Quelltext der Seite Silicium

{{Weiterleitungshinweis|Silizium|Zum gleichnamigen Musiker siehe [[Silizium (Musiker)]].}}
{{Infobox Chemisches Element
<!--- Periodensystem --->
| Name         = Silicium
| Symbol       = Si
| Ordnungszahl = 14
| Serie        = Hm
| Gruppe       = 14
| Periode      = 3
| Block        = p
<!--- Allgemein --->
| Hauptquelle  = <ref>Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus [http://www.webelements.com/silicon/ www.webelements.com (Silicium)] entnommen.</ref>
| Aussehen     = dunkelgrau,<br />bläulicher Farbton
| CAS          = {{CASRN|7440-21-3}}
| EG-Nummer    = 231-130-8
| ECHA-ID      = 100.028.300
| Massenanteil = 25,8 % (2. Rang)<ref name="Harry H. Binder">[[Harry H. Binder]]: ''Lexikon der chemischen Elemente.'' S. Hirzel, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.</ref>
<!--- Atomar --->
| Atommasse    = 28,085 (28,084–28,086)<ref>Angegeben ist der von der IUPAC empfohlene Standardwert, da die Isotopenzusammensetzung dieses Elements örtlich schwanken kann, ergibt sich für das mittlere Atomgewicht der in Klammern angegebene Massenbereich. Siehe: Michael E. Wieser, Tyler B. Coplen: ''Atomic weights of the elements 2009 (IUPAC Technical Report).'' In: ''Pure and Applied Chemistry.'' 2010, S.&nbsp;1, [[doi:10.1351/PAC-REP-10-09-14]].</ref><ref name="IUPAC">[http://www.ciaaw.org/pubs/TSAW2013_xls.xls IUPAC, Standard Atomic Weights Revised 2013].</ref>
| Atomradius = 110
| AtomradiusBerechnet = 111
| KovalenterRadius = 111
| VanDerWaalsRadius = 210
| Elektronenkonfiguration = &#91;[[Neon|Ne]]&#93; 3[[S-Orbital|s]]<sup>2</sup> 3[[P-Orbital|p]]<sup>2</sup>
| Austrittsarbeit = 
| Ionisierungsenergie_1 = {{ZahlExp|8,15168|suffix=(3)|post=[[Elektronenvolt|eV]]<ref name="NIST-ASD-silicon">{{NIST-ASD|silicon|Abruf=2020-06-11}}</ref>}} ≈ {{ZahlExp|786,52|post=[[Joule|kJ]]/[[mol]]<ref name="Webelements-silicon">{{Webelements|silicon|atoms|Abruf=2020-06-11}}</ref>}}
| Ionisierungsenergie_2 = {{ZahlExp|16,34585|suffix=(4)|post=eV<ref name="NIST-ASD-silicon" />}} ≈ {{ZahlExp|1577,13|post=kJ/mol<ref name="Webelements-silicon" />}}
| Ionisierungsenergie_3 = {{ZahlExp|33,49300|suffix=(9)|post=eV<ref name="NIST-ASD-silicon" />}} ≈ {{ZahlExp|3231,58|post=kJ/mol<ref name="Webelements-silicon" />}}
| Ionisierungsenergie_4 = {{ZahlExp|45,14179|suffix=(7)|post=eV<ref name="NIST-ASD-silicon" />}} ≈ {{ZahlExp|4355,52|post=kJ/mol<ref name="Webelements-silicon" />}}
| Ionisierungsenergie_5 = {{ZahlExp|166,767|suffix=(3)|post=eV<ref name="NIST-ASD-silicon" />}} ≈ {{ZahlExp|16091|post=kJ/mol<ref name="Webelements-silicon" />}}
<!--- Physikalisch --->
| Aggregatzustand = fest
| Modifikationen = 
| Kristallstruktur = [[Diamantstruktur]]
| Dichte = 2,336&nbsp;g/cm<sup>3</sup>(20 [[Grad Celsius|°C]])<ref name="Greenwood">[[N. N. Greenwood]], [[A. Earnshaw]]: ''Chemie der Elemente.'' 1988, ISBN 3-527-26169-9, S.&nbsp;426.</ref>
| RefTempDichte_K = 
| Mohshärte = 6,5
| Magnetismus = [[Diamagnetismus|diamagnetisch]] ([[Magnetische Suszeptibilität|''χ<sub>m</sub>'']] = −4,1 · 10<sup>−6</sup>)<ref>Robert C. Weast (Hrsg.): ''CRC Handbook of Chemistry and Physics.'' CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9, S. E-129 bis E-145 (Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert).</ref>
| Schmelzpunkt_K = 1683
| Schmelzpunkt_C = 1410
| Siedepunkt_K = 3533 K<ref name="Zhang">Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: ''Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks.'' In: ''[[Journal of Chemical & Engineering Data]].'' 56, 2011, S.&nbsp;328–337, [[doi:10.1021/je1011086]].</ref>
| Siedepunkt_C = 3260
| MolaresVolumen = 12,06 · 10<sup>−6</sup>
| Verdampfungswärme = 383&nbsp;kJ·mol<sup>−1</sup><ref name="Zhang" />
| Schmelzwärme = 50,66<ref>W. Zulehner, B. Neuer, G. Rau: ''Silicon.'' In: ''Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry.'' Wiley-VCH Verlag, Weinheim 2005, [[doi:10.1002/14356007.a23_721]].</ref>
| Dampfdruck = 
| RefTempDampfdruck_K = 
| Schallgeschwindigkeit = 8433
| RefTempSchallgeschwindigkeit_K = 293
| SpezifischeWärmekapazität = 703<ref name="Harry H. Binder" />
| RefTempSpezifischeWärmekapazität_K = 298
| ElektrischeLeitfähigkeit = ([[Eigenleitfähigkeit|Eigenleit.]]) 5·10<sup>−4</sup>
| RefTempElektrischeLeitfähigkeit_K = 300
| Wärmeleitfähigkeit = 150
<!--- Chemisch --->
| Oxidationszustände = −4, (2) '''+4'''
| Normalpotential = 
| Elektronegativität = 1,90
| Quelle GHS-Kz   = <ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Silicium|ZVG=8110|CAS=7440-21-3|Abruf=2017-04-30}}</ref>
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|-}}
| GHS-Signalwort  = 
| H               = {{H-Sätze|-}}
| EUH             = {{EUH-Sätze|-}}
| P               = {{P-Sätze|-}}
| Quelle P        = <ref name="GESTIS" />
| MAK             = Schweiz: 3 mg·m<sup>−3</sup> (gemessen als [[alveolengängiger Staub]])<ref>{{SUVA-MAK|Name=Silicium|CAS-Nummer=7440-21-3|Abruf=2024-12-30}}</ref>
<!--- Isotope --->
| Isotope = 
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 1
| Symbol = Si
| Massenzahl = 26
| NH = 0
| Halbwertszeit = 2,234 [[Sekunde|s]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Elektroneneinfang|ε]]
| Zerfallstyp1ZE = 5,066
| Zerfallstyp1ZP = [[Aluminium|<sup>26</sup>Al]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 1
| Symbol = Si
| Massenzahl = 27
| NH = 0
| Halbwertszeit = 4,16 [[Sekunde|s]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Elektroneneinfang|ε]]
| Zerfallstyp1ZE = 4,812
| Zerfallstyp1ZP = [[Aluminium|<sup>27</sup>Al]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 0
| Symbol = Si
| Massenzahl = 28
| NH = '''92,23'''
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 0
| Symbol = Si
| Massenzahl = 29
| NH = 4,67
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 0
| Symbol = Si
| Massenzahl = 30
| NH = 3,1
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 1
| Symbol = Si
| Massenzahl = 31
| NH = 0
| Halbwertszeit = 157,3 [[Minute|min]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Betastrahlung|β<sup>−</sup>]]
| Zerfallstyp1ZE = 1,492
| Zerfallstyp1ZP = [[Phosphor|<sup>31</sup>P]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 1
| Symbol = Si
| Massenzahl = 32
| NH = 0
| Halbwertszeit = 153 [[Jahr|a]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Betastrahlung|β<sup>−</sup>]]
| Zerfallstyp1ZE = 0,224
| Zerfallstyp1ZP = [[Phosphor|<sup>32</sup>P]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 1
| Symbol = Si
| Massenzahl = 33
| NH = 0
| Halbwertszeit = 6,18 [[Sekunde|s]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Betastrahlung|β<sup>−</sup>]]
| Zerfallstyp1ZE = 5,845
| Zerfallstyp1ZP = [[Phosphor|<sup>33</sup>P]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 1
| Symbol = Si
| Massenzahl = 34
| NH = 0
| Halbwertszeit = 2,77 [[Sekunde|s]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Betastrahlung|β<sup>−</sup>]]
| Zerfallstyp1ZE = 4,601
| Zerfallstyp1ZP = [[Phosphor|<sup>34</sup>P]]
}}
| NMREigenschaften = 
{{Infobox Chemisches Element/NMR
| Symbol = Si
| Massenzahl_1 = 29
| Kernspin_1 = 1/2
| Gamma_1 = {{0}}−5,319 · 10<sup>7</sup>
| Empfindlichkeit_1 = 7,86 · 10<sup>−3</sup>
| Larmorfrequenz_1 = 19,864 (2,3488 T)
}}
}}

'''Silicium''', oder auch '''Silizium''',<ref>{{Internetquelle |url=https://www.duden.de/suchen/dudenonline/Silizium |titel=Duden {{!}} Suchen {{!}} Silizium |abruf=2021-04-09}}</ref> ist ein [[chemisches Element]] mit dem Symbol Si und der [[Ordnungszahl]] 14. Es steht in der 4. Hauptgruppe ([[Kohlenstoffgruppe]]), bzw. der 14.&nbsp;[[Gruppe des Periodensystems|IUPAC-Gruppe]], und der 3. Periode des [[Periodensystem|Periodensystems der Elemente]]. In der [[Erdhülle]] ist es, auf den [[Massenanteil]] bezogen, nach [[Sauerstoff]] das [[Liste der Häufigkeiten chemischer Elemente#Häufigkeiten auf der Erde|zweithäufigste Element]].

Silicium ist ein klassisches [[Halbmetalle|Halbmetall]], weist daher sowohl Eigenschaften von [[Metalle]]n als auch von [[Nichtmetalle]]n auf und ist ein [[Halbleiter|Elementhalbleiter]]. Reines, elementares Silicium besitzt eine grau-schwarze Farbe und weist einen typisch metallischen, oftmals bronzenen bis bläulichen Glanz auf.

Silicium ist äußerst wichtig für die [[Elektronik]] und wurde in [[isotop]]enreiner Form auch für das [[Kilogramm#Avogadroprojekt|Avogadroprojekt]] verwendet, mit dem 2019 die Maßeinheiten [[Kilogramm]] und Mol [[Internationales Einheitensystem#Neudefinition2019|neu definiert]] wurden.
Elementares Silicium ist für den menschlichen Körper ungiftig, in gebundener [[Silicate|silicatischer]] Form ist Silicium für den Menschen wichtig. Der menschliche Körper enthält etwa 20&nbsp;mg/kg Körpermasse Silicium; die Menge nimmt mit zunehmendem Alter ab.

== Etymologie ==
Standardsprachlich wird das Element „Silizium“ geschrieben. Die Schreibweise mit „c“ ist vor allem in der chemischen Fachsprache gebräuchlich. Beide Schreibweisen entstammen dem [[latein]]ischen Ausdruck ''silicia'' „[[Kieselerde]]“, verknüpft mit [[Latein|lat.]] ''silex'' „Kieselstein“, „Fels“.<ref>N. Figurowski: ''Die Entdeckung der chemischen Elemente und der Ursprung ihrer Namen.'' Aulis-Verlag Deubner, Köln 1981, ISBN 3-7614-0561-8, S.&nbsp;142–143.</ref>

Das [[Englische Sprache|englische]] Wort für Silicium ist {{lang|en|''silicon''}}. Es ist zum Beispiel in der Bezeichnung ''[[Silicon Valley]]'' enthalten. Die gelegentlich anzutreffende Übersetzung ''Silikon'' ist ein [[falscher Freund]], denn [[Silikone]] sind eine Klasse von chemischen Verbindungen des Siliciums.

== Geschichte ==
=== Nutzung in vorindustrieller Zeit ===
Siliciumhaltige [[Chemische Verbindung|Verbindungen]], vor allem Gesteine, spielen in der Menschheitsgeschichte als Baumaterial traditionell eine wichtige Rolle. Ein typisches Beispiel für ein frühes Bauwerk aus Stein ist [[Stonehenge]]. Ein weiteres wichtiges silicathaltiges Material, das seit langer Zeit als Baumaterial dient, ist [[Lehm]], der als Stampflehm, im [[Lehmbau]] mit Astgeflecht oder Stroh verstärkt oder in Lehmziegelbauten verwendet wurde, später auch gebrannt als [[Backstein]]. [[Zement]], der ebenfalls silicathaltig ist, wurde erstmals von den Römern entwickelt.

Aufgrund ihrer scharfen Schnittkanten fanden siliciumhaltige Gesteine in der [[Steinzeit]] auch Einsatz als Werkzeuge. Bereits in vorgeschichtlicher Zeit ist zum Beispiel [[Obsidian]] als besonders geeignetes Werkzeugmaterial abgebaut und durch Handel weithin verbreitet worden. Auch [[Feuerstein]] wurde in Kreidegebieten, etwa in [[Belgien]] und [[Dänemark]], bergmännisch gewonnen. Bei der Metallgewinnung, insbesondere bei der Stahlherstellung, wird Silicat-Schlacke zum Schutz der Herde und Öfen vor Sauerstoffzutritt und als Form aus Ton oder Sand eingesetzt; dabei wurde möglicherweise die [[Glas]]herstellung entdeckt.

=== Entdeckung als Element ===
[[Datei:Antoine lavoisier.jpg|mini|links|[[Antoine Lavoisier]] postulierte die Existenz von Silicium]]
Zum ersten Mal wurde im Jahre 1789 von [[Antoine Lavoisier]] vorhergesagt, dass es sich bei [[Feuerstein|Silex]] um das Oxid eines Metalles handelt.<ref name="Lavoisier1789">{{Literatur |Autor=Antoine-Laurent de Lavoisier |Titel=Traité élémentaire de chimie: présenté dans un ordre nouveau et d'après les découvertes modernes ...|Online=https://books.google.com/books?id=hZch3yOrayUC&pg=PA174 |Datum=1789 |Verlag=Chez Cuchet|Seiten=174 |Sprache=fr}}</ref><ref name="Lavoisier1799">{{Literatur |Autor=Antoine Laurent Lavoisier |Titel=Elements of Chemistry: In a New Systematic Order; Containing All the Modern Discoveries |Online=https://books.google.com/books?id=adYKAAAAIAAJ&pg=PA218 |Datum=1799 |Verlag=Mathew Carey|Seiten=218 |Sprache=en}}</ref> Im Jahre 1807 postulierte [[Humphry Davy]] nach elektrochemischen Versuchen die Existenz der ''Metalle'' Silicium, [[Aluminium]], [[Zirconium]] und Glucinium ([[Beryllium]]).<ref>{{Literatur |Autor=Humphrey Davy |Hrsg=W. Bowyer and J. Nichols for Lockyer Davis, printer to the Royal Society |Titel=Electro-Chemical Researches, on the Decomposition of the Earth; with Observations on the Metals obtained from the alkaline Earths, and on the Amalgam procured from Ammonia. |Sammelwerk=Philosophical Transactions of the Royal Society of London |Datum=1808-06-30 |Seiten=333– |Online={{Google Buch|BuchID=Kg9GAAAAMAAJ|Seite=333}}}}</ref>
{{Zitat
 |Text=Had I been so fortunate as to have obtained more certain evidence on this subject, and to have procured the metallic substances I was in search of, I should have proposed for them the names of silicium, alumium, zirconium and glucium.
 |Sprache=en
 |Quelle=Humphry Davy
 |Übersetzung=Wäre ich so glücklich gewesen, mehr zuverlässige Beweise zu diesem Thema zu erhalten und die metallischen Substanzen, die ich suchte, beigebracht zu haben, hätte ich für sie die Namen Silicium, Alumium, Zirkonium und Glucium vorgeschlagen.}}
Im Jahre 1811 stellten der Chemiker [[Joseph Louis Gay-Lussac]] und [[Louis Jacques Thénard]] (vgl. [[Thénards Blau]]) unreines und [[amorphes Silicium]] (a-Si, die nichtkristalline, allotrope Form des Siliciums) her.<ref name="Gay-LussacThénard1811">{{Literatur |Autor=Joseph-Louis Gay-Lussac, Louis Jacques Thénard |Hrsg=Deterville |Titel=Recherches physico-chimiques, faites sur la pile; sur la préparation chimique et les propriétés du potassium et du sodium; sur la décomposition de l'acide boracique; sur les acides fluorique; muriatique et muriatique oxigéné; sur l'action chimique de la lumière; sur l'analyse végétale et animale; etc. |Band=1 |Datum=1811 |Seiten=313– |Online={{Google Buch|BuchID=ruITAAAAQAAJ|Seite=313}}}}</ref><ref name="Gay-LussacChenard1811">{{Literatur |Autor=Joseph-Louis Gay-Lussac, Louis Jacques Thénard |Hrsg=Deterville |Titel=Recherches physico-chimiques, faites sur la pile; sur la préparation chimique et les propriétés du potassium et du sodium; sur la décomposition de l'acide boracique; sur les acides fluorique; muriatique et muriatique oxigéné; sur l'action chimique de la lumière; sur l'analyse végétale et animale; etc. |Band=2 |Datum=1811 |Seiten=55– |Online={{Google Buch|BuchID=w8YPAAAAQAAJ|Seite=55}}}}</ref> Dazu setzten sie [[Siliciumtetrafluorid]] mit elementarem [[Kalium]] um. Ein ähnliches Vorgehen wurde 1824 von [[Jöns Jakob Berzelius]] in Schweden durch Umsetzung eines Hexafluorosilicates mit elementarem Kalium beschritten. Berzelius reinigte das so erhaltene amorphe Silicium durch Waschen. Er erkannte als erster die elementare Natur des Siliciums und gab ihm seinen Namen.<ref>{{Literatur |Autor=Mary Elvira Weeks |Titel=Discovery of the Elements |Auflage=6th Edition |Verlag=Journal Of Chemical Education |Ort=Detroit |Datum=1960 |ISBN= |Seiten=586–588 |Online=[https://archive.org/details/discoveryoftheel002045mbp Internet Archive]}}</ref>

Der Begriff Silicium leitet sich vom [[latein]]ischen Wort ''silex'' (Kieselstein, [[Feuerstein]]) ab. Er bringt zum Ausdruck, dass Silicium häufiger Bestandteil vieler [[Mineral]]e ist. <!-- Es existieren jedoch auch Quellen, die den Begriff Silicium auf [[Antoine Lavoisier]] zurückführen. UNBELEGT-->

Der englische Begriff {{lang|en|''silicon''}} wurde 1817 von dem schottischen Chemiker [[Thomas Thomson (Chemiker)|Thomas Thomson]] (1773–1852) vorgeschlagen. Die Endung ''-on'' soll dabei auf die chemische Verwandtschaft zu den Nichtmetallen [[Kohlenstoff]] ({{lang|en|''carbon''}}) und [[Bor]] ({{lang|en|''boron''}}) hinweisen.<ref>Thomas Thomson: ''A System of Chemistry in Four Volumes''. 5. Ausgabe, Band 1, Baldwin, Cradock, and Joy, London 1817, S.&nbsp;252 ({{Google Buch|BuchID=zVA0AQAAMAAJ|Seite=252}}).</ref>

Die erstmalige Herstellung reinen, kristallinen Siliciums gelang im Jahre 1854 dem französischen Chemiker [[Henri Etienne Sainte-Claire Deville]] mittels [[Elektrolyse]].

== Vorkommen ==
=== Silicium in der unbelebten Natur ===
[[Datei:Quartz Brésil.jpg|mini|links|[[Quarz|Bergkristall]] aus [[Siliciumdioxid]]]]

Die gesamte [[Erde]] besteht mit einem [[Massenanteil]] von etwa 15 % aus Silicium; insbesondere der [[Erdmantel]] setzt sich zu einem beträchtlichen Anteil aus silicatischen Gesteinsschmelzen zusammen. Die [[Erdkruste]] besteht mit einem Massenanteil von  etwa 25,8 % aus Silicium. Damit ist Silicium das zweithäufigste chemische Element nach dem [[Sauerstoff]] und kommt hauptsächlich in [[Silicate|silicatischen]] [[Mineral]]en oder als reines [[Siliciumdioxid]] vor. So besteht [[Sand]] vorwiegend aus Siliciumdioxid und [[Quarz]] ist reines Siliciumdioxid.

Viele [[Schmuckstein]]e bestehen aus Siliciumdioxid mit mehr oder weniger Beimengungen anderer Stoffe, etwa [[Amethyst]], Rosen- und Rauch[[quarz]], [[Achat]], [[Jaspis]] und [[Opal]]. Mit vielen Metallen bildet Silicium Silicate aus. Beispiele für silicathaltige Gesteine sind [[Glimmer]], [[Asbest]], [[Ton (Bodenart)|Ton]], [[Schiefer]], [[Feldspat]] und [[Sandstein]]. Auch die [[Weltmeere]] stellen ein gewaltiges Reservoir an Silicium dar: In Form der [[monomer]]en [[Kieselsäure]] ist es in allen Ozeanen in beträchtlichen Mengen gelöst. Insgesamt sind bisher (Stand: 2011) 1437 Siliciumminerale bekannt, wobei der seltene [[Moissanit]] mit einem Gehalt von bis zu 70 % den höchsten Siliciumanteil hat (zum Vergleich: Mineralischer Quarz hat einen Siliciumgehalt von bis zu 46,7 %).<ref>[http://webmineral.com/chem/Chem-Si.shtml Webmineral – Mineral Species sorted by the element Si (Silicon)].</ref>

Da Silicium in der Natur auch in [[gediegen]]er, das heißt elementarer Form vorkommt, ist es bei der [[International Mineralogical Association]] (IMA) als [[Mineral]] anerkannt und wird in der [[Systematik der Minerale nach Strunz (9. Auflage)#C Halbmetalle (Metalloide) und Nichtmetalle|Strunz’schen Mineralsystematik]] (9. Auflage) unter der System-Nr. 1.CB.15 ([[Systematik der Minerale nach Strunz (8. Auflage)#I/B. Halbmetalle und Nichtmetalle|8. Auflage:]] I/B.05-10) in der Abteilung der Halbmetalle und Nichtmetalle geführt. In der vorwiegend im englischen Sprachraum bekannten [[Systematik der Minerale nach Dana/Elemente#01.03.07|Systematik der Minerale nach Dana]] trägt das Element-Mineral die System-Nr. 01.03.07.01.

