Unterschied zwischen Silizium und Siliziumdioxid

Hauptunterschied – Silizium vs Siliziumdioxid

Silizium und Siliziumdioxid sind zwei Begriffe, die häufig in der anorganischen Chemie verwendet werden. Silizium ist das zweithäufigste Element auf der Erde, an zweiter Stelle nach Sauerstoff. Daher ist es sehr wichtig, den Unterschied zwischen Silizium und Kieselsäure zu kennen. Der Hauptunterschied zwischen Silizium und Siliziumdioxid besteht darin, dass Silizium ein Element ist, während Siliziumdioxid eine Verbindung ist.

Key Areas Covered

1. Was ist Silizium
– Definition, Eigenschaften, Verwendung
2. Was ist Siliziumdioxid
– Definition, Eigenschaften, Verwendung
3. Was ist der Unterschied zwischen Silizium und Siliziumdioxid
– Gegenüberstellung der Hauptunterschiede

Schlüsselbegriffe: Anorganische Chemie, Sauerstoff, Polymorphe, Quarz, Halbleiter, Kieselsäure, Silizium, Silikone

Was ist Silizium

Silizium ist ein Element, das in der Erdkruste reichlich vorhanden ist. Im Periodensystem ist Silizium ein Mitglied der Gruppe 14 und wird als Halbmetall oder Metalloid kategorisiert. Dies liegt daran, dass Silizium einige Eigenschaften sowohl von Metallen als auch von Nichtmetallen aufweist.

Die Ordnungszahl von Silizium ist 14, und Silizium befindet sich im p-Block. Die Elektronenkonfiguration von Silizium ist 3s23p2. Da sich in den p-Orbitalen von Silicium nur zwei Elektronen befinden, kann es Platz für vier weitere ankommende Elektronen bieten. Daher kann Silicium maximal vier kovalente Bindungen ausbilden. Der Schmelzpunkt von Silizium liegt bei etwa 14140C. Silizium hat drei stabile Isotope: 28Si, 29Si und 30Si.

Abbildung 1: Silizium-Metalloid

Silizium ist ein Halbleiter. Es hat so viele wichtige Anwendungen in der elektronischen Industrie, da es ein guter Leiter für Elektrizität ist. Silizium wird auch bei der Synthese von Polymeren, den Silikonen, verwendet. Silizium kommt in der Natur nicht als freies Element vor. Es kommt immer als Mineral mit einer Kombination von anderen Elementen vor.

Was ist Siliziumdioxid

Siliziumdioxid ist eine Verbindung aus Silizium- und Sauerstoffatomen. Kieselsäure ist die Bezeichnung für Siliziumdioxid. Die Summenformel von Kieselsäure lautet SiO2. Somit besteht Kieselsäure aus den beiden häufigsten Elementen auf der Erde. Kieselsäure kommt in der Natur als Quarz vor. Kieselsäure ist auch der Hauptbestandteil von Sand.

Bei normaler Temperatur und Druck ist Kieselsäure ein Feststoff. Reine Kieselsäure ist eine farblose, kristalline Verbindung mit einem hohen Schmelzpunkt. Der Schmelzpunkt von Kieselsäure liegt bei etwa 1713oC. Die molare Masse von Kieselsäure beträgt etwa 60 g/mol. Kieselsäure wird hauptsächlich durch den Abbau von Quarz gewonnen.

Obwohl Kieselsäure als Siliziumdioxid bezeichnet wird, zeigt die kristalline Struktur von Kieselsäure, dass das Siliziumatom von vier Sauerstoffatomen umgeben ist, die durch einfache kovalente Bindungen verbunden sind. Das liegt daran, dass diese tetraedrische Struktur stabiler ist.

Die Struktur von Siliziumdioxid ist eine stabile Struktur, aber sie wird von Flusssäure (HF) angegriffen, um Hexafluorosilikat zu bilden. Diese Reaktion ist unten angegeben.

SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O

Kieselerde wird bei der Herstellung von Glas verwendet. Kieselsäureperlen werden auch in der Chromatographie eingesetzt.

Abbildung 2: Kieselsäureperlen

Kieselsäure kommt in einer Reihe von kristallinen Formen vor. Diese Formen werden als Polymorphien bezeichnet. Beispiele für diese Polymorphe sind α-Quarz, β-Quarz, Coesit, etc.

Unterschied zwischen Silizium und Kieselsäure

Definition

Silizium: Silizium ist ein Element, das in der Erdkruste vorkommt.

Kieselsäure: Kieselsäure ist eine Verbindung aus Silizium- und Sauerstoffatomen.

Zusammensetzung

Silizium: Silizium ist ein einzelnes Element.

Siliziumdioxid: Siliziumdioxid besteht aus Silizium- und Sauerstoffatomen.

Schmelzpunkt

Silizium: Der Schmelzpunkt von Silizium liegt bei 14140C.

Kieselerde: Der Schmelzpunkt von Siliziumdioxid liegt bei etwa 17130C.

Elektrische Leitfähigkeit

Silizium: Silizium ist ein Halbleiter, der Elektrizität leiten kann.

Siliziumdioxid: Siliziumdioxid ist nicht in der Lage, Elektrizität zu leiten.

Vorkommen

Silizium: Silizium kommt in der Natur nicht allein vor.

Siliziumdioxid: Silizium kann als reine Verbindung vorkommen.

Kristallstruktur

Silizium: Die Kristallstruktur von Silizium ist spröde.

Siliziumdioxid: Die Kristallstruktur von Siliziumdioxid ist sehr hart.

Fazit

Sowohl Silizium als auch Siliziumdioxid enthalten Siliziumatome. Aber Siliziumdioxid unterscheidet sich von Silizium durch ihre Strukturen und Eigenschaften. Der Hauptunterschied zwischen Silizium und Kieselsäure besteht darin, dass Silizium ein Element ist, während Kieselsäure eine Verbindung ist.

1. „Chemistry of Silicon (Z=14).“ Chemie LibreTexte. Libretexte, 20. Juni 2017. Web. Verfügbar unter. A30. Juni 2017.
2. „Silica.“ Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, Inc, n.d. Web. Available here. 30 June 2017.

Image Courtesy:

1. „SiliconCroda“ By Enricoros at English Wikipedia – (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. „Zirconia-silica-beads-05mm-03“ By Lilly_M – Own work (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia