Ki ihlenstoffgruppe (Siliciu 1 1 1 ) 



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geworden, aus welchem er die verschiedensten 

 Gegenstande, besonders Wafi'en, verfertigte. 

 In der EntwiekelungsgescMehte der Mensch- 

 heit wird mit dem Namen ,,Steinzeit" die 

 Periode bezeichnet, wahrend welcher aus- 

 schlieBlich der Stein (Feuerstein) das Material 

 war. aus dem Werkzeuge. Wafi'en und 

 Sclimuek verfertigt wurde. Das kristallisierte 

 Silicium wurde zuerst im Jahre 1854 gleich- 

 zeitig von St. Claire-Deville und Woliler 

 dargestellt. 



3. Darstellung. 3 a) Von amorphem 

 Silicium. Wahrend man friiher durch 

 Reduktion von Siliciumchlorid oder -fluoric! 

 mit Kalium oder Natrium, ferner auch durch 

 Reduktion von Kieselfluornatrium mit diesen 

 Metallen ein unreines amorphes Silicium 

 darstellte, reduziert man jetzt Silicium- 

 clioxyd (Quarzsand) mit Magnesium. Die 

 Reaktion verlauft nach der Gleichung: 



Si0 2 + 2Mg = = Si + 2MgO. 



Bei Verweiidung der dieser Gleichung ent- 

 sprechenden Mengen Quarzsand und Magne- 

 sium wird die Reaktion aufierordentlich 

 heftig und es entsteht neben Silicium auch 

 Magnesiumsilicid. Man setzt deshalb den 

 nach obiger Gleichung berechneten Mengen 

 noch ein Viertel Magnesiumoxyd zu und 

 stellt den mit diesem Gemisch gefiillten 

 Tiegel in einen vorher zur Rotglut erhitzten 

 Perrotschen Ofen, worauf nach 2 bis 3 Mi- 

 iiu ten lebhafte Reaktion eintritt. Nach dem 

 Erkalten wird die Masse mit Wasser und 

 verdiinnter Salzsaure behandelt und das 

 amorphe Silicium sorgfaltig damit gewaschen 

 und schlieBlich im Wasserstoffstrom zu 

 schwacher Rotglut erhitzt. Auf diese Weise 

 erhalt man ein 96- bis 97proz. amorphes 

 Silicium. Noch reiner erhalt man es bei 

 Verweiidung von gei'allter Kieselsaure und 

 chemisch reinem Magnesium. 



3b) Von kristallisiertem Silicium. 

 Verschiedene Metalle wie Silber, Zinn und 

 vor allem Aluminium und Zink losen, 

 wenn sie geschmolzen sind, amorphes Silicium 

 auf und beim Erkalten scheidet sich das 

 Silicium zum gro'Bten Teil, und zwar in 

 kristallisierter Form wieder aus. Durch 

 Zusammenschmelzen von amorphem Sili- 

 cium mit einem dieser Metalle gelingt also 

 die Ueberfiihrung in kristallisiertes Silicium. 

 Es ist aber nicnt nb'tig, zuerst amorphes 

 Silicium herzustellen, vielmehr erhalt man 

 kristallisiertes Silicium direkt durch Re- 

 duktion von Kaliumsiliciumfluorid mit iiber- 

 schiissigem Aluminium oder mit Natrium 

 und Zink. Am besten schmilzt man 40 g 

 Kaliumsiliciumfluorid mit 120 g Aluminium 

 im Eisentiegel eine halbe Stiuide im Perrot- 

 schen Ofen. Nach clem Erkalten wird das 

 Aluminium in Salzsaure gelost und es 

 hinterbleibt kristallisiertes Silicium. Audi 



nach dem Goldschmidtschen Verfahren 



laBt sich kristallisiertes Silicium herstellen, 

 \\ciiii man ein (iemisch von 400 g Aluminium, 

 360 g Siliciumdioxyd und 500 g Schwefel 

 durch eine Zundkirsche entziindet. 



4. Eigenschaften. 4a) DCS aniorphen 

 Siliciums. Amorphes Silicium ist ein braunes 

 in Wasser unlosliche? Pulver VOID spezifischen 

 Gewicht 2,35 bei 15. Ks /icht aus der 

 Luft Wasser an, welches es erst bei Rotglut 

 vollstandig wieder abgibt. Die spezifische 

 Warme, welche bei 21 zu 0,214 gefunden 

 wurde, ist groBer als die des kristallisierten 

 Siliciums. Im Geblase laBt sich amorphes 

 Silicium leicht schmelzen, im elektrischen 

 Ofen verdampft es. 



4b) Des kristallisierten Siliciums. 

 Kristallisiertes Silicium bildet schwarze, 

 stark metallisch glanzende reguliire Oktaeder 

 oder Blattchen, die wie Graphit aussehen. 

 Es ist sehr sprode und hart, Harte 7, und 



ritzt Glas. Spezifisches Gewicht Dj]] == 2,39. 

 Die spezifische Warme ist bei niedrigeren 

 Temperaturen stark abhangig von der Tem- 

 peratur, erst bei 250 erreicht sie einen 

 nahezu konstanten Grenzwert, Bei --184 

 wurde sie zu 0,0876, bei 39,7 zu 0,136, 

 zwischen 12 und 100 zu 0,176 und bei 

 252 zu 0,203 bestimmt. Die Atomwarme 

 ist bei 300 gieich 5,75, also nur wenig kleiner 

 als das Dulong- und Petitsche Gesetz 

 verlangt. Von alien Elementen hat das 

 Silicium die kleinste Kompressibilitat, nam- 

 lich 0,16.10 6 pro Megabar. Kristallisiertes 

 Silicium leitet die Elektrizitat wie Graphit 

 und es tritt beim Durchgang des Stromes 

 Erwannung ein. Mit steigender Temperatur 

 wird der Wider stand geringfcr, bei 800 ist 

 er auf das 0,4-fache des Widerstandes bei 

 gesunken. 



Das Silicium tritt in seinen Verbindungen 

 ausschlieBlich vierwertig auf. Einig'e Ver- 

 bindungen, die auf eine niedrigere Valenz 

 hindeuten, lassen sich ebenfalls unter der 

 Annalime konstanter Vierwertigkeit des Si- 

 liciums konstitutiv erklaren. Im periodischen 

 System steht das Silicium mit dem Atom- 

 gewicht 28 in der zweiten Horizontalreihe 

 und in der vierten Gruppe. Xicht nur 

 mit den Elementen derselben Gruppe, son- 

 clern vor allem auch mit dem Bor, dem ersten 

 Element der dritten Gruppe, zeigt das 

 Silicium eine gewisse Aehnlichkeit. Die 

 Analogie mit dem Kohlenstoff ist erkennbar 

 in der Existenz verschiedener allotroper 

 Modifikationen des Siliciums und in dem 

 physikalisch und chemisch ahnlichen Ver- 

 halten der Wasserstoff- und Halogenver- 

 bindungen. Auch vermag es, als Zentral- 

 atom mit vier verschiedenen Radikalen 

 verbunden, optisch aktive Verbindungen 

 zu bilclen; dagegen hat das Siliciumatom 