Gediegenes Silicium konnte bisher (Stand: 2011) an 15 Fundorten nachgewiesen werden, davon erstmals in der Lagerstätte [[Nuevo Potosí]] auf [[Kuba]]. Weitere Fundorte liegen in der [[Volksrepublik China]], [[Russland]], der [[Türkei]] und in den [[Vereinigte Staaten|Vereinigten Staaten]].<ref>{{Internetquelle |url=https://www.mindat.org/min-3659.html |titel=Silicon |werk=mindat.org |sprache=en |abruf=2024-06-11}}</ref>

=== Silicatkreislauf ===
Silicatische Mineralien werden permanent durch Reaktion mit der Kohlensäure des Wassers zu Metakieselsäure und Carbonaten abgebaut, wie am Beispiel des Calciumsilicats gezeigt werden kann:

:<math>\mathrm{CaSiO_3 + H_2CO_3 \longrightarrow CaCO_3 + SiO(OH)_2}</math>

Die unlösliche Metakieselsäure reagiert weiter mit Kohlensäure zu löslicher Orthokieselsäure:

:<math>\mathrm{SiO(OH)_2 + H_2CO_3 \rightleftharpoons Si(OH)_4 + CO_2}</math>

Allerdings reagiert Orthokieselsäure mit sich selbst schnell wieder zu (amorphem) Siliciumdioxid und Wasser, sofern der pH-Wert ≥&nbsp;3 ist. Die absolute Konzentration der Orthokieselsäure ist gering (z.&nbsp;B. <&nbsp;ca.&nbsp;7&nbsp;mmol in Meerwasser).

Durch Einbau von Kieselsäure oder wasserlöslichen Silicaten in Meeresorganismen (1.), die nach dem Absterben auf den Meeresboden, durch Vulkanismus oder Austritt von Magma am Meeresboden sedimentieren, werden die silicatischen Mineralien wieder zurückgebildet (2.) und der Kreislauf ist geschlossen:

:<math>1.) \ \mathrm{Si(OH)_4 \longrightarrow SiO_2 + 2 \ H_2O}</math>
:<math>2.) \ \mathrm{CaO + SiO_2 \longrightarrow CaSiO_3}</math>

Der Zeithorizont, in dem dieser Prozess stattfindet, beträgt mehrere Millionen Jahre, ist also beträchtlich länger als im Fall des [[Kohlenstoffkreislauf]]s der belebten Natur.

=== Silicium in der belebten Natur ===
Es gibt eine Reihe von Lebewesen, die siliciumdioxidhaltige Strukturen erzeugen. Am bekanntesten sind dabei die [[Kieselalgen]] (Diatomeen), [[Schwämme]] (Porifera, Spongiaria) und [[Radiolarien]], die sich durch enzymkatalysierte [[Kondensationsreaktion|Kondensation]] von Orthokieselsäure Si(OH)<sub>4</sub> ein [[Exoskelett]] aus Siliciumdioxid aufbauen.
Auch viele Pflanzen enthalten in ihren Stängeln und Blättern Siliciumdioxid. Bekannte Beispiele sind hier der [[Schachtelhalm]] und die [[Bambus]]pflanze. Durch das aufgebaute Siliciumdioxidgerüst erhalten diese zusätzliche Stabilität.

== Physiologische Bedeutung für den Menschen ==
Silicium scheint für Knochenbildung und -reifung benötigt zu werden. Bei Kälbern führte die Gabe von Orthosilicat zur Vermehrung von [[Kollagen]] in Haut und Knorpel.<ref>{{Literatur |Autor=M. R. Calomme, D. A. Vanden Berghe |Titel=Supplementation of calves with stabilized orthosilicic acid: Effect on the Si, Ca, Mg, and P concentrations in serum and the collagen concentration in skin and cartilage |Sammelwerk=Biological Trace Element Research |Band=56 |Nummer=2 |Datum=1997 |Seiten=153–165 |DOI=10.1007/BF02785389}}</ref> Die aus Tierversuchen abgeleitete wünschenswerte Zufuhr liegt bei 30&nbsp;mg/d. Mangelzustände beim Menschen sind bisher nicht bekannt.

Als ''[[Kieselerde]]'' oder ''Silicea terra'' werden Präparate zum Einnehmen angeboten. Sie enthalten im Wesentlichen Kieselsäureanhydride (Siliciumdioxid) und sollen Haut, Nägel, Knochen und Bindegewebe stärken und gesund erhalten. Eine Wirkung ist wissenschaftlich nicht nachgewiesen.

Ein Überschuss an Silicium kann zur [[Hämolyse]] von [[Erythrocyten]] führen und als Folge Zellveränderungen verursachen.<ref>{{Holleman-Wiberg|Auflage=101.|Startseite=880}}</ref> Bei stark übersteigerter Einnahme fördert Silicium die Bildung von [[Harnstein]]en.<ref>{{Internetquelle |autor=Sandra Göbel |url=https://www.apotheken.de/krankheiten/hintergrundwissen/11051-silicium |titel=Silicium |werk=Artikel: Silicium |hrsg=apotheken.de |datum=2020-07-31 |abruf=2020-09-04}}</ref>
<!--
Siehe Diskussion: Widerspricht bequellten Angaben im Artikel zu Kieselerde, welche neueren Datums sind.

Durch Verabreichung kolloider [[Kieselerde]] konnte bei Frauen mit biologisch gealterter Haut und brüchigen Nägeln eine signifikante Verbesserung der Dicke und des Turgors der Haut, der Falten und der Beschaffenheit von Haut sowie Nägeln erzielt werden.
<ref>{{Literatur|Autor=A. Lassus|Titel=Colloidal silicic acid for oral and topical treatment of aged skin, fragile hair and brittle nails in females|Sammelwerk=J Int Med Res|Band=21|Nummer=4|Jahr=1993|Seiten=209–215|PMID=8112478 }}</ref>

Kieselerde und Siliciumsalze sind in toxikologischer Hinsicht unproblematisch, es wurden keine unerwünschten Wirkungen beobachtet.
-->

== Gewinnung im Labor ==
[[Datei:Silizium pulver.jpg|mini|[[Metallurgie|Metallurgisches]] Siliciumpulver]]

Elementares Silicium kann im Labormaßstab durch [[Reduktion (Chemie)|Reduktion]], ausgehend von Siliciumdioxid oder Siliciumtetrafluorid, mit unedlen Metallen gewonnen werden. Bei Reaktion 2.) handelt es sich um ein [[Thermit|aluminothermisches Verfahren]], das jedoch nur unter Zusatz von elementarem Schwefel funktioniert, die dritte Route entspricht der Elemententdeckung:

:<math>1.) \ \mathrm{SiO_2 + 2 \ Mg \longrightarrow Si + 2 \ MgO}</math>
:<math>2.) \ \mathrm{3 \ SiO_2 + 4 \ Al \longrightarrow 3 \ Si + 2 \ Al_2O_3}</math>
:<math>3.) \ \mathrm{3 \ SiF_4 + 4 \ Al \longrightarrow 3 \ Si + 4 \ AlF_3}</math>

Hochreaktives amorphes Silicium kann durch Reduktion mit [[Natrium]] oder [[Acidolyse]] von [[Silicid]]en erhalten werden:
:<math>1.) \ \mathrm{SiCl_4 + 4 \ Na \longrightarrow Si + 4 \ NaCl}</math>
:<math>2.) \ \mathrm{CaSi_2 + 2 \ HCl \longrightarrow 2 \ Si + CaCl_2 +  H_2}</math>

