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Lexikon Chemie

Silicium

[lat. silex »(Quarz-)Kiesel«]: Chemisches Element der IV. Hauptgruppe, Zeichen Si, OZ 14, relative Atommasse 28,09; Mischelement.

Physikalische Eigenschaften: Silicium bildet kubische, metallisch glänzende, dunkelgraue bis schwarze Kristalle (die Gitterstruktur ist die gleiche wie die des Diamanten); sehr spröde, härter als Glas; leitet den elektrischen Strom (Leitfähigkeit nimmt mit steigender Temperatur zu, Halbleiter); Dichte 2,33 g/cm³, Fp. 1414 °C, Sp. 3265 °C.

Chemische Eigenschaften: Silicium verbrennt bei großer Hitze zu Siliciumdioxid, SiO2, mit Fluor reagiert es schon bei Zimmertemperatur unter Feuererscheinung, mit den übrigen Halogenen beim Erhitzen; mit Stickstoff vereinigt sich Silicium bei 1400 °C unter Bildung von Nitrid, Si3N4; es löst sich in einigen Metallen unter Bildung von Siliciden (z. B. Dicalciumsilicid, Ca2Si, Calciumsilicid, CaSi); Silicium tritt fast nur vierwertig auf; es verhält sich in vieler Hinsicht ähnlich wie Kohlenstoff, bildet jedoch keine Verbindungen mit Doppel- oder Dreifachbindungen.

Gewinnung und Verwendung: Silicium wird technisch durch Reduktion von Quarz mit Kohle im elektrischen Ofen gewonnen: SiO2 + 2 C → Si + 2 CO. Dabei fällt Silicium als stückiges oder pulveriges Produkt an, das v. a. als Desoxidationsmittel und als Legierungsbestandteil u. a. für Spezialstähle verwendet wird. Hochreines Silicium, das als Halbleiter in der Elektrotechnik gebraucht wird, wird durch das Zonenschmelzverfahren hergestellt oder nach speziellen Verfahren gewonnen, z. B. durch Pyrolyse von gereinigtem Siliciumwasserstoff (Silan, SiH4): SiH4 → Si + 2 H2.
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