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	Silizium
	Silizium
	Allgemeines
Name	Silizium
Symbol	Si
Ordnungszahl	14
Gruppe	Kohlenstoffgruppe
Zeitspanne	Periode 3
Block	P-Block
Serie	Halbmetalle
Farbe	Dunkelgrau
	Chemische Eigenschaften
Atommasse (Sie)	28,086
Elektronenkonfiguration	[Ne]3s2 3p2
Oxidationsstufen	−4, 2, 4
Elektronegativität (Pauling)	1,90
Atomradius (Uhr)	117
1 Ionisationspotential (kJ·Maulwurf−1)	786,52
2. Ionisationspotential (kJ·Maulwurf−1)	1577,15
3. Ionisationspotential (kJ·Maulwurf−1)	3231,61
	Physikalische Eigenschaften
Dichte (kg·ich−3)	2329
Härte (Mohs)	6,5
Schmelzpunkt (k)	1687
Siedepunkt (K)	3538
Aggregatzustand	Fest
Schmelzwärme (kJ mol−1)	50,5
Verdampfungswärme (kJ mol−1)	384,2
Van-der-Waalse-Radius (pm)	210
Kristallstruktur	Junges
Molarvolumen (m3mol−1)	12,1·10−6
Schallgeschwindigkeit (mso−1)	2200
Spezifische Wärme (J kg−1·K−1)	760
Elektrischer Wiederstand (μΩ·cm)	10
Wärmeleitung (Wich−1·K−1)	148
	SIEinheiten und Standardtemperatur und -druck werden verwendet,; sofern nicht anders angegeben
Portal	Chemie

Silicium

Monokristallines Silizium für die Waferherstellung

Silizium oder Kieselstein ist ein Chemisches Element mit Symbol Si und Ordnungszahl 14. Es ist ein dunkles Grau metalloid.

Entdeckung

Silizium wurde zuerst identifiziert durch Antoine Lavoisier im 1787. Später wurde es Humphry Davy für eine Verbindung gehalten, aber in 1811 Es wurde klar, dass es doch ein Element war, als Louis Gay-Lussac unrein amorph Silizium gewonnen durch Siliziumtetrafluorid in Gegenwart von erhitzen Kalium. Im 1824 gemacht Jons Jacob Berzelius reines Silizium, indem Sie zuerst die gleiche Methode wie Lussac anwenden und das Produkt dann mehrmals waschen. Silizium verdankt seinen Namen dem LateinSilex, "Feuerstein". Im 1854 bereit Henri Saint-Claire Deville kristallines Silizium zum ersten Mal, das zweite allotrop Form von Silizium.

Das Hightech Region Silicon Valley im Kalifornien ist nach Silizium benannt, denn Silizium ist ein wichtiger Rohstoff für Halbleiter.

Für Pflanzen ist Silizium essenziell für das Bauen Zellwände.

Anwendungen

Silizium wird in vielen Industriezweigen verwendet. Siliciumdioxid ist in der Form von Sand oder Lehm zur Herstellung vieler Baustoffe verwendet. Weitere Produkte, in denen Silizium häufig verwendet wird, sind:

Computer-Chips: Auf einer Siliziumscheibe werden die Komponenten eines Chips hergestellt.
Keramik: Siliziumdioxid ist der Rohstoff für viele keramische Werkstoffe
Stahl: Silizium wird oft als Zusatz zu Stahl verwendet
Glas: in Form von SiO₂ ist Silizium der Grundrohstoff von Glas
Halbleiter: in sehr reiner Form wird Silizium kombiniert mit Arsen, bohren, Gallium und Phosphor für die Halbleiterfertigung verwendet
Laser-: Mit Silizium lassen sich Laser mit Met herstellen Wellenlänge ab 456 nm
Solarplatten: Die photoelektrischen Eigenschaften von Silizium machen es für Fotozellen geeignet
Röntgenbeugung: Präparathalter in Form von SilikonEinkristalle

Darüber hinaus gibt es viele weitere Anwendungen von Silizium in der Industrie.

Kommt auch Siliciumdioxid in Lebensmitteln (in Getreide wie Hafer) und wird als Antibackmittel, wenn Schönungsmittel mit Wein und Bier und Entschäumer. Auf Etiketten ist es als Zusatzstoff E551 angegeben oder die Namen sind Kieselsäure, Quarz oder Kieselsäure benutzt.