== Gewinnung in der Industrie ==

Global wurden 2020 Silicium und Ferrosilicium im Ausmaß von 8,1 Millionen Tonnen erzeugt. Führende Herstellerländer für Ferrosilicium waren die [[Volksrepublik China]], [[Russland]] und [[Norwegen]]. Bei metallischem Silicium waren es China, [[Brasilien]] und Norwegen. Metallisches Silicium befindet sich auch auf der Liste kritischer Rohstoffe der EU.<ref>[https://single-market-economy.ec.europa.eu/sectors/raw-materials/areas-specific-interest/critical-raw-materials_en ''Critical Raw Materials''] [[Europäische Kommission]], 24. August 2022 (Informationen über kritische Rohstoffe in der EU).</ref> Mit ca. 70 % Weltmarktanteil war China das mit Abstand größte Erzeugerland.
Einen Überblick über die globalen Erzeugermengen gibt folgende Tabelle:<ref name="usgs_2022">[https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2022/mcs2022-silicon.pdf U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries 2022: SILICON].</ref>

{| class="wikitable sortable"
|+ Erzeugermengen Silicium und Ferrosilicium (in t Siliciumgehalt)
|-
! rowspan="2"| Land
! colspan="4" | Erzeugermengen
|-
! 2019
! 2020<ref name="usgs_2021">[https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2021/mcs2021-silicon.pdf U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, Silicon 2021]</ref>
!2021
!2022<ref name="usgs_2021" />
|-
| {{CHN}} || 5.700.000 || 5.600.000 
|6.400.000
|6.000.000
|-
| {{RUS}} || 610.000 || 576.000
|644.000
|640.000
|-
| {{BRA}} || 340.000 || 404.000 
|389.000
|400.000
|-
| {{NOR}} || 375.000 || 345.000
|362.000
|360.000
|-
| {{USA}} || 310.000 || 277.000 
|313.000
|310.000
|-
| {{FRA}} || 130.000 || 112.000 
|127.000
|120.000
|-
| {{KAZ}} || n.&nbsp;bek. || 67.000
|122.000
|120.000
|-
| {{ISL}} || 88.000 || 103.000
|110.000
|110.000
|-
| {{MYS}}{{FN|1}} || 150.000 || 109.000
|85.000
|92.000
|-
| {{BHU}}{{FN|1}} || 90.000 || 67.000 
|85.000
|85.000
|-
|{{Deutschland}}
|n.&nbsp;bek.
|n.&nbsp;bek.
|63.000
|63.000
|-
| {{IND}}{{FN|1}} || 60.000 || 59.000
|59.000
|59.000
|-
| {{ESP}} || 66.000 || 55.000
|60.000
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|-
| {{AUS}} || n.&nbsp;bek. || 42.000 
|50.000
|50.000
|-
| {{CAN}} || 57.000 || 47.000
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|49.000
|-
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|-
| {{UKR}}{{FN|1}} || 63.000 || 40.000
|49.000
|19.000
|-
| {{ZAF}} || 96.000 || n.&nbsp;bek.
|n.&nbsp;bek.
|n.&nbsp;bek.
|-
| '''Weltweit'''|| '''8.410.000'''|| '''8.120.000'''
|'''9.150.000'''
|'''8.800.000'''
|}
{{FNBox|
  {{FNZ|1| Nur Ferrosilicium}}}}

Elementares Silicium findet in unterschiedlichen [[Stoffreinheit|Reinheitsgraden]] Verwendung in der [[Metallurgie]] ([[Ferrosilicium]]), der [[Photovoltaik]] ([[Solarzelle]]n) und in der [[Mikroelektronik]] (Halbleiter, [[Computerchip]]s). Demgemäß ist es in der Wirtschaft gebräuchlich, elementares Silicium anhand unterschiedlicher Reinheitsgrade zu klassifizieren. Man unterscheidet Si<sub>mg</sub> ({{lang|en|''metallurgical grade''}}, Rohsilicium, 98–99 % Reinheit), Si<sub>sg</sub> ({{lang|en|''solar grade''}}, Solarsilicium, Verunreinigungen kleiner 0,01 %) und Si<sub>eg</sub> ({{lang|en|''electronic grade''}}, Halbleitersilicium, Verunreinigungen kleiner 10<sup>−9</sup>). Für Solarzellen ist die Reinheit des Materials in seiner gesamten Stärke wichtig, um eine möglichst lange Ladungsträger-Lebensdauer zu gewährleisten, für viele Anwendungen in der Mikroelektronik müssen nur die oberen Schichten von etwa 20 bis 30 µm hochrein sein.

Traditionell wird das [[Siemens-Verfahren]] eingesetzt, bei dem das Silicium zunächst mit gasförmigem [[Chlorwasserstoff]] bei 300–350&nbsp;°C in einem [[Wirbelschichtreaktor]] zu [[Trichlorsilan]] (Silicochloroform) umgesetzt wird.

:<math>\mathrm{Si + 3 \ HCl \longrightarrow H_2 + HSiCl_3}</math>

Nach mehreren [[Destillation]]sschritten wird das Trichlorsilan in Anwesenheit von Wasserstoff in einer Umkehrung der obigen Reaktion an beheizten Reinstsiliciumstäben bei 1000–1200&nbsp;°C wieder thermisch zersetzt.<ref>{{Literatur |Autor=Erhard Sirtl, Konrad Reuschel |Titel=Über die Reduktion von Chlorsilanen mit Wasserstoff |Sammelwerk=[[Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie]] |Band=332 |Nummer=3–4 |Datum=1964-10 |Seiten=113–123 |DOI=10.1002/zaac.19643320302}}</ref> Das elementare Silicium wächst dabei auf die Stäbe auf. Der dabei freiwerdende Chlorwasserstoff wird in den Kreislauf zurückgeführt. Als Nebenprodukt fällt [[Siliciumtetrachlorid]] an, das entweder zu Trichlorsilan umgesetzt und in den Prozess zurückgeführt oder in der Sauerstoffflamme zu pyrogener [[Kieselsäure]] verbrannt wird.

=== Rohsilicium ===
Im industriellen Maßstab wird elementares Silicium durch die Reduktion von Siliciumdioxid mit [[Kohlenstoff]] im [[Schmelz-Reduktionsofen]] bei Temperaturen von etwa 2000&nbsp;°C gewonnen. Ausgangsmaterial ist Quarzsand oder Quarzkies.

:<math>\mathrm{SiO_2 + 2 \ C \longrightarrow Si + 2 \ CO}</math>

Von diesem industriellen Rohsilicium (Si<sub>mg</sub>) wurden im Jahre 2002 etwa 4,1 Millionen Tonnen hergestellt. Es ist für metallurgische Zwecke ausreichend sauber und findet Verwendung als Legierungsbestandteil und Desoxidant für Stähle (Verbesserung der [[Korrosion]]sbeständigkeit, Unterdrückung von [[Zementit]]) sowie als Ausgangsstoff für die [[Monosilan]]herstellung über das [[Müller-Rochow-Synthese|Müller-Rochow-Verfahren]], die schließlich vor allem zur Herstellung von [[Silikon]]en dienen. Zur Herstellung von [[Ferrosilicium]] für die Stahlindustrie (Desoxidationsmittel im [[Hochofenprozess]]) wird zweckmäßigerweise nachfolgende Reaktion unter Anwesenheit von elementarem [[Eisen]] durchgeführt.

