Silicium und seine Verbindungen

(1)

Herzlich Willkommen zum Experimentalvortrag

Silicium und seine Verbindungen

in Alltag und Technik - Labor und Schule

Marburg, den 13. November 2013 Marcell Pausch

(2)

Versuch 2

Chemikalien Aufbau und Durchführung

Wasserglas-

Lösung (30%ig) Salzsäure

(halbkonz.)

2 E t h a n o l

9 6 %

Wasser-

glas Salz-

säure

(3)

Versuch 3

Chemikalien Aufbau und Durchführung

Wasserglas-

Lösung (30%ig) Eisen(III)-

chlorid

3 E t h a n o l

9 6 % FeClN a C l₃

Wasser-glas

(4)

Silicium in der Schule

Q4 Wahlthema Werkstoffe

Silicate (Vorkommen, Aufbauprinzip, technische Silicate);

Reinstsilicium; Halbleitertechnologie; Siloxane; Silicone;

Glas (Geschichte, Herstellung, Struktur);

Keramische Werkstoffe

Auszug aus: Lehrplan Chemie (Hessen).

4 Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(5)

Allgemeines

5

(6)

Stellung im

Periodensystem der Elemente

6

C

S i

Ge Sn Pb

14 28,09

1,8

Si

Silicium

14. Gruppe

3. Periode S i

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(7)

1822 Jöns Jakob Freiherr von Berzelius

 Darstellung von Si aus SiF

4

Herkunft des Namens

silica = Kieselerde & silex = Kieselstein

Im Englischen (1831: Thomas Thomson) Silicium = silicon  carbon, boron

Silicon/Silikon = silicone

Geschichte

7 Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(8)

Si: 27,2 %  2. häufigstes Element!

Häufigkeit des Elements in der Erdkruste

Vorkommen

Massenanteil

_O

Si Al Fe Ca Mg Na K Rest

8 Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(9)

Vorkommen

In welcher Form?

 nie elementar

 zahlreiche Si-O-Verbindungen:

überwiegend als Siliciumdioxid und in Form zahlreicher Silicate

9

… wie Sand am Meer bzw. als Sand am Meer

…

 Silicate & SiO

₂

: 90% der Erdkruste!

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(10)

freies SiO

₂

silicatische Minerale

Vorkommen

10

Amethyst Opal

Beryll Feldspat

Seesand Kieselsteine

 Si: Träger des anorganischen „Lebens“

Bergkristall

Glimmer Olivin Ton

eine kleine Auswahl

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(11)

Vorkommen

In welcher Form?

 nie elementar

 zahlreiche Si-O-Verbindungen:

überwiegend als Siliciumdioxid und in Form zahlreicher Silicate

Im Pflanzenreich: harte SiO2-Kriställchen auf Halmen und Gräsern Im Tierreich: Außenskelett niederer Tiere

Beim Menschen: essentielles Spurenelement

11

… wie Sand am Meer

 Silicate & SiO

₂

: 90% der Erdkruste!

bzw. als Sand am Meer

…

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(12)

Technische Darstellung

Im Schmelzreduktionsofen:

Reduktion von Quarz durch Koks bei hohen Temperaturen

+4 0 0 +2

SiO

_2(l)

+ 2 C

_(s)

Si

_(l)

+ 2 CO

_(g)

12

1800 °C

Elektroden

Edukte

CO_(g)

Si_(l) Mauer &

Blechmantel

Querschnitt von außen

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

 99% rein

(13)

Technische Darstellung

Reinstsilicium

0 +1 +2 0

Si

_(s)

+ 3 HCl

_(g)

HSiCl

_3(g)

+ H

_2(g)

13

300 °C 1100 °C

HCl_(g)

feingemahlenes Rohsilicium Si_(s)

H_2(g) Destillation

von Trichlorsilan

kondensiertes Trichlorsilan

Abscheidungsreaktor:

polykristallines Silicium

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(14)

Technische Darstellung

Vom polykristallinen Si zum Einkristall

früher: Zonenschmelzverfahren

heute: Czochralski-Verfahren (Tiegelzieh-Verfahren)

14

Einkristall Impfkristall

Quarz Graphit

Herausziehen

und Rotation  99,9999999% rein

Si-Schmelze

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(15)

Vom Einkristall zum Wafer

schneiden

schleifen, ätzen, polieren, reinigen

Technische Darstellung

15 Einkristall

Verarbeitung

Mikrochips

Photovoltaik

 …

Wafer

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(16)

Versuch 1

Darstellung von Silicium im Labormaßstab

16 Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(17)

V 1a Darstellung von Silicium

Chemikalien Aufbau und Durchführung

2 Spatel Quarzsand SiO2(s)

3 Spatel Magnesium Mg_(s)

17

N a C l N a C l

Quarz _Pulver^Mg-

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(18)

V 1a Darstellung von Silicium

18 Quarz

Magnesium

Produkt

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(19)

V 1a Darstellung von Silicium

Auswertung

+4 0 +2 0

SiO

2(s)

+ 2 Mg

(s)

2 MgO

(s)

+ Si

(s)

Nebenreaktion

0 0 +2 -4

Si

(s)

+ 2 Mg

(s)

Mg

2

Si

(s)

 2 Nebenprodukte: Mg

₂

Si

_(s)

und MgO

_(s)

19 Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(20)

V 1b Darstellung von Silicium

Chemikalien Aufbau und Durchführung

Produkt aus V 1a Salzsäure

(halbkonz.)

20 N a C l

Salz- säure

Demonstration

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(21)

V 1b Darstellung von Silicium

21

Produkt V 1a Zugabe von HCl

Abdampfen Produkt 1a

Produkt 1b

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(22)

V 1b Darstellung von Silicium

Auswertung

MgO

(s)

+ 2 HCl

(aq)

MgCl

2(aq)

+ H

2

O

Mg

2

Si

(s)

+ 4 HCl

(aq)

SiH

4(g)

+ 2 MgCl

2(aq)

-4 0 +4 -2 -2

SiH

_4(g)

+ 2 O

_2(g)

SiO

_2(s)

+ 2 H

₂

O

 Si noch mit wenig SiO

2

& MgCl

2

verunreinigt

22 Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(23)

Eigenschaften

23

(24)

Chemische Eigenschaften

Verhalten: wie ein Nichtmetall

Reaktivität: feinverteilte Form > grobkristalline Form aber beide Formen nicht besonders reaktiv

Verbrennung an Luft: Si_(s)+ O_2(g) SiO_2(s) Reaktion bei RT: Si_(s)+ 2 F_2(g) SiF_4(s)

In Säuren: praktisch unlöslich (SiO2) – Ausnahme HF In Laugen: gut löslich in heißen Laugen

In Verbindungen: meist vierwertig (sp³-hybr.), keine (p-p)π-Bindung

24

1000 °C

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

0

0 0

0 +4 -2

+4 -1

(25)

Physikalische Eigenschaften

reines, kristallisiertes Silicium:

dunkelgrau, stark glänzend, undurchsichtig und spröde

Gitterstruktur:

 Diamant-Gitter (α- Modifikation)

pulverförmiges, grau-braunes Silicium:

gleiche Gitterstruktur,

unterschiedliche Teilchengröße, Oberfläche & Störung

25 Leitfähigkeit ?

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(26)

Demonstration 1

Leitfähigkeit von Silicium im Vergleich

26 Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(27)

D 1 Leitfähigkeit von Silicium

Chemikalien Aufbau und Durchführung

Kupferdraht Glasstab

Silicium-Scheibe

27

_ +

o n

V

1 2 . 3 4

Spannungsquelle

_ m A + 1 2 3 . 0

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(28)

D 1 Leitfähigkeit von Silicium

Kupfer

28 Glas Silicium

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(29)

D 1 Leitfähigkeit von Silicium

Messergebnisse

29

Kupfer

Glas

Silicium

leichter Abfall

 konstant 0 mA

 von 0 mA auf  0,1 mA

 Erklärung: Das Energiebänder-Modell

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

0 10 20 30 40 50 60

0 2 4 6 8 10 12

Zeit [s]

Stromstärke [mA]

0 10 20 30 40 50 60

0 2 4 6 8 10 12

Zeit [s]

Stromstärke [mA]

0 10 20 30 40 50 60

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5

Zeit [s]

Stromstärke [mA]

(30)

Grundlage: Molekülorbital-Theorie (MO-Theorie) Metalle: viele Atome - dicht gepackt

Gedanke: 2 Atome mit 2 AO  1 Molekül mit 2 MO n AO  n MO es gilt: Pauli-Prinzip

n AO: Die Energiedifferenz zwischen den einzelnen Energieniveaus einer Hauptquantenzahl wird so klein, dass sie nicht mehr voneinander unterschieden werden können.  Sie bilden ein Energieband!

