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Si, Silicium |
| allgemeines |
dunkelgraues Halbmetall mit bläulichem Farbton |
Hauptbestandteil der Erdkruste: 25,8 % |
| atomare Eigenschaften |
| Ordnungszahl | 14 |
| Atommasse | 28,085 |
| Atomradius | berechnet | 111 |
| Kovalent | 111 |
| Van-der-Waals | 210 |
| Austrittsarbeit | 2,59 eV |
| Ionisierungsenergie | 1. | 786,5 kJ/mol |
| 2. | 1577,1 kJ/mol |
| 3. | 3231,6 kJ/mol |
| 4. | 4355,5 kJ/mol |
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physikalische Eigenschaften |
| Dichte | 2,336 g/cm3 |
| Mohshärte | 6,5 |
| Kristallstruktur | Diamantstruktur |
| diamagnetisch | Χm = -4,1 · 10-5 |
| Schmelzpunkt | 1410 °C |
| Siedepunkt | 3260 °C |
| Molares Volumen | 12,06 · cm3 / mol |
| Verdampfungswärme | 383 kJ/mol |
| Schmelzwärme | 50,2 kJ/mol |
| Elektrische Leitfähigkeit | 1 * 103 A/(V · m) |
| Wärmeleitfähigkeit | 150 W/(m · K) |
| Spezifische Wärmekapazität | 703 J/(kg · K) |
| Schallgeschwindigkeit | 2200 m/s |
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| chemische Eigenschaften |
| Oxidationszahlen | -4, +4 |
| Elektronegativität | 1,9 |
| Elektronenkonfiguration | [Ne] 3s2 3p2 |
| Periodensystem | Gruppe14 , Periode 3, Block p |
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| Isotope |
| Isotop | Anteil | Halbwertszeit |
Zerfallsart | Energie | Zerfallsprodukt |
| 26Si | - | 2,234 s | Elektroneneinfang |
5,066 MeV | 26Al |
| 27Si | - | 4,16 s | Elektroneneinfang |
4,812 MeV | 27Al |
| 28Si | 92,23% | stabil | |
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| 29Si | 4,67% | stabil | |
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| 30Si | 3,1% | stabil | |
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| 31Si | - | 157,3 min | β- |
1,492 MeV | 31P |
| 32Si | - | 276 a | β- |
0,224 MeV |
32P |
| 33Si | - | 6,18 s | β- |
5,845 MeV |
33P |
| 34Si | - | 2,77 s | β- |
4,601 MeV |
34P |
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| anorganische Si - Verbindungen |
| SiO2 |
Siliziumoxid |
| Si3N4 |
Siliciumnitrid |
schwach beigefarbener Feststoff |
Dichte 3,44 g/ccm |
| Sublimationspunkt 1900 °C |
nahezu unlöslich in Wasser |
drei Modifikationen: α: trigonal ,β: hexagonal ,γ: kubisch |
Nichtoxid-Keramik: erhöhte Bruchzähigkeit im Vergleich zu Siliciumcarbid und Borcarbid |
Verwendung
- thermoschockbeanspruchte Bauteile
- Wendeschneidplatte für Eisengusswerkstoffe
- Handhabung von Aluminiumschmelzen
- für Einsatztemperaturen bis 1300 °C geeignet.
- Hybridlager (Wälzkörper aus Si3N4)
- Vollkeramiklager (Wälzkörper und Laufringe aus Si3N4)
- Messspitzen (Cantilever), bei Rasterkraftmikroskopen
- Halbleitertechnik: Isolations- oder Passivierungsmaterial
- Maskierungs- und Stopmaterial: Ätzmittel heiße 85% Phosphorsäure
- Photovoltaik: Antireflex- und Passivierungsschicht
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| kubischen Siliziumnitrid |
hochfester Glasersatz |
Herstellung bisher experimentell: 156.000 bar, 1800°C |
| SiC |
Siliziumcarbid |
Dichte 3,21 g/qcm |
Zersetzung ab 2300 °C |
unlöslich in Wasser |
Härte von 9,6 Mohs, 2600 Vickers, Knoop |
Wärmeleitfähigkeit: reines SiC 350 W/(m·K), technisches SiC 100–140 W/(m·K) |
Halbleiter-Eigenschaften: Bandlücke 2,39 eV bis 3,33 eV |
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| organische Si-Verbindungen |
Kieselsäureester: TEOS |
Dimeticon, Polydimethylsiloxan, α-(Trimethylsilyl)-ω-methylpoly[oxy(dimethylsilylen)] |
| Minerale |
| Wollastonit | Tafelspat |
Ca3[Si3O9] |
Kristallsystem: triklin | Mohshärte 4,5 bis 5 | Dichte (g/cm3) 2,8 bis 2,9 |
Brechungsindex nα = 1,616 bis 1,640
nβ = 1,628 bis 1,650
nγ = 1,631 bis 1,653 |
Schmelzpunkt 1540 °C |
Unlöslich in Wasser |
Gut löslich in Salzsäure |
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| Verwendung |
Glas: Gemische mit SiO2 als Hauptbestandteil |
| AKR |
Alkali-Kieselsäure-Reaktion, Betonkrebs |
Reaktion zwischen Alkalien des Zementsteins im Beton und der Gesteinskörnung mit alkalilöslicher Kieselsäure. |
Ca(OH)2 + SiO2 -> Ca(OH)2 • SiO2 |
Teil von |
Periodensystem |
chemische Elemente |
Anorganische Chemie |