:<math>\mathrm{SiO_2 + 2 \ C + Fe \longrightarrow FeSi + 2 \ CO}</math>

Weitere Aufschlussmöglichkeiten von SiO<sub>2</sub> sind:

Der Sodaaufschluss bei ca. 1600&nbsp;°C in der [[Schmelzwanne]]:
:<math>\mathrm{4\ SiO_2 + Na_2CO_3 \longrightarrow Na_2O \cdot 4\ SiO_2\ +\ CO_2}</math>

Der Hydrothermalaufschluss bei ca. 200&nbsp;°C mit Wasser im [[Autoklav]]en:
:<math>\mathrm{2\ SiO_2 + 2\ NaOH \longrightarrow Na_2O \cdot 2\ SiO_2 +\  H_2O}</math>

=== Solarsilicium ===
[[Datei:SiliconCroda.jpg|mini|Gereinigtes polykristallines Silicium]]
Für die Produktion von [[Solarzelle]]n wird das Rohsilicium weiter zum sogenannten Solarsilicium (Si<sub>sg</sub>) (Reinheit >99,99 %) gereinigt. Die verschiedenen dafür eingesetzten Verfahren haben viele aufwendige Zwischenschritte und sind der energieintensivste Teil bei der Herstellung von Solarzellen. Im Zuge von staatlichen Fördermaßnahmen sowie geringeren Energiekosten durch die Verwendung von billigem Strom aus Kohle haben chinesische Anbieter von Solarsilicium ihren Marktanteil zuletzt (Stand Ende 2019) deutlich steigern können.<ref>{{Webarchiv|url=https://de.reuters.com/article/deutschland-wacker-chemie-idDEKBN1Y92AY |wayback=20200614124608 |text=''Abschreibung auf Silizium-Fabriken reißt Wacker in rote Zahlen.'' |archiv-bot=2023-01-09 23:00:02 InternetArchiveBot }} Pressemeldung der Nachrichtenagentum [[Reuters]], 5. Dezember 2019 (Über den größten deutschen Hersteller von Solarsilicium [[Wacker Chemie]], [[Burghausen]]).</ref>

Ein übliches Verfahren ist die Herstellung von [[Trichlorsilan]] aus metallurgischem Silicium und die anschließende [[Destillation]] des Trichlorsilans. Das reine Trichlorsilan wird dann [[Pyrolyse|pyrolysiert]] und das entstehende Silicium schlägt sich an bereits eingeführtem Silicium nieder.<ref>[https://www.wacker.com/h/medias/7416-DE.pdf ''Polysilicium von wWacker – Damit aus Sonne Strom wird.''] (PDF; 1,1&nbsp;MB) Firmenschrift der Wacker AG, 2016, S.&nbsp;8, abgerufen am 14. Januar 2020.</ref>

Beispiele sind auch das UMG-Verfahren (Upgraded Metallurgical Grade) und das FBR-Verfahren (Fluidized Bed Reactor).<ref>William Vorsatz: ''Große gewinnen.'' In: ''photovoltaik.'' Nr. 7, 2009 ([https://www.pv-magazine.de/archiv/groe-gewinnen/ pv-magazine.de]).</ref>

Eine chlorfreie Möglichkeit stellt die Zersetzung von [[Monosilan]] dar, das nach einem Reinigungsschritt an beheizten Oberflächen oder beim Durchleiten durch [[Wirbelschichtreaktor]]en wieder zerfällt.<ref name="Hermann Sicius">{{Literatur |Autor=Hermann Sicius |Titel=Kohlenstoffgruppe: Elemente der vierten Hauptgruppe Eine Reise durch das Periodensystem |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2015 |ISBN=978-3-658-11166-3 |Seiten=21 |Online={{Google Buch |BuchID=FQaVCgAAQBAJ |Seite=21}}}}</ref>

:<math>\mathrm{SiH_4 \longrightarrow 2 \ H_2 + Si}</math>

Bei polykristallinen Solarzellen ist eine höhere Reinheit nicht sinnvoll, weil sich zwar durch die Unreinheiten die Quantenausbeute verringert und sich der Leckstrom erhöht – beides wird jedoch in dieser Weise auch durch die Kristallfehler an den Korngrenzen beeinflusst. Die Effizienz monokristalliner Solarzellen aus hochreinem Silicium ist insbesondere bei geringer Beleuchtung höher. Obwohl sie teurer sind, werden sie unter anderem in Österreich seit 2020 marktbeherrschend verbaut.<ref>{{Internetquelle |autor=P. Biermayr et al. |url=https://pvaustria.at/wp-content/uploads/Marktstatistik_2021.pdf#page=120 |titel=Innovative Energietechnologien in Österreich Marktentwicklung 2021 |werk=PV Austria |hrsg=Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK) |datum=2022-01-01 |sprache=DE |abruf=2022-07-07 |kommentar= Abb. 53: ''– Installierte Solarzellentypen in Österreich 2010 bis 2021''}}</ref>

Nur noch von historischem Interesse ist ein Verfahren, das von der Firma [[E. I. du Pont de Nemours and Company|DuPont]] angewendet wurde. Es basierte auf der Reduktion von [[Tetrachlorsilan]] mit elementarem [[Zink]]dampf bei Temperaturen von 950&nbsp;°C.<ref name="Marcello Pirani">{{Literatur |Autor=Marcello Pirani |Titel=Elektrothermie Die elektrische Erzeugung und technische Anwendung hoher Temperaturen |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2013 |ISBN=978-3-642-92778-2 |Seiten=129 |Online={{Google Buch |BuchID=WR2qBgAAQBAJ |Seite=129}}}}</ref>

:<math>\mathrm{SiCl_4 +  2 \ Zn \longrightarrow Si + 2 \ ZnCl_2}</math>

Aufgrund technischer Probleme und des in großen Mengen als Abfall anfallenden [[Zinkchlorid]]s wird dieses Verfahren jedoch heute nicht mehr angewendet.

=== Halbleitersilicium ===
[[Datei:Monokristalines Silizium für die Waferherstellung.jpg|mini|Monokristallines [[Halbleiter]]silicium]]

Für Anwendungen in der [[Mikroelektronik]] wird hochreines, [[monokristallin]]es Silicium (Si<sub>eg</sub>) benötigt. Insbesondere Verunreinigungen mit Elementen, die auch als [[Dotierung|Dotierelemente]] geeignet sind, müssen durch Tiegelziehen oder [[Zonenschmelzverfahren|Zonenschmelzen]] auf Konzentrationen unterhalb bestimmter kritischer Werte gebracht werden. Der Hersteller [[Shin-Etsu]] bewarb eine „11N“-Reinheit (= 99,999&thinsp;999&thinsp;999 %) seiner [[Ingot]]s.<ref name="Reinheit_shin">ShinEtsu.co.jp: {{Webarchiv |url=http://www.shinetsu.co.jp/en/products/semicon.html |text=Reinheitsangabe '99,999999999%' |wayback=20130508011712}}</ref>

Beim ''Tiegelziehen'' ([[Czochralski-Verfahren]]) wird das im Siemensverfahren erhaltene Solarsilicium in [[Quarz]]tiegeln geschmolzen. Ein [[Impfkristall]] aus hochreinem, monokristallinem Silicium wird in diese Schmelze gebracht und langsam unter Drehen aus der Schmelze herausgezogen, wobei hochreines Silicium in monokristalliner Form auf dem Kristall auskristallisiert und dadurch fast alle Verunreinigungen in der Schmelze zurückbleiben. Physikalischer Hintergrund dieses Reinigungsverfahrens ist die [[Schmelzpunkterniedrigung]] und Neigung von Stoffen, möglichst rein zu kristallisieren.

Alternativ wird beim [[Zonenschmelzverfahren|Zonenschmelzen]] mit Hilfe einer (ringförmigen) elektrischen [[Induktionsheizung]] eine Schmelzzone durch einen Siliciumstab gefahren, wobei sich ein Großteil der Verunreinigungen in der Schmelze löst und mitwandert.

Hochreines kristallines Silicium ist derzeit das für die Mikroelektronik am besten geeignete Grundmaterial; weniger hinsichtlich seiner elektrischen Eigenschaften als vielmehr wegen der chemischen, physikalischen und technisch nutzbaren Eigenschaften von Silicium und seiner Verbindungen (Siliciumdioxid, Siliciumnitrid usw.). Alle gängigen [[Mikroprozessor|Computerchips]], Speicher, [[Transistor]]en etc. verwenden hochreines Silicium als Ausgangsmaterial. Diese Anwendungen beruhen auf der Tatsache, dass Silicium ein Halbleiter ist. Durch die gezielte Einlagerung von Fremdatomen ([[Dotierung]]), wie beispielsweise [[Indium]], [[Antimon]], [[Arsen]], [[Bor]] oder [[Phosphor]], können die elektrischen Eigenschaften von Silicium in einem weiten Bereich verändert werden. Vor allem mittels der dadurch erzeugbaren [[p-n-Übergang|PN-Übergangs-Effekte]] lassen sich verschiedenste elektronische Schaltungen realisieren. Wegen der zunehmenden Bedeutung der elektronischen Schaltungen spricht man auch vom Silicium-Zeitalter. Auch die Bezeichnung ''[[Silicon Valley]]'' (dt. „Silicium-Tal“) für die Hightech-Region in [[Kalifornien]] weist auf die enorme Bedeutung des Siliciums in der Halbleiter- und Computerindustrie hin.

