Silizium

Wussten Sie, dass Silizium nach Sauerstoff das am häufigsten vorkommende chemische Element in der Erdkruste ist? Allerdings liegt es nicht in reinem Zustand vor. Es kommt vielmehr in Form von Sand, Staub, Planeten und Planetoiden sowie verschiedenen Strukturen oder Silikaten vor. Schauen Sie sich seinen Ursprung an, wer es entdeckt hat, welche Eigenschaften es hat und wie wir es erhalten.

Was ist Silizium?

Es ist ein metalloides oder halbmetallisches chemisches Element, das sich in der 14. Gruppe des Periodensystems befindet. Es liegt in kristallisierter und amorpher Form vor, wobei die erste eine gräuliche Farbe hat, während die zweite in Form eines bräunlichen Pulvers vorliegt. Es verfügt über eine geringe Trägheit, was bedeutet, dass es relativ inaktiv ist. Darüber hinaus verändern die meisten Säuren es nicht. Andererseits kommt es in der Struktur von Lebewesen in mineralischer Form vor.

Siliziumsymbol

Si Die Symbologie des chemischen Elements Silizium ist Si, ein Symbol, das vom lateinischen Wort silicis oder Feuerstein stammt. Der Begriff bedeutet Feuerstein und ist ein Name für prähistorische Werkzeuge und Waffen, die aus verschiedenen Verbindungen des Elements hergestellt wurden.

Siliziumeigenschaften

Seine Struktur weist Zwischeneigenschaften auf, also zwischen Metallen und Nichtmetallen. Im Allgemeinen sind seine Verbindungen vierwertig, es gibt jedoch auch zweiwertige Fälle. Sein chemisches Verhalten ist elektropositiv. Entdecken Sie weitere Funktionen:

  • Farbe : Präsentiert eine gräulich-metallisch glänzende Farbe.
  • Aggregationsstatus: Solide.
  • Aussehen: Hart, kristallin, spröde und oktaederförmig.
  • Form: Es gibt zwei allotrope Formen, die metallische, kristalline und die pulverförmige.
  • Leitfähiger Draht: Es ist ein schlechter Stromleiter.
  • Härte : Es hat eine Härte von 7 nach der Mohs-Skala.
  • Verbindungen : Seine intermetallischen Verbindungen werden als Legierungsbestandteile in verschiedenen Metallen verwendet.
  • Formbarkeit : Es ist kein formbares Element.
  • Löslichkeit : Schwer löslich.
  • Übertragungskapazität: Mehr als 95 % der Wellenlängen bzw. Raumperioden der Infrarotstrahlung.

Chemische und physikalische Eigenschaften von Silizium

  1. Ordnungszahl: 14
  2. Gruppe: 14
  3. Zeitraum: 3
  4. Block:S
  5. Atomgewicht: 28.085
  6. Dichte: 2330 kg/m³
  7. Fester Zustand
  8. Rost: amphoter
  9. Oxidationsstufen: +4
  10. Schmelzpunkt (°C): 1414
  11. Siedepunkt (°C): 3265
  12. Spezifische Wärme: 700 J/(K-kg)
  13. Elektronegativität: 1,9
  14. Radiodurchschnitt: 120h
  15. Kovalenter Radius: 231 h
  16. Atomradius: 23:00 Uhr
  17. Elektronen pro Schale: 2, 8, 4
  18. Elektronische Konfiguration: [Ne]3 s2 3p2

Ursprung von Silizium

Antoine Lavoisier identifizierte es erstmals 1787, doch es war der Schwede Jöns Jacob Berzelius, der 1823 Silizium in reiner und isolierter Form entdeckte. Dieser Chemiker stellte amorphes Silizium her, nachdem er metallisches Kalium mit Siliziumtetrafluorid erhitzt hatte. Allerdings wurde dieses chemische Element bereits 1811 in amorpher und unreiner Form entdeckt. Der Geschichte zufolge wurde diese Arbeit von den Franzosen Gay Lussac und Louis Jacques Thénard ausgeführt.

Wofür wird Silizium verwendet?

Der Mensch nutzt dieses chemische Element ständig und reichlich, weil es nützlich und wirtschaftlich ist. Eine der Funktionen von Silizium ist beispielsweise seine Rolle bei der Herstellung von Ziegeln, Beton, Emaille, Keramik und anderen Bauprodukten. Es wird auch bei der Herstellung von Stahl und verschiedenen Glasarten verwendet.

Andere Anwendungen umfassen die Bildung einer Art Element, aus dem Solarzellen, Transistoren, Gleichrichter und andere Geräte bestehen, die in der Raumfahrttechnik und der Elektronikindustrie verwendet werden, beispielsweise Chips. Darüber hinaus werden Silikone zur Herstellung von Gleitmitteln, Spielzeugen, wasserfesten Folien und Implantaten für Schönheitsoperationen verwendet.

Wie wird Silizium gewonnen?

Es kann durch Aluminothermie aus Siliziumoxid gewonnen werden, während es mit Salzsäure behandelt wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, Kieselsäure mit Calciumcarbid oder Kohlenstoff in einem mit Kohlenstoffelektroden gefüllten Lichtbogenofen zu reduzieren.

Ebenso nutzen wir die Reduktion von Siliziumtetrachlorid mit dem Element Wasserstoff, um es rein zu gewinnen. Schließlich wird hochreines Silizium durch die thermische Reduktion von Trichlorsilan, den sogenannten Siemens-Prozess, gewonnen. Dank der Wasserstoffatmosphäre in riesigen Vakuumkammern wird höchste Reinheit erreicht.

Silizium und Biologie

Obwohl es leicht in Form von Silikaten, Mineralien aus Silizium und Sauerstoff, vorkommt, nutzen es nur wenige Organismen direkt. Tatsächlich verwenden Radiolarien, Kieselalgen und Glasschwämme biogene Kieselsäure für den Aufbau ihres Skeletts. Darüber hinaus benötigen einige Pflanzen dieses Element für ihre Ernährung und ihr Wachstum, beispielsweise Reis.

Gesundheitliche Auswirkungen von Silizium

Dieses Element kann Nebenwirkungen auf die Lunge und die Atmung haben, die sogar eine Silikose verursachen können. Darüber hinaus reizt es Haut und Augen und führt zu Tränenfluss, Rötung, Krustenbildung und Juckreiz. Verschiedene Studien bringen Lungenkrebs, Nierenerkrankungen und mykobakterielle Infektionen mit einer ständigen Siliziumbelastung in Verbindung.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieses chemische Element vom Halbmetalltyp bei der Herstellung von Bauprodukten wie Ziegeln, Keramik und Emaille verwendet wird. Außerdem wird es in der Elektronik-, Raumfahrt- und Kosmetikindustrie zur Herstellung von Schmiermitteln, Kontaktlinsen oder Brustimplantaten verwendet.