Das Energiebänder-Modell

30 Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(31)

2s-Band aus

n verschiedenen Energieniveaus (n 2s-AO)

2p-Band aus

n verschiedenen Energieniveaus (n 2p-AO)

Leitungsband

Valenzband

Das Energiebänder-Modell

31

verbotene Zone

E n e rg ie

1s-Orbital 2s-Orbital

2p-Orbital

Überlappung

1s-Band aus

n verschiedenen Energieniveaus n Li-Atome Metall aus n Li-Atomen

 gebildet aus n 1s-Atomorbitalen

e^--Konfiguration 1s² 2s¹

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(32)

Valenzband mit

2n Quantenzuständen

 halb besetzt Leitungsband mit

 leer

Das Energiebänder-Modell

32

verbotene Zone

E n e rg ie

1s 2s 2p

1s-Band mit

 voll besetzt n Li-Atome Metall aus n Li-Atomen

e^--Konfiguration 1s² 2s¹

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(33)

Valenzband mit

 voll besetzt Leitungsband mit

 leer

Das Energiebänder-Modell

33

verbotene Zone

E n e rg ie

1s 2s 2p

1s-Band mit

 voll besetzt n Be-Atome Metall aus n Be-Atomen

e^--Konfiguration 1s² 2s²

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(34)

Das Energiebänder-Modell

34 E n e rg ie

Leitungsband

Valenzband

Alkalimetalle Erdalkalimetalle

Überlappung

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(35)

Das Energiebänder-Modell

35 E n e rg ie

Leitungsband

Valenzband Verbotene

Zone

Isolator Eigenhalbleiter

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

Glas Si

(36)

Kieselsäuren und Silicate

36

(37)

Kieselsäuren

Orthokieselsäure SiO

2(s)

+ 2 H

2

O H

4

SiO

4(aq)

 in natürlichen Gewässern: c < 10

^-3

mol/L

höhere Konzentrationen:

 spontane Kondensation

37

Si

OH H O

OH Si OH

OH OH

Si OH

OH H O

OH Si

OH

OH O

H

OH

Si

0

OH O OH

Si OH

OH Si OH

O OH

Si OH

- H₂O - H

OH

₂O

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(38)

Silicate

 Salze der Kieselsäuren (beständig)

Si bildet SiO

4

-Tetraeder – über Ecken verknüpft Kieselgel/Silicagel

Kieselgel: hochkondensierte, wasserreiche Kieselsäure Silicagel: entwässert  Trocknungsmittel

38 Si

O

^-

O

^-

O

^-

O

^-

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(39)

Versuch 2

Ausfällen von Kieselsäure aus Wasserglas-Lösung

39 Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(40)

V 2 Ausfällen von Kieselsäure

Chemikalien Aufbau und Durchführung

Wasserglas-

Lösung (30%ig) Salzsäure

(halbkonz.)

40

E t h a n o l

9 6 %

Wasser-

glas Salz-

säure

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(41)

V 2 Ausfällen von Kieselsäure

41

Wasserglas- Lösung

Zugabe von Salzsäure

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(42)

V 2 Ausfällen von Kieselsäure

Auswertung

Na

₂

SiO

_3(aq)

+ 2 HCl

_(aq)

„H

₂

SiO

_3(aq)

“ + 2 Na

⁺_(aq)

+ 2 Cl

^-_(aq)

Metakieselsäure

Kondensation zu Polykieselsäuren

42

Si

OH O OH

Si OH

OH Si OH

O OH

Si OH

OH

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(43)

Versuch 3

Ein chemischer Garten

43 Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(44)

V 3 Ein chemischer Garten

Chemikalien Aufbau und Durchführung

Wasserglas- Lösung

^(30%ig)

Metallsalze

44 E t h a n o l

9 6 %

Wasser-

glas N a C l

N a C l N a C l

N a C l NiSON a C l₄ N a C l

CuSO₄ CaCl₂

E t h a n o l

9 6 % N a C lFeCl₃

Wasser-glas CuSO₄∙ 5 H₂O

CuCl₂∙ 2 H₂O NiSO₄ ∙ 6 H₂O FeCl₃

CoCl₂ ∙ 2 H₂O CaCl₂

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(45)

V 3 Ein chemischer Garten

45

nach 30 min

nach 2 d nach

20 min nach 7 d

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(46)

V 3 Ein chemischer Garten

Auswertung

46

Kristall Wasserglas

semipermeable Haut

Wasser

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

gelöste Metallsalze

(47)