Amorphes Silicium kann mit Hilfe von [[Excimerlaser]]n in polykristallines Silicium umgewandelt werden. Dies ist für die Herstellung von [[Dünnfilmtransistor]]en (engl. {{lang|en|thin-film transistor}}, TFT) für [[Flachbildschirm]]e von zunehmender Bedeutung.

[[Datei:Siliziumwafer.JPG|mini|Silicium-[[Wafer]]]]

=== Hersteller ===
{{Siehe auch|Liste der Siliziumhersteller}}
Silicium ist im Handel sowohl als feinkörniges Pulver als auch in größeren Stücken erhältlich. Dabei ist für Solar-Anwendungen primär das polykristalline Silizium relevant. Für Halbleiterprodukte (Mikroelektronik) sind monokristalline Wafer notwendig.<ref>{{Literatur |Autor=Fumio Shimura |Titel=Single-Crystal Silicon: Growth and Properties |Sammelwerk=Springer Handbook of Electronic and Photonic Materials |Verlag=Springer International Publishing |Ort=Cham |Datum=2017 |ISBN=978-3-319-48931-5 |DOI=10.1007/978-3-319-48933-9_13 |Seiten=1–1}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=[[Simon M. Sze|S. M. Sze]], M. K. Lee |Titel=Semiconductor Devices: Physics and Technology |Auflage=3. |Verlag=Wiley |Ort=New York, NY |Datum=2012 |ISBN=0-470-53794-9}}</ref>

== Eigenschaften ==
=== Physikalische Eigenschaften ===
[[Datei:Band structure Si schematic.svg|mini|Erweitertes Zonenschema von Silicium (nicht besetzte Bereiche eingefärbt)]]

Silicium ist, wie die im Periodensystem benachbarten [[Germanium]], [[Gallium]], [[Phosphor]] und [[Antimon]], ein [[Halbleiter#Einteilung|Elementhalbleiter]]. Der gemäß dem [[Bändermodell]] geltende energetische Abstand zwischen [[Valenzband]] und [[Leitungsband]] beträgt 1,107&nbsp;eV (bei Raumtemperatur). Durch Dotierung mit geeigneten Dotierelementen wie beispielsweise [[Bor]] oder [[Arsen]] kann die Leitfähigkeit um einen Faktor 10<sup>6</sup> gesteigert werden. In solchermaßen dotiertem Silicium ist die durch die von Fremdatomen und Gitterdefekten verursachte Störstellenleitung deutlich größer als die der Eigenleitung, weshalb derartige Materialien als [[Störstellenhalbleiter]] bezeichnet werden. Der [[Gitterparameter]] beträgt 543&nbsp;pm.

[[Datei:Komplexe Brechzahl von Silicium (300 K).svg|mini|Spektrum des komplexen [[Brechungsindex]] (''N'' = ''n'' + i ''k'') von Silicium]]

Der von der Wellenlänge des Lichts abhängige komplexe [[Brechungsindex]] ist im nebenstehenden Bild dargestellt.<ref>Christiana Honsberg, Stuart Bowden: ''[http://pveducation.org/pvcdrom/materials/optical-properties-of-silicon Optical Properties of Silicon].'' Abgerufen am 18. Juni 2007.</ref><ref>Edward D. Palik, Gorachand Ghosh: ''Handbook of optical constants of solids.'' Academic Press, San Diego 1998, ISBN 0-12-544420-6.</ref> Auch hier lassen sich Informationen über die [[Bandstruktur]] ablesen. So erkennt man anhand des stark steigenden Verlaufs des [[Extinktionskoeffizient]]en ''k'' einen direkten [[Bandlücke|Bandübergang]] bei 370&nbsp;nm (''E<sub>Γ1</sub>''&nbsp;=&nbsp;3,4&nbsp;eV). Ein weiterer direkter Bandübergang ist bei ≈&nbsp;300&nbsp;nm (''E<sub>Γ2</sub>''&nbsp;=&nbsp;4,2&nbsp;eV) zu beobachten. Der indirekte Bandübergang von Silicium (''E<sub>g</sub>''&nbsp;=&nbsp;1,1&nbsp;eV) kann nur erahnt werden. Dass weitere indirekte Bandübergänge vorhanden sind, ist an der weit auslaufenden Kurve von ''k'' für Wellenlängen >&nbsp;400&nbsp;nm erkennbar.

Wie Wasser und einige wenige andere Stoffe weist Silicium eine [[Dichteanomalie]] auf: Seine Dichte ist in flüssiger Form (bei T<sub>m</sub>&nbsp;=&nbsp;1685&nbsp;K) um 10–11 %<ref>A. Hedler: ''Plastische Deformation von amorphem Silizium unter Hochenergie-Ionenbestrahlung.'' [[Dissertation]]. 2006, S.&nbsp;27 ({{URN|nbn:de:gbv:27-dbt-005950-2}}).</ref> höher als in fester, kristalliner Form (c-Si) bei 300&nbsp;K.

=== Chemische Eigenschaften ===
In allen in der Natur auftretenden und in der überwiegenden Zahl der synthetisch hergestellten Verbindungen bildet Silicium ausschließlich [[Einfachbindung]]en aus. Die Stabilität der Si-O-Einfachbindung im Gegensatz zur C-O-Doppelbindung ist auf ihren partiellen Doppelbindungscharakter zurückzuführen, der durch Überlappung der freien Elektronenpaare des Sauerstoffs mit den leeren d-Orbitalen des Siliciums zustande kommt.
Die lange Jahre als gültig angesehene [[Doppelbindungsregel]], wonach Silicium als Element der 3. Periode keine Mehrfachbindungen ausbildet, muss mittlerweile jedoch als überholt angesehen werden, da inzwischen eine Vielzahl synthetisch hergestellter Verbindungen mit Si-Si-[[Doppelbindung]]en bekannt sind. Im Jahre 2004 wurde die erste Verbindung mit einer formalen Si-Si-[[Dreifachbindung]] strukturell charakterisiert.

Mit Ausnahme von [[chlor]]haltiger oder [[salpetersäure]]haltiger [[Flusssäure]] (in denen sich [[Hexafluorosilicat]] bildet) ist Silicium in Säuren unlöslich, da es zur Passivierung durch die Bildung einer festen [[Siliciumdioxid]]schicht kommt.<ref name="WaferCleaning311">{{Literatur |Autor=André Stapf, Christoph Gondek, Edwin Kroke, Gerhard Roewer |Titel=Wafer Cleaning, Etching, and Texturization |Sammelwerk=Handbook of Photovoltaic Silicon |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Ort=Berlin/Heidelberg |Datum=2019 |ISBN=978-3-662-56471-4 |Seiten=311–358 |DOI=10.1007/978-3-662-56472-1_17}}</ref><ref>{{Holleman-Wiberg|Auflage=102.|Startseite=922}}</ref> Leicht löst es sich hingegen in heißen [[Alkalilauge]]n unter Wasserstoffbildung.<ref name="WaferCleaning311" /> Trotz seines negativen Normalpotenzials (−0,81&nbsp;V) ist es in kompakter Form reaktionsträge, da es sich an der Luft mit einer schützenden Oxidhaut überzieht.

