14SiSilicium

Silicium, oder auch Silizium, 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.

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Atomare Eigenschaften

Relative Atommasse28,085 ±0,001 [28,084 … 28,086]
Atommasse28,0852 u

Atomradien

Radius (empirisch)111 pm
Radius (berechnet)111 pm
Kovalenter Radius111 pm
Van-der-Waals-Radius210 pm

Atomhülle

ElektronenkonfigurationNe 3s2 3p2
Ionisierungsenergie(1.) 8,15168 eV
(2.) 16,34585 eV
(3.) 33,493 eV
(4.) 45,14179 eV
(5.) 166,767 eV
Schalenmodell
Elektronen
k-Schale:2
l-Schale:8
m-Schale:4

Physikalische Eigenschaften

Aggregatzustandfest
Dichte2,336 g·cm−3 (293,1 K)
Molares Volumen1,206·10-5 m3·mol−1
Schallgeschwindigkeit8.433 m·s−1 (293 K)

Temperaturen

Schmelzpunkt1.687 K
Siedepunkt3.538 K
Flüssigkeitsbereich1.851 K
Sprungtemperatur8,5 K

Enthalpien

Schmelzenthalpie50,2 kJ·mol-1
Verdampfungsenthalpie359 kJ·mol-1
Bindungsenergie456 kJ·mol-1

Wärme und Leitfähigkeit

Spezifische Wärmekapazität703 J·kg−1·K−1 (298 K)
Wärmeleitfähigkeit150 W·m-1·K-1
Ausdehnungskoeffizient2,6·10-6 K-1

Härten

Mohshärte6,5

Elastizitätseigenschaften

Youngscher Modul47 GPa
Kompressionsmodul100 GPa

Elektrische Eigenschaften

Elektrische Leitfähigkeit5·10-4 S·m-1
Wiederstand0,001 Ωm

Magnetismus

Magnetismusdiamagnetisch
Magnetische Suszeptibilität-3,9·10-6 cm3·mol−1 (298 K)

Optische Eigenschaften

Reflexionsgrad28 %

Chemische Eigenschaften

Basizitätamphoter
Oxidationszustand-4, (2), +4

Elektronegativität

Pauling-Skala1,9
Sanderson-Skala2,14
Allred-Rochow-Skala1,74
Mulliken-Skala2,28
Allen-Skala1,916
Ghosh-Gupta-Skale5,523 eV
Boyd-Edgecombe-Skale1,87
Nagle-Skale1,87
Pearson-Skale4,77 eV

Weitere Eigenschaften

Natürliches Vorkommenprimordial
KristallstrukturDiamantstruktur
Goldschmidt-Klassifikationlithophil
Supraleitermit Sprungtemperatur unter speziellen Bedingungen
Preis/kg1,7 USD

Natürliche Häufigkeiten

satellite_alt
Universum
700.000 ppb ≈ 7,03·1015 M☉
sunny
Sonne
900.000 ppb ≈ 1,79·1015 Mt
destruction
Meteorit
1,4·108 ppb ≈ 140 kg
public
Erdkruste
2,7·108 ppb ≈ 7,47·109 Mt
water_drop
Ozeane
1.000 ppb ≈ 1,37 Mt
waves
Fließendes Gewässer
5.000 ppb ≈ 80 Gt
accessibility_new
Menschlicher Körper
260.000 ppb ≈ 18,1 g