14, Silicium (Si)

lat. silex = Kieselstein

Physikalische Eigenschaften:

         
  B C N  
  Al Si P  
  Ga Ge As  
         
 
 
Anzahl Modifikationen: 8

Silicium (α-Modifikation)

Silicium vor einem Bergkristall. kubisch-flächenzentriert
Silicium vor einem Bergkristall.[1] Kristallsystem: Kubisch-flächenzentriert Molekularstruktur
       
Umwandlungspunkte:      
Sprungtemp. Supraleitfähigkeit: bei -264.9°C (8.3K) und 0.165 Mbar  
Schmelzpunkt: bei 1414°C (1687K)  
Siedepunkt: bei 2900°C (3200K)  
In Silicium (II) oberhalb 0.13 Mbar  
       
Dichtewerte:      
Fest: 2.33 g/cm3 bei 25°C (298 K) und 1 bar
Flüssig: 2.57 g/mL bei 1414°C (1687 K) und 1 bar
       
Elektrizität:      
Elektrische Leitfähigkeit: 0.252 mS/m  
       
Mechanische Eigenschaften:      
Härte nach Mohs: 6.5    
Poissonzahl: 0.42    
Elastizitätsmodul: 47 GPa  
Schermodul: 39.7 GPa  
Kompressionsmodul: 100 GPa  
       
Thermische Eigenschaften:    
Wärmeleitfähigkeit: 150 W/mK  
Längenausdehnungskoeffizent: 4.2 µm/(m•K)  
       
Magnetische Eigenschaften:      
Ausschließlich diamagnetisch -4.1e-6 χm  
       
Akustische Eigenschaften:      
Schallgeschwindigkeiten (longitudinal):      
Fest: 7180 m/s bei 25°C (298 K) und 1 bar
       
Schallgeschwindigkeiten (transversal):      
Fest: 2670 m/s bei 25°C (298 K) und 1 bar

Silicium (II)

Silicium (II) (oder β-Silicium) entspricht strukturell dem β-Zinn. Es stellt einen echten metallischen Leiter dar.


tetragonal
Kristallsystem: Tetragonal
       
Umwandlungspunkte:      
In Silicium (III) unterhalb 0.13 Mbar  
In Silicium (V) oberhalb 0.25 Mbar  
       
Dichtewerte:      
Fest: 3.286 g/cm3 bei 25°C (298 K) und 0.13 Mbar
       
Magnetische Eigenschaften:      
Ausschließlich paramagnetisch  

Silicium (III)

Silicium (III) oder γ-Silicium entsteht durch Entspannen von Silicium (II) und ist bei Raumtemperatur metastabil.


kubisch-flächenzentriert
Kristallsystem: Kubisch-flächenzentriert
       
Umwandlungspunkte:      
In Silicium (α-Modifikation) oberhalb 200°C (500K)  
In Silicium (IV) oberhalb 200°C (500K)  

Silicium (IV)

Silicium (IV) oder δ-Silicium entsteht beim Erhitzen von Silicium (III) neben Silicium (I).


hexagonal
Kristallsystem: Hexagonal
       
Dichtewerte:      
Fest: 2.33 g/cm3 bei 200°C (500 K) und 1 bar

Silicium (V)

Auch diese Hochdruckmodifikation des Silicium ist ein echter metallischer Leiter.


hexagonal
Kristallsystem: Hexagonal
       
Umwandlungspunkte:      
In Silicium (II) unterhalb 0.25 Mbar  
In Silicium (VI) oberhalb 0.34 Mbar  
       
Dichtewerte:      
Fest: 3.56 g/cm3 bei 25°C (298 K) und 0.25 Mbar

Silicium (VI)

       
Umwandlungspunkte:      
In Silicium (V) unterhalb 0.34 Mbar  
In Silicium (VII) oberhalb 0.43 Mbar  

Silicium (VII)

hexagonal
Kristallsystem: Hexagonal
       
Umwandlungspunkte:      
In Silicium (VI) unterhalb 0.43 Mbar  
In Silicium (VIII) oberhalb 0.78 Mbar  
       
Dichtewerte:      
Fest: 4.34 g/cm3 bei 25°C (298 K) und 0.43 Mbar

Silicium (VIII)

kubisch-flächenzentriert
Kristallsystem: Kubisch-flächenzentriert
       
Umwandlungspunkte:      
In Silicium (VII) unterhalb 0.78 Mbar  

Bild-Quellen: [1] Eigenes Bild. Dieses Bild darf unter den Bedingungen der Creative Commons Lizenz frei verwendet werden. Bei Verwendung bitte einen Link auf mein Web-Angebot setzen.