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Silicium

Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Silicium, Si, 14
Elementkategorie Halbmetalle
Gruppe, Periode, Block 14, 3, p
Aussehen dunkelgrau,
bläulicher Farbton
CAS-Nummer

7440-21-3

EG-Nummer 231-130-8
ECHA-InfoCard 100.028.300
Massenanteil an der Erdhülle 25,8 % (2. Rang)[1]
Atomar[2]
Atommasse 28,085 (28,084–28,086)[3][4] u
Atomradius (berechnet) 110 (111) pm
Kovalenter Radius 111 pm
Van-der-Waals-Radius 210 pm
Elektronenkonfiguration [Ne] 3s2 3p2
1. Ionisierungsenergie 8.15168(3) eV[5] ≈ 786.52 kJ/mol[6]
2. Ionisierungsenergie 16.34585(4) eV[5] ≈ 1577.13 kJ/mol[6]
3. Ionisierungsenergie 33.49300(9) eV[5] ≈ 3231.58 kJ/mol[6]
4. Ionisierungsenergie 45.14179(7) eV[5] ≈ 4355.52 kJ/mol[6]
5. Ionisierungsenergie 166.767(3) eV[5] ≈ 16091 kJ/mol[6]
Physikalisch[2]
Aggregatzustand fest
Kristallstruktur Diamantstruktur
Dichte 2,336 g/cm3(20 °C)[7]
Mohshärte 6,5
Magnetismus diamagnetisch (χm = −4,1 · 10−6)[8]
Schmelzpunkt 1683 K (1410 °C)
Siedepunkt 3533 K[9] (3260 °C)
Molares Volumen 12,06 · 10−6 m3·mol−1
Verdampfungsenthalpie 383 kJ·mol−1[9]
Schmelzenthalpie 50,66[10] kJ·mol−1
Schallgeschwindigkeit 8433 m·s−1 bei 293 K
Spezifische Wärmekapazität 703[1] J·kg−1·K−1 bei 298 K
Elektrische Leitfähigkeit (Eigenleit.) 5·10−4 S·m−1 bei 300 K
Wärmeleitfähigkeit 150 W·m−1·K−1
Chemisch[2]
Oxidationszustände −4, (2) +4
Elektronegativität 1,90 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP
26Si {syn.} 2,234 s ε 5,066 26Al
27Si {syn.} 4,16 s ε 4,812 27Al
28Si 92,23 % Stabil
29Si 4,67 % Stabil
30Si 3,1 % Stabil
31Si {syn.} 157,3 min β− 1,492 31P
32Si {syn.} 153 a β− 0,224 32P
33Si {syn.} 6,18 s β− 5,845 33P
34Si {syn.} 2,77 s β− 4,601 34P
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
NMR-Eigenschaften
  Spin-
Quanten-
zahl I 		γ in
rad·T−1·s−1 		Er (1H) fL bei
B = 4,7 T
in MHz
29Si 1/2 0−5,319 · 107 7,86 · 10−3 19,864 (2,3488 T)
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[11]
keine GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze H: keine H-Sätze
P: keine P-Sätze[11]
MAK

Schweiz: 3 mg·m−3 (gemessen als alveolengängiger Staub)[12]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Silicium, oder auch Silizium,[13] ist ein chemisches Element mit dem Symbol Si und der Ordnungszahl 14. Es steht in der 4. Hauptgruppe (Kohlenstoffgruppe), bzw. der 14. IUPAC-Gruppe, und der 3. Periode des Periodensystems der Elemente. In der Erdhülle ist es, auf den Massenanteil bezogen, nach Sauerstoff das zweithäufigste Element.

Silicium ist ein klassisches Halbmetall, weist daher sowohl Eigenschaften von Metallen als auch von Nichtmetallen auf und ist ein Elementhalbleiter. Reines, elementares Silicium besitzt eine grau-schwarze Farbe und weist einen typisch metallischen, oftmals bronzenen bis bläulichen Glanz auf.

Silicium ist äußerst wichtig für die Elektronik und wurde in isotopenreiner Form auch für das Avogadroprojekt verwendet, mit dem 2019 die Maßeinheiten Kilogramm und Mol neu definiert wurden. Elementares Silicium ist für den menschlichen Körper ungiftig, in gebundener silicatischer Form ist Silicium für den Menschen wichtig. Der menschliche Körper enthält etwa 20 mg/kg Körpermasse Silicium; die Menge nimmt mit zunehmendem Alter ab.

  1. ↑ a b Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
  2. ↑ Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Silicium) entnommen.
  3. ↑ Angegeben ist der von der IUPAC empfohlene Standardwert, da die Isotopenzusammensetzung dieses Elements örtlich schwanken kann, ergibt sich für das mittlere Atomgewicht der in Klammern angegebene Massenbereich. Siehe: Michael E. Wieser, Tyler B. Coplen: Atomic weights of the elements 2009 (IUPAC Technical Report). In: Pure and Applied Chemistry. 2010, S. 1, doi:10.1351/PAC-REP-10-09-14.
  4. ↑ IUPAC, Standard Atomic Weights Revised 2013.
  5. ↑ a b c d e Eintrag zu silicon in Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. und NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1). Hrsg.: NIST, Gaithersburg, MD. doi:10.18434/T4W30F (physics.nist.gov/asd). Abgerufen am 11. Juni 2020.
  6. ↑ a b c d e Eintrag zu silicon bei WebElements, www.webelements.com, abgerufen am 11. Juni 2020.
  7. ↑ N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. 1988, ISBN 3-527-26169-9, S. 426.
  8. ↑ Robert C. Weast (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9, S. E-129 bis E-145 (Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert).
  9. ↑ a b Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
  10. ↑ W. Zulehner, B. Neuer, G. Rau: Silicon. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH Verlag, Weinheim 2005, doi:10.1002/14356007.a23_721.
  11. ↑ a b Eintrag zu Silicium in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 30. April 2017. (JavaScript erforderlich)
  12. ↑ Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte, abgerufen am 2. November 2015.
  13. ↑ Duden | Suchen | Silizium. Abgerufen am 9. April 2021.

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