Silicat-Typen

Inselsilicate isolierte [SiO

4

]

^4-

-Tetraeder Gruppensilicate Doppeltetraeder [Si

2

O

7

]

^6-

Ringsilicate verschiedene Ringe

z.B. [Si

6

O

18

]

^12-

Kettensilicate Verknüpfung der Tetraeder zu Ketten z.B. [(SiO

3

)

n

]

^2n-

Schichtsilicate SiO

4

-Tetraeder über 3 Ecken mit Nachbartetraeder verknüpft

Gerüstsilicate SiO

4

-Tetraeder über alle 4 Ecken verknüpft

47 Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(48)

Zeolithe

gr. zein = sieden gr. lithos = Stein

kristalline, hydratisierte Alumosilicate; Alkali- & Erdalkalimetalle

Zeolith A

Gerüstsilicat mit großen Hohlräumen

 Hohlräume durch kleinere Kanäle verbunden in Hohlräumen: Kationen/ Wassermoleküle

48 Na

₁₂

[Al

₁₂

Si

₁₂

O

₄₈

] ∙ 27 H

₂

O

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(49)

Versuch 4

Eigenschaften von Zeolithen

49 Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(50)

V 4 Eigenschaften von Zeolithen

Chemikalien Aufbau und Durchführung

Zeolith A

Kupfersulfat-Lsg.

(c = 0,1 mol/L)

Ammoniak-Lsg.

(c = 2 mol/L)

50

E t h a n o l

9 6 %

o n o n

Zeolith N a C l

CuSO₄-

Lsg. NH_3(aq)

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(51)

V 4 Eigenschaften von Zeolithen

51

CuSO₄-Lösung Zugabe von NH₃ Zeolith

nach 5 min

Mischung Abdampfen

Zeolith nachher Zeolith

vorher

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(52)

Auswertung

Bildung des Hexaaqua-Komplexes

Cu

2+(aq)

+ 6 H

2

O [Cu(H

2

O)

6

]

2+(aq)

Hexaaquakupfer(II)-Komplex

Bildung des Tetraammin-Komplexes

[Cu(H

2

O)

6

]

2+ (aq)

+ 4 NH

3(aq)

[Cu(NH

3

)

4

(H

2

O)

2

]

2+(aq)

+ 4 H

2

O Tetraammindiaquakupfer(II)-Komplex

V 4 Eigenschaften von Zeolithen

52 Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(53)

Zeolithe

Gerüstsilicate mit großen Hohlräumen

 Hohlräume durch kleinere Kanäle verbunden in Hohlräumen: Kationen/ Wassermoleküle Ionenaustauscher

 Austausch von Na⁺-Ionen gegen Cu²⁺-Ionen Gleichgewichtsreaktion (LE CHATELIER) Adsorption

 Wirkung als Molekularsieb

 Synthese von passenden Zeolithen

V 4 Eigenschaften von Zeolithen

53

Zeolith A

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(54)

V 6 Herstellung von Glas

Chemikalien Aufbau und Durchführung

Glasmischung

54

5 min – 600 W

K M n O₄

N a C l

A g N O₃

0 , 0 5 M

E t ha n o l 9 6 %

Simon-Müller-Ofen

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(55)

Silicone

55

(56)

Bau und Synthese

Müller-Rochow-Synthese (schematische Reaktion) CH

3

Cl

(g)

+ Si

(g)

MeSiCl

3(g)

+ Me

2

SiCl

2(g)

+ Me

3

SiCl

(g)

Me

3

SiCl

(g)

Me

3

SiOH

(g)

Polykondensation

56

Si O Si O Si O C

H₃

CH₃

CH₃ CH₃ CH₃ O

O

300 – 400 °C

‹Cu/Si›

+ H₂O - HCl

Si H O

CH₃ Si CH₃

OH Si

O H OH H O

CH₃ Si

CH₃

OH C

H₃

CH₃ - H₂O - H₂O

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

Silanole

Methylchlorsilane

(57)

Versuch 5

Eigenschaften von Silicon

57 Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(58)

V 5 Eigenschaften von Silicon

Chemikalien Aufbau und Durchführung

Polystyrol - PS Quellprobe Brennprobe Silicon - SI

Ethylacetat

58

N a C l_acetat^Ethyl-

PS &

SI

PS SI

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(59)

V 5 Eigenschaften von Silicon

59

SI

PS PS mit Ethylacetat

Brennprobe SI

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

Brennprobe PS

SI in Ethylacetat, Säuren und Laugen

(60)