Bemerkenswerte Funktionen

In kristalliner Form hat Silizium ein metallisches Aussehen und eine graue Farbe. Obwohl es ein relativ untätig Element, unter bestimmten Bedingungen reagiert es mit Halogene, aber am meisten Säuren keinen Einfluss haben.

Silizium kann in vielen Verbindungen die Rolle spielen Kohlenstoff (in dem Periodensystem genau darüber):

Aussehen

Nach dem Sauerstoff ist Silizium das am häufigsten vorkommende Element im Erdkruste. Die Erdkruste besteht aus 25,7% Silizium in seinen verschiedenen Verbindungen. Silizium kommt in der Natur nicht in seiner elementaren Form vor. Die häufigste Siliziumverbindung ist Siliziumdioxid (SiO₂) wie in Quarz, Opal und Feuerstein. Außerdem ist das Element in komplexen Ionen (Silikate) wie Asbest, Lehm und Glimmer und viele Mineralien.

Reinigung

Im kommerziellen Maßstab wird reines Silizium durch Erhitzen von Siliziumdioxid in Gegenwart von Kohlenstoff. Der Kohlenstoff reduziert das Siliziumdioxid zu Silizium nach der Gleichung:

{displaystyle {ce{SiO2 2C -> Si2CO}}}

Das so gewonnene Silizium weist eine Reinheit von ca. 99 % auf. Für den Einsatz in Halbleitern wird reineres Silizium benötigt. Dafür können verschiedene chemische und physikalische Techniken verwendet werden.

zweite Phase: Das in der ersten Phase gereinigte Silizium wird zunächst in . umgewandelt Trichlorsilan (SiHCl₃). Da wird es gemischt mit Salzsäure (HCl). Destillation entfernt Verunreinigungen. Das Trichlorsilan wird zum Verdampfen erhitzt und bei guter Temperaturwahl entsteht sehr reines Silizium.
dritte Phase (Zonenschmelzen): Ein Siliziumstab wird nur in einer kleinen Zone über den Schmelzpunkt erhitzt. Da sich Verunreinigungen in der Flüssigphase viel besser lösen als in der festen Phase, werden die meisten Verunreinigungen in der Flüssigzone gesammelt. Diese werden an das Ende der Stange gebracht. Schließlich wird dieses Stück abgeschnitten und verworfen. Der Rest ist fast 99,9999999999% rein (1 von 10 Milliarden Teilen ist eine Verunreinigung). In diesem Fall sprechen wir von "Elf Neuner" Reinheit.

Isotope

sehen Isotope von Silizium für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Stabilste Isotope
ISO	RA (%)	halbes Leben	VV	VE (MeV)	VP
²⁸Si	92,23	stabil mit 14 Neutronen
²⁹Si	4,67	stabil mit 15 Neutronen
³⁰Si	3,10	stabil mit 16 Neutronen
³¹Si	syn	157,3 ich	β⁻	1,492	³¹p
³²Si	syn	172 ja	β⁻	13,020	³²p

Für Silizium sind 23 verschiedene Isotope bekannt. Silizium-28, -29 und -30 sind stabil. Die restlichen instabilen Isotope können künstlich hergestellt werden.

Toxikologie und Sicherheit

Elementares Silizium ist weder giftig noch gefährlich.

Externe Links

Kohlenstoffgruppe
Kohlenstoff ·Silizium ·Germanium ·Zinn ·Führen ·Flerovium

Chemisch Elemente und Isotope

Periodensystem:	Standard · Alternative · Elektronenkonfiguration
Isotopentabelle:	nach Element (vollständig / in Teilen) · auf Atommasse
Siehe auch:	Liste der chemischen Elemente

Quellen, Anmerkungen und/oder Verweise

↑K. Fujii et al (2003). Auswertung des Molvolumens von Siliziumkristallen zur Bestimmung der Avogadro-Konstante. IEEE-Transaktionen zu Instrumentierung und Messung 52 (2). DOI: 10.1109/TIM.2003.810018.

Siehe die Kategorie Silizium von Wikimedia Commons für Mediendateien zu diesem Thema.

[1] K. Fujii et al (2003). Auswertung des Molvolumens von Siliziumkristallen zur Bestimmung der Avogadro-Konstante. IEEE-Transaktionen zu Instrumentierung und Messung 52 (2). DOI: 10.1109/TIM.2003.810018.

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