der zu den Granat-Mineralen gehörende Andradit ist ein Calcium-Eisen-Silicat (Ca3Fe2[SiO4]3).
Foto: www.minerals-online.de
Smaragd
Smaragd (grün) auf Rauchquarz. Smaragd ist ein Beryllium-Aluminium-Silicat, dessen grüne Farbe durch den Gehalt an Chrom(III)-oxid verursacht wird.
Foto: www.minerals-online.de
Topas
Topas ist ein fluorhaltiges Aluminiumsilicat. Hier ist ein cognacfarbener Topas auf Clevelandit (Herkunft: Pakistan) zu sehen.
Herstellung Reduktion von Quarz mit Kohle oder Calciumcarbid im elektrischen Ofen.
Verwendung Hochreines Silicium mit einem Reinheitsgrad von > 99,9999999 % wird zur Herstellung elektronischer Bauteile (Chips, Prozessoren, Solarzellen) benötigt.
 
Silicium-Scheibe (»Wafer«) zur Herstellung von Prozessoren.
Polierte und bereits bedruckte Einkristall-Reinstsilicium-Scheibe (»Wafer«) zur Herstellung von Prozessoren. Die Politur erfolgt u.a. mit Suspensionen von Nanoteilchen aus Siliciumdioxid.
 
Multikristallines Silicium in einer Solarzelle
Multikristallines Silicium in einer Solarzelle.
Fasern aus Siliciumnitrid Fasern aus Siliciumnitrid.
Siliciumnitrid (Si3N4) wird z.B. erhalten durch Erhitzen von Siliciumpulver in einer Stickstoffatmosphäre bei Temperaturen über 1250 °C. Fasern aus Siliciumnitrid sind ebenso wie Fasern aus Siliciumcarbid (SiC) Hochleistungsmaterialien mit sehr hoher Festigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Aus Silicium wird Silicon hergestellt. Ferrosilicium findet bei der Stahlherstellung Verwendung. Siliciumcarbid (SiC) wird als Schleif- und Poliermittel eingesetzt. Quarz ist ein Rohstoff für die Glasproduktion. Zement, Porzellan, Steingut und Glas sind Verbindungen des Siliciums (Silicate).
Isotope 28Si (92,23%), 29Si (4,67%), 30Si (3,10%)
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Quellenangabe für diese Seite:
 chemie-master.de: Periodensystem für den Schulgebrauch, Online im Internet: 
 http://www.chemie-master.de/pse/pse.php?modul=Si [Stand 24.11.2024] 
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