V 5 Eigenschaften von Silicon

Auswertung

Brennprobe mit SI

+ 4n O

2(g)

n SiO

2(s)

+ 2n CO

2(g)

+ 3n H

2

O

Brennprobe mit PS (schematische Reaktionsgleichung) + O_2(g) C_(s) + CO_2(g) + H₂O

60

Si O CH₃ CH₃

n

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(s) (s)

(61)

V 5 Eigenschaften von Silicon

sehr stabil - chemisch wenig reaktiv Si–O—Si-Bindung Si—CH

3

-Bindung

- je nach Mischung: dünnflüssig, ölig, kautschukartig oder harzähnlich - hydrophob, elektrisch nicht leitend

- thermische Zersetzung ab 650 °C

- resistent gegenüber verdünnten Laugen/Säuren/Lösungsmitteln - physiologisch gelten sie als unbedenklich

61

 vielfältiger Einsatz

Isoliermaterial, Dichtungen, Imprägnierungen, Schläuche …

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(62)

Glas

62

(63)

Allgemeines

alter Werkstoff

1500 v. Chr. Mesopotamien – Gefäße aus Glas

1300 v. Chr. Ägypten – bunte Perlen & Schmucksteine

chemisch gesehen …

Hauptbestandteil SiO2

Netzwerkbildner saure Oxide, neben SiO₂z.B. auch B₂O₃, Al₂O₃

Trennstellenbildner basische Oxide, z.B. Na2O, K2O, CaO

63

amorphe, ohne Kristallisation erstarrte Schmelze

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(64)

Aufbau

Netzwerkbildner SiO

2

 dreidimensionales Netzwerk aus eckenverknüpften Tetraedern

64

kristallines SiO₂ SiO₄-Tetraeder Si

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(65)

Aufbau

Trennstellenbildner

 trennen Si—O—Si-Brücken

65

SiO₂ mit Netzwerkbildnern

Glas ≠ Glas

SiO₄-Tetraeder Si

Kationen

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(66)

Glas ≠ Glas

66

Quarzglas reines SiO2

hitzebeständig, UV-durchlässig Gebrauchsglas SiO2, Na2O, CaO Natron-Kalk-Gläser

Thüringer Glas Zusatz von K2O schwerschmelzbar

Duran^®-Glas/ Jenaer-Glas Zusatz von B2O3

Bor-Silikat-Gläser: Erhöhung der chemischen Resistenz und Festigkeit

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(67)

Versuch 6

Herstellung von Glas

67 Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(68)

V 6 Herstellung von Glas

Chemikalien Aufbau und Durchführung

Glasmischung

68

5 min – 600 W 01,0 g SiO_2(s)

10,6 g H₃BO_3(s) 01,8 g Na₂CO_3(s) 01,7 g CaCO_3(s) 04,2 g Li₂CO_3(s)

K M n O₄

N a C l

A g N O₃

0 , 0 5 M

E t h a n o l 9 6 %

AST-Element Simon-Müller-Ofen

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(69)

V 6 Herstellung von Glas

69

AST-Element in der

Mikrowelle Glasperle

2. Durchgang

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(70)

V 6 Herstellung von Glas

70

Tiegel Simon-Müller-Ofen Tiegel im Ofen

Schmelze

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(71)

V 6 Herstellung von Glas

Borglasmischung Zusätze

ohne Zusatz  farblos CuSO₄∙5 H₂O_(s) blau

Fe2O3(s)  bernsteinfarben Cr₂O_3(s) grün

71

01,0 g SiO_2(s) 10,6 g H₃BO_3(s) 01,8 g Na₂CO_3(s) 01,7 g CaCO_3(s) 04,2 g Li₂CO_3(s)

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

Netzwerk- bildner

Trennstellen- bildner

(72)

V 6 Herstellung von Glas

Auswertung

2 H₃BO3(s) B₂O_3(l) + 3 H₂O  Netzwerkbildner

Na2CO3(s) Na2O(s) + CO2(g)  Trennstellenbildner

+ O_2-(l)+ 2 Na_+(l)

 Glasschmelze!

72

Si O

O^- O

O

-O Si

O

O O

Na⁺

Na⁺ Si

O

O Si O

O O

O

O ^(l) (l)

Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

Trennstellen

(73)

Silicium in der Schule

Q4 Wahlthema Werkstoffe

Silicate (Vorkommen, Aufbauprinzip, technische Silicate);

Reinstsilicium; Halbleitertechnologie; Siloxane; Silicone;

Glas (Geschichte, Herstellung, Struktur);

Keramische Werkstoffe

Auszug aus: Lehrplan Chemie (Hessen).

