Silizium Fakten (Ordnungszahl 14 oder Si)

Silizium ist ein metalloides Element mit der Ordnungszahl 14 und dem Elementsymbol Si. In reiner Form ist es ein spröder, harter Feststoff mit einem blaugrauen Metallglanz. Es ist bekannt für seine Bedeutung als Halbleiter.

Schnelle Fakten: Silizium

• Elementname: Silizium
• Elementsymbol: Si
• Ordnungszahl: 14
• Aussehen: Kristalliner metallischer Feststoff
• Gruppe: Gruppe 14 (Kohlenstoffgruppe)
• Zeitraum: Zeitraum 3
• Kategorie: Metalloid
• Entdeckung: Jöns Jacob Berzelius (1823)

Silicon Basic Facts

Ordnungszahl: 14

Symbol: Si

Atomares Gewicht: 28.0855

Entdeckung: Jons Jacob Berzelius 1824 (Schweden)

Elektronenkonfiguration: [Ne] 3s²3p²

Wortherkunft: Lateinisch: Silikis, Silex: Feuerstein

Eigenschaften: Der Schmelzpunkt von Silicium beträgt 1410ºC, der Siedepunkt 2355ºC, das spezifische Gewicht 2,33 (25ºC) mit einer Wertigkeit von 4. Kristallines Silicium hat eine metallisch graue Farbe. Silizium ist relativ inert, wird jedoch von verdünntem Alkali und von Halogenen angegriffen. Silizium lässt über 95% aller Infrarotwellenlängen (1,3-6,7 mm) durch.

Verwendet: Silizium ist eines der am häufigsten verwendeten Elemente. Silizium ist wichtig für das Leben von Pflanzen und Tieren. Kieselalgen extrahieren Kieselsäure aus Wasser, um ihre Zellwände aufzubauen. Kieselsäure kommt in Pflanzenasche und im menschlichen Skelett vor. Silizium ist ein wichtiger Bestandteil von Stahl. Siliciumcarbid ist ein wichtiges Schleifmittel und wird in Lasern verwendet, um kohärentes Licht bei 456,0 nm zu erzeugen. Mit Gallium, Arsen, Bor usw. dotiertes Silizium wird zur Herstellung von Transistoren, Solarzellen, Gleichrichtern und anderen wichtigen elektronischen Festkörpern verwendet. Silikon ist eine Klasse nützlicher Verbindungen aus Silizium. Silikone reichen von Flüssigkeiten bis zu harten Feststoffen und haben viele nützliche Eigenschaften, einschließlich der Verwendung als Klebstoffe, Dichtungsmittel und Isolatoren. Aus Sand und Ton werden Baumaterialien hergestellt. Siliziumdioxid wird zur Herstellung von Glas verwendet, das viele nützliche mechanische, elektrische, optische und thermische Eigenschaften aufweist.

Quellen: Silizium macht 25,7 Gewichtsprozent der Erdkruste aus und ist damit das am zweithäufigsten vorkommende Element (vom Sauerstoff übertroffen). Silizium ist in der Sonne und den Sternen zu finden. Es ist ein Hauptbestandteil der als Aerolite bekannten Klasse von Meteoriten. Silizium ist auch Bestandteil von Tektiten, einem natürlichen Glas unsicherer Herkunft. Silizium kommt in der Natur nicht frei vor. Es kommt gewöhnlich als Oxid und Silikate vor, einschließlich Sand, Quarz, Amethyst, Achat, Feuerstein, Jaspis, Opal und Citrin. Zu den Silikatmineralien zählen Granit, Hornblende, Feldspat, Glimmer, Ton und Asbest.

Vorbereitung: Silizium kann durch Erhitzen von Siliziumdioxid und Kohlenstoff in einem elektrischen Ofen unter Verwendung von Kohlenstoffelektroden hergestellt werden. Amorphes Silicium kann als braunes Pulver hergestellt werden, das dann geschmolzen oder verdampft werden kann. Mit dem Czochralski-Verfahren werden Silizium-Einkristalle für Festkörper- und Halbleiterbauelemente hergestellt. Hochreines Silicium kann durch ein Vakuumflotationszonenverfahren und durch thermische Zersetzung von ultrareinem Trichlorsilan in einer Wasserstoffatmosphäre hergestellt werden.

Elementklassifizierung: Halbmetallisch

Isotope: Es sind Isotope von Silizium im Bereich von Si-22 bis Si-44 bekannt. Es gibt drei stabile Isotope: Al-28, Al-29, Al-30.

Silizium Physikalische Daten

• Dichte (g / cm³): 2,33
• Schmelzpunkt (K): 1683
• Siedepunkt (K): 2628
• Aussehen: Amorphe Form ist braunes Pulver; kristalline Form hat ein graues
• Atomradius (pm): 132
• Atomvolumen (cm³ / mol): 12.1
• Kovalenter Radius (pm): 111
• Ionenradius: 42 (+ 4e) 271 (-4e)
• Spezifische Wärme (bei 20 ° C J / g Mol): 0,703
• Fusionswärme (kJ / mol): 50,6
• Verdampfungswärme (kJ / mol): 383
• Debye-Temperatur (K): 625,00
• Pauling-Negativitätszahl: 1,90
• Erste ionisierende Energie (kJ / mol): 786,0
• Oxidationszustände: 4, -4
• Gitterstruktur: Diagonal
• Gitterkonstante (Å): 5,430
• CAS Registrierungsnummer: 7440-21-3

Reines Silizium hat einen glänzenden, metallischen Glanz. Martin Konopka / EyeEm, Getty Images

Silicon Trivia

• Silizium ist das achthäufigste Element im Universum.
• Siliziumkristalle für die Elektronik müssen für jedes Nicht-Siliziumatom eine Reinheit von einer Milliarde Atomen aufweisen (99,9999999% Reinheit).
• Die häufigste Form von Silizium in der Erdkruste ist Siliziumdioxid in Form von Sand oder Quarz.
• Silizium dehnt sich wie Wasser aus, wenn es sich von flüssig zu fest ändert.
• Siliziumoxidkristalle in Form von Quarz sind piezoelektrisch. Die Resonanzfrequenz von Quarz wird in vielen Präzisionsuhren verwendet.

Quellen

• Cutter, Elizabeth G. (1978). Pflanzenanatomie. Teil 1 Zellen und Gewebe (2. Aufl.). London: Edward Arnold. ISBN 0-7131-2639-6.
• Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Chemie der Elemente (2. Aufl.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-037941-9.
• Voronkov, M. G. (2007). "Silicon-Ära". Russische Zeitschrift für Angewandte Chemie. 80 (12): 2190. doi: 10.1134 / S1070427207120397
• Weast, Robert (1984). CRC, Handbuch für Chemie und Physik. Boca Raton, Florida: Veröffentlichen von Chemical Rubber Company. S. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
• Zulehner, Werner; Neuer, Bernd; Rau, Gerhard, "Silicon", Ullmanns Enzyklopädie der Industriechemie, Weinheim: Wiley-VCH, doi: 10.1002 / 14356007.a23_721