Elemente für Kinder

Silizium

<---Aluminium Phosphor--->

Symbol: Si Ordnungszahl: 14 Atommasse: 28.085 Klassifizierung: Metalloid Phase bei Raumtemperatur: fest Dichte: 2,329 Gramm pro cm Würfel Schmelzpunkt: 1414°C, 2577°F Siedepunkt: 3265°C, 5909°F Entdeckt von: Jons Jakob Berzelius im Jahr 1824

Silicium ist das zweite Element in der vierzehnten Spalte des Periodensystems. Es gehört zu den Metalloiden. Silicium ist das achthäufigste Element im Universum und nach Sauerstoff das zweithäufigste in der Erdkruste. Siliciumatome haben 14 Elektronen und 14 Protonen mit 4 Valenzelektronen in der äußeren Schale.

Merkmale und Eigenschaften

Unter Standardbedingungen ist Silizium ein Feststoff. In seiner amorphen (zufälligen) Form sieht es wie ein braunes Pulver aus. In seiner kristallinen Form ist es ein silbrig-graues, metallisch aussehendes Material, das spröde und fest ist.

Silizium gilt als Halbleiter, d. h. es besitzt eine elektronische Leitfähigkeit, die zwischen der eines Isolators und eines Leiters liegt. Seine Leitfähigkeit nimmt mit der Temperatur zu. Diese Eigenschaft macht Silizium zu einem wertvollen Element in der Elektronik.

Mit seinen vier Valenzelektronen kann Silicium kovalente oder ionische Bindungen eingehen, indem es seine vier Hüllenelektronen entweder abgibt oder mit anderen teilt. Gleichzeitig ist es ein relativ inertes Element und reagiert in fester Form nicht mit Sauerstoff oder Wasser.

Wo ist Silizium auf der Erde zu finden?

Silizium macht etwa 28 % der Erdkruste aus. Es kommt auf der Erde im Allgemeinen nicht in freier Form vor, sondern ist in der Regel in Silikatmineralien enthalten. Diese Mineralien machen 90 % der Erdkruste aus. Eine häufige Verbindung ist Siliziumdioxid (SiO ₂ ), besser bekannt als Kieselsäure, die in verschiedenen Formen vorkommt, darunter Sand, Feuerstein und Quarz.

Weitere wichtige Siliziummineralien und -gesteine sind Granit, Talk, Diorit, Glimmer, Ton und Asbest. Das Element ist auch in Edelsteinen wie Opalen, Achaten und Amethysten enthalten.

Wie wird Silizium heute verwendet?

Silizium wird in einer Vielzahl von Anwendungen und Materialien verwendet. Die meisten Anwendungen von Silizium verwenden Silikatmineralien. Dazu gehören Glas (aus Sand), Keramik (aus Ton) und Schleifmittel. Silikate werden auch zur Herstellung von Portlandzement verwendet, der zur Herstellung von Beton und Stuck verwendet wird.

Silizium wird auch zur Herstellung von synthetischen Verbindungen, den so genannten Silikonen, verwendet, die zur Herstellung von Schmiermitteln, Fetten, Gummimaterialien, wasserfesten Materialien und Dichtungsmassen eingesetzt werden.

Reines Silizium wird zur Herstellung von Halbleiterchips für die Elektronik verwendet, die das Gehirn der heutigen Elektronik wie Computer, Fernsehgeräte, Videospielkonsolen und Mobiltelefone bilden.

Silizium wird auch in Metalllegierungen zusammen mit Aluminium, Eisen und Stahl verwendet.

Wie wurde sie entdeckt?

Der französische Chemiker Antoine Lavoisier war einer der ersten Wissenschaftler, der 1789 vorschlug, dass in der Substanz Quarz ein neues Element enthalten sein könnte. Spätere Wissenschaftler untersuchten Quarz weiter, aber es war der schwedische Chemiker Jons Jakob Berzelius, der das Element Silizium erstmals isolierte und 1824 eine Probe herstellte.

Woher hat Silizium seinen Namen?

Der Name leitet sich von dem lateinischen Wort silicus" ab, was Feuerstein" bedeutet, ein Mineral, das Silizium enthält.

Isotope

Silizium kommt in der Natur in einem von drei stabilen Isotopen vor: Silizium-28, Silizium-29 und Silizium-30. 92 % des Siliziums ist Silizium-28.

Interessante Fakten über Silizium

• Silizium hat die für ein Element relativ einzigartige Eigenschaft, dass es sich ausdehnt, wenn es wie Wasser gefriert.
• Es hat einen hohen Schmelzpunkt von 1.400 Grad Celsius und siedet bei 2.800 Grad Celsius.
• Die am häufigsten vorkommende Verbindung in der Erdkruste ist Siliziumdioxid.
• Siliziumkarbid (SiC) wird häufig als Schleifmittel verwendet und ist fast so hart wie Diamant.
• Siliziumwafer für Computerchips werden nach dem Czochralski-Verfahren "gezüchtet".

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