73 Allgemeines Eigenschaften Silicate Silicone Glas

(74)

Literatur

Vgl. Hessisches Kultusministerium: Lehrplan Chemie.

http://www.kultusministerium.hessen.de/irj/HKM_Internet?cid=ac9f301df54d1fbfab83dd3a6449af60

Vgl. Holleman, A., Wiberg, N. und E.: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. DE GRUYTER.

München. 2007. S. 531ff.

Vgl. Riedel, E., Janiak, C.: Anorganische Chemie. 8. Auflage. DE GRUYTER. Berlin und Düsseldorf. 2011.

S. 179ff, S. 379, S. 512f, S.520 – 551.

Vgl. Häusler, K., Rampf, H., Reichelt, R.: Experimente für den Chemieunterricht. 2. Auflage.

Oldenbourger Schulverlag. München. 1995. S. 169 – 173, S. 337f.

Vgl. Tausch, M.: Chemie SII. 2. Auflage. Buchners Verlag. Würzburg. 2007. S. 357ff.

Vgl. Seilnacht, T.: Silicium. URL: http://www.seilnacht.com/Lexikon/14Silici.htm Vgl. Seilnacht, T. Quarzvarietäten. URL: http://seilnacht.com/Minerale/quarz.html

Vgl. Neumüller, B.: Silicium. Mitschrift im Seminar zum AC-I-Praktikum. 16. und 18. Januar 2012 Vgl. http://it-material.de/ -Schoettler, M.

(75)

Literatur

Vgl. Autorenkollektiv: Silicium.

In: NiU-C. Heft-Nr. 10/1991. Themenband.

Vgl. Autorenkollektiv: Silicium.

In: PdN-ChiS. Heft-Nr. 5/1988. Themenband.

Vgl. Lühken, A., Bader, H.-J.: Herstellung von Glas und Email im Mikrowellenofen.

In: PdN-ChiS. Heft-Nr. 2/2002. S. 41 -44.

Vgl. Auner, N.: Silicium als Energieträger.

In: Heft-Nr. 8/2003. S. 2 – 7.

Vgl. Schwedt, G.: Teil 2 – Silicium.

In: PdN-ChiS. Heft-Nr. 8/2003. S. 35f.

Vgl. Nick, S., Chomicz, Z.: Zeolithe selbst gemacht.

In: CHEMKON. Heft-Nr. 1/2013. S. 14 – 20.

Vgl. König, A.: Experimentelle Untersuchung von Kunststoffen aus dem Alltag.

In: Praxis der Naturwissenschaften. 4/49 Jg. 2000. S. 39ff.

(76)

Literatur

Vgl. Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung: Stoffdatenbank Gestis. URL:

http://www.dguv.de/ifa/de/gestis/stoffdb/index.jsp.

(77)

Abbildungsverzeichnis

Zugriff: November 2013 Sand am Meer

http://www.fotos.sc/img2/u/michi/h/Strand_Sonne_Urlaub_Sand_Meer.jpg Kiesel

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Quarznormal.JPG Bergkristall

http://seilnacht.com/Lexikon/14Silici.htm Amethyst

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1a/Amethyst_Druse.jpg Opal

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4a/Opal_veins.jpg Feldspat

http://ruby.chemie.uni-freiburg.de/Vorlesung/silicate_8_6.html Beryll

http://de.wikipedia.org/wiki/Beryll Glimmer

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Glimmer.jpg

(78)

Abbildungsverzeichnis

Zugriff: November 2013 Olivin

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Olivin-mt-erebus_hg.jpg Ton

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Clay-ss-2005.jpg Zeolith A - Gerüst

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/03/Zeolith_A-Struktur.png Berzelius

http://www.seilnacht.com/Lexikon/14Silici.htm Lichtbogenofen

http://it-material.de/IT-online5/wp-content/uploads/2009/06/Einfuehrung-MST-Part4_Folie44.jpg Einkristall

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Monokristalines_Silizium_f%C3%BCr_die_Waferherstellung.jpg Silicium

http://www.seilnacht.com/Lexikon/14Silici.htm Diamant-Gitter

http://www.guidobauersachs.de/anorg/diamant.gif

(79)

Abbildungsverzeichnis

Zugriff: November 2013 Siilicagel

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/71/SilicaGel.jpg

(80)