Unterschied zwischen Silizium und Siliziumdioxid

Hauptunterschied - Silizium gegen Silizium

Silizium und Siliziumdioxid sind zwei Begriffe, die in der anorganischen Chemie häufig verwendet werden. Silizium ist nach Sauerstoff das zweithäufigste Element auf der Erde. Daher ist es sehr wichtig, den Unterschied zwischen Silizium und Siliziumdioxid zu kennen. Der Hauptunterschied zwischen Silizium und Siliziumdioxid ist das Silizium ist ein Element wohingegen Silica ist eine Verbindung.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Silizium?
      - Definition, Eigenschaften, Verwendungen
2. Was ist Silica?
      - Definition, Eigenschaften, Verwendungen
3. Was ist der Unterschied zwischen Silizium und Silizium
     - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

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

Was ist Silizium?

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

Die Ordnungszahl von Silizium ist 14, und Silizium ist im p-Block angeordnet. Die Elektronenkonfiguration von Silizium beträgt [Ne] 3s²3p². Da es nur zwei Elektronen in p-Orbitalen von Silizium gibt, können vier weitere Elektronen einfallen. Daher kann Silizium maximal vier kovalente Bindungen bilden. Der Schmelzpunkt von Silizium liegt bei etwa 1414⁰C. Silizium hat drei stabile Isotope; ²⁸Si, ²⁹Si und ³⁰Si.

Abbildung 1: Siliziummetalloid

Silizium ist ein Halbleiter. Es hat so viele wichtige Anwendungen in der Elektronikindustrie, da es ein guter Stromleiter ist. Silizium wird auch bei der Synthese von als Silikonen bezeichneten Polymeren verwendet. Silizium kommt in der Natur nicht als freies Element vor. Es kommt immer als Mineral mit einer Kombination anderer Elemente vor.

Was ist Silica?

Siliziumdioxid ist eine Verbindung aus Silizium- und Sauerstoffatomen. Silica ist die Bezeichnung für Siliciumdioxid. Die Summenformel von Siliciumdioxid ist SiO₂. Daher besteht Siliziumdioxid aus zwei am häufigsten vorkommenden Elementen der Erde. Siliziumdioxid kommt in der Natur als Quarz vor. Kieselsäure ist auch der Hauptbestandteil von Sand.

Bei normaler Temperatur und normalem Druck ist Siliciumdioxid fest. Reines Siliciumdioxid ist eine farblose kristalline Verbindung mit einem hohen Schmelzpunkt. Der Schmelzpunkt von Siliciumdioxid beträgt etwa 1713^ODie Molmasse der Kieselsäure beträgt etwa 60 g / mol. Kieselsäure wird hauptsächlich durch den Abbau von Quarz gewonnen.

Obwohl Siliciumdioxid als Siliciumdioxid bezeichnet wird, zeigt die kristalline Struktur von Siliciumdioxid, dass das Siliciumatom von vier Sauerstoffatomen umgeben ist, die durch einzelne kovalente Bindungen gebunden sind. Dies liegt daran, dass diese tetraedrische Struktur stabiler ist.

Die Silica-Struktur ist eine stabile Struktur, die jedoch von Flusssäure (HF) unter Bildung von Hexafluorsilicatsäure angegriffen wird. Diese Reaktion ist unten angegeben.

SiO₂  +       6HF → H₂SiF₆         +       2H₂O

Silica wird bei der Herstellung von Glas verwendet. Kieselgelperlen werden auch in chromatographischen Anwendungen eingesetzt. 

Abbildung 2: Silica Beads

Siliziumdioxid kommt in verschiedenen kristallinen Formen vor. Diese Formen werden Polymorphe genannt. Beispiele für diese Polymorphen sind α-Quarz, β-Quarz, Coesit usw.

Unterschied zwischen Silizium und Siliziumdioxid

Definition

Silizium: Silizium ist ein Element in der Erdkruste.

Silica: Siliziumdioxid ist eine Verbindung aus Silizium- und Sauerstoffatomen.

Zusammensetzung

Silizium: Silizium ist ein einzelnes Element.

Silica: Silica besteht aus Silicium- und Sauerstoffatomen.

Schmelzpunkt

Silizium: Der Schmelzpunkt von Silizium liegt bei etwa 1414⁰C.

Silica: Der Schmelzpunkt von Siliciumdioxid beträgt etwa 1713⁰C.

Elektrische Leitfähigkeit

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

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

Auftreten

Silizium: Silizium kommt in der Natur nicht alleine vor.

Silica: Silica kann als reine Verbindung vorkommen.

Kristallstruktur

Silizium: Die Kristallstruktur von Silizium ist spröde.

Silica: Die Kristallstruktur von Siliciumdioxid ist sehr hart.

Fazit

Sowohl Silizium als auch Kieselsäure enthalten Siliziumatome. Siliziumdioxid unterscheidet sich jedoch aufgrund seiner Strukturen und Eigenschaften von Silizium. Der Hauptunterschied zwischen Silizium und Siliziumdioxid ist, dass Silizium ein Element ist, während Siliziumdioxid eine Verbindung ist.

Verweise:

1. "Chemie des Siliziums (Z = 14)". Chemie LibreTexts. Textsammlung, 20. Juni 2017. Web. Hier verfügbar. A30 Juni 2017. 
2. "Silica". Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, Inc., n. D. Netz. Hier verfügbar. 30. Juni 2017. 

Bildhöflichkeit:

1. “SiliconCroda” von Enricoros in der Wikipedia auf Englisch - (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. “Zirkonia-Silica-Beads-05mm-03" von Lilly_M - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia