Silicium (Si)

gleich große Affinität zu elektropositiven, wie zu elektronegativen Elementen. Element organischen Lebens.

Vorkommen

¼ der Erdrinde besteht aus Silicium. Nie frei, in Form von Salzen verschiedener Kieselsäuren mSiO2*nH2O vor (meist Alkali, Erdalkali und Aluminiumsilikate) oder auch als reines SiO2 in Form von Seesand, Kieselstein, Quarz, Bergkristall, Amethyst, Rauchquarz, Citrin .Auch Tiere und Pflanzen enthalten Kieselsäure: Kieselalgen (Diatomeen), Kieselgur ist ein Produkt von Kieselalgen

Gewinnung

Durch Reduktion von SiO2 mit Kohle: SiO2 + 2 C  -->  Si + 2CO
Oder mit Magnesium: SiO2 + 2 Mg  -->  Si + 2MgO
Oder aluminothermisch: 3SiO2 + 4Al  -->  3Si + 2Al2O3

Chemische Eigenschaften

grau, metallisch glänzend hart und spröde, Halbleiter, Leitfähigkeit nimmt mit steigender Temperatur zu.

Reaktionen

Mit O2 zu Siliciumoxid SiO2 (hohe Temp.)
Mit Fluor bei Raumtemp.
Mit übrigen Halogenen erst bei Erhitzen
Mit C bei 2000°C (Carbidbindung)
Wasserstoffverbindungen: SiH4, Silan: SiCl4 + LiAlH4  -->  SiH4 + LiAlCl4
auch höhere Siliziumwasserstoffe. Silan reagiert heftig zu Siliziumdioxid: SiH4 + 2 O2  -->  SiO2 + 2 H2O
In Wasser zersetzt: SiH4 + 2H2O  -->  SiO2 + 4H2
Siliziumtetrachlorid SiCl4: Durch Erhitzen von Si in Chlor, farblose Flüssigkeit, raucht an feuchter Luft (Zersetzung)

Siliziumdioxid SiO2:

In der Natur weit verbreitet, Quarz, Quarzsand, Kieselgur.
reaktionsträge, weder von Säuren, noch von Basen merklich angegriffen, beim Verschmelzen mit Alkalihydroxiden entstehen Silikate: SiO2 + 2 NaOH  -->  Na2SiO2 + H2O
Frisch ausgefälltes, wasserhaltiges SiO2 löst sich in wässrigen Laugen, wird es jedoch erhitzt, so entwässert es zu höhermolekularen Komplexen und verliert seine Löslichkeit.

Technisch wichtige Silikate:

Durch Zusammenschmelzen von basischen Oxiden mit SiO2:
Natron-Kalk- Glas (Normalglas): Na2O*CaO*6SiO2
Kali-Kalk-Glas
Natron-Kali-Kalk Gläser
Bor-Tonerde Gläser
Kali-Blei-Gläser
U.a. Spezialgläser, die ZnO, Sb2O2 enthalten
Tonwaren: wichtigsten Bestandteile sind der Kaolinit Al2[Si2O5](OH)4 und Montmorillonit Al[Si2O5](OH), Blattstruktur (Andere haben Ketten- und/oder Bandstrukur)
Feuerfeste Erzeugnisse, Schamottesteine Al2O3 *2SiO2
Zement: Calciumaluminat- und Calciumferrithaltige Calciumsilicate