=== Mechanische Eigenschaften ===
Die mechanischen Eigenschaften von Silicium sind [[Elastizitätstensor#Spezielle Elastizitätsgesetze|anisotrop]] (richtungsabhängig).<ref name="Sadao Adachi">Sadao Adachi: ''Properties of Group-IV, III-V and II-VI Semiconductors.'' John Wiley & Sons, 2005, ISBN 0-470-09032-4.</ref><ref name="Jan Korvnik und Andreas Greine">Jan Korvnik, Andreas Greine: ''Semiconductors for Micro- and Nanotechnology.'' Wiley-VCH, Weinheim 2005, ISBN 3-527-30257-3.</ref> Je nach gewählter [[Kristallorientierung]] nimmt der [[Elastizitätsmodul]] Werte zwischen 130&nbsp;GPa und 188&nbsp;GPa an.<ref name="Hopcroft">{{Literatur |Autor=Matthew A. Hopcroft, [[William D. Nix]], Thomas W. Kenny |Titel=What is the Young’s Modulus of Silicon? |Sammelwerk=Journal of Microelectromechanical Systems |Band=19 |Nummer=2 |Datum=2010 |Seiten=229–238 |DOI=10.1109/JMEMS.2009.2039697}}</ref> Eine allgemeine Beschreibung des elastischen Verhaltens erfolgt in [[Voigtsche Notation|Voigt-Notation]] wie für alle [[Kubisches Kristallsystem|kubischen Kristalle]] über die drei unabhängigen elastischen Konstanten C<sub>11</sub>, C<sub>12</sub> und C<sub>44</sub>. Die Elastizitätsmatrix ist für Silicium:

:<math>C = \begin{pmatrix}C_{11} & C_{12} & C_{12} &0&0&0 \\ C_{12} & C_{11} & C_{12} &0&0&0 \\ C_{12} & C_{12} & C_{11} &0&0&0 \\ 0&0&0&C_{44}&0&0\\  0&0&0&0&C_{44}&0\\ 0&0&0&0&0&C_{44}\\ \end{pmatrix}</math>

Die elastischen Konstanten haben dabei folgende Werte:

:<math>C_{11} = 165{,}7\,\mathrm{GPa}, \qquad C_{12} = 63{,}9\,\mathrm{GPa}, \qquad C_{44} = 79{,}6\,\mathrm{GPa}.</math>

Aus den elastischen Konstanten lassen sich für die einzelnen [[Millersche Indizes|Hauptkristallrichtungen]] des Siliciums (100),(110) und (111) die jeweiligen Elastizitätsmodule errechnen<ref name="Hopcroft" />:

:<math>E_{100} = C_{11}-2\frac{C_{12}}{C_{11}+C_{12}}C_{12} \approx 130\,\mathrm{GPa},</math>
:<math>E_{110} = 4\frac{(C_{11}^2+C_{12}C_{11}-2C_{12}^2)C_{44}}{2C_{44}C_{11}+C_{11}^2+C_{12}C_{11}-2C_{12}^2} \approx 169\,\mathrm{GPa},</math>
:<math>E_{111} = 3\frac{C_{44}(C_{11}+2C_{12})}{C_{11}+2C_{12}+C_{44}} \approx 188\,\mathrm{GPa}.</math>

[[Polykristall]]ines Silicium besitzt – makroskopisch betrachtet – ein [[Isotropie|isotropes]] [[Elastizitätstheorie#Makroskopisches Verhalten|Elastizitätsverhalten]]. In der Literatur werden die entsprechenden Werte des [[Elastizitätsmodul]]s, [[Schubmodul]]s sowie der [[Poissonzahl]] mit

:<math>E_\mathrm{poly} = 160\,\mathrm{GPa}, \qquad G_\mathrm{poly} = 65\,\mathrm{GPa}, \qquad \nu_\mathrm{poly} = 0{,}22</math>

angegeben.<ref name="Hopcroft" />

== Isotope ==
Es sind insgesamt 23 [[Isotop]]e zwischen <sup>22</sup>Si und <sup>45</sup>Si des Siliciums bekannt. Von diesen sind drei, die Isotope <sup>28</sup>Si, <sup>29</sup>Si und <sup>30</sup>Si, stabil und kommen in der Natur vor. Das Isotop mit dem größten Anteil an der natürlichen Isotopenzusammensetzung ist <sup>28</sup>Si mit 92,223 %, <sup>29</sup>Si hat einen Anteil von 4,685 % und <sup>30</sup>Si von 3,092 %. Die langlebigsten instabilen Isotope sind <sup>32</sup>Si, das mit einer [[Halbwertszeit]] von 153&nbsp;Jahren unter [[Betazerfall]] in <sup>32</sup>P ([[Phosphor]]) übergeht und <sup>31</sup>Si, das mit einer Halbwertszeit von 157,36&nbsp;Minuten ebenfalls unter Betazerfall zu <sup>31</sup>P zerfällt. Alle anderen Isotope haben nur kurze Halbwertszeiten von Sekunden oder Millisekunden.<ref name="nubase">G. Audi, F. G. Kondev, Meng Wang, W.J. Huang, S. Naimi: ''The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties.'' In: ''Chinese Physics C.'' 41, 2017, S.&nbsp;030001, [[doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001]] ([https://www-nds.iaea.org/amdc/ame2016/NUBASE2016.pdf Volltext]).</ref>

<sup>28</sup>Si entsteht in schweren Sternen gegen Ende ihrer Entwicklung in großen Mengen ([[Sauerstoffbrennen]]). Dies ist der Grund für den hohen Anteil von <sup>28</sup>Si am gesamten Silicium (92,23 %) bzw. auch an der [[Liste der Häufigkeiten chemischer Elemente|Häufigkeit von Silicium]] im Vergleich zu anderen Elementen. Seit 2009 liefen Versuche, die [[SI-Basiseinheit]] ''Kilogramm'' [[Internationales Einheitensystem#Seit 2019: Definition über physikalische Konstanten|neu zu definieren]] als eine bestimmte Menge von <sup>28</sup>Si-Atomen; diese Versuche führten im November 2018 zu einer entsprechenden Neudefinition.

Das [[Radioaktivität|radioaktive]] Isotop <sup>31</sup>Si zerfällt rasch ([[Halbwertszeit]] 157,3 Minuten) durch [[Betastrahlung]] zu stabilem [[Phosphor]]. Dieser Umstand kann genutzt werden, um sehr homogen [[Dotierung|n-dotiertes]] Silicium herzustellen. Dazu wird Silicium mit Neutronen bestrahlt, durch [[Neutroneneinfang]] entsteht dann <sup>31</sup>Si und folglich <sup>31</sup>P. Eine für dieses Verfahren geeignete Neutronenquelle ist die [[Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz]]. Langlebiger ist <sup>32</sup>Si mit einer Halbwertszeit von 153 Jahren. Spuren dieses Isotops entstehen in der Erdatmosphäre durch [[Spallation]] von [[Argon]] durch [[kosmische Strahlung]]. <sup>32</sup>Si zerfällt zu dem ebenfalls radioaktiven <sup>32</sup>P (Halbwertszeit 14,3 Tage), und dann weiter zu stabilem <sup>32</sup>S ([[Schwefel]]). Alle weiteren Isotope zerfallen innerhalb weniger Sekunden (vgl. [[Liste der Isotope/Ordnungszahl 11 bis Ordnungszahl 20#14 Silicium|Liste der Isotope]]).

== Verwendung ==
[[Datei:Intel Pentium100 2015-03-17 07-45-51 M=B R=50 S=10 - Stack-DSC01979-DSC02023 (16840509852).jpg|mini|[[Mikroprozessor]]]]
[[Datei:Solar panels on a roof.jpg|mini|[[Hausdach]] mit [[Photovoltaikanlage]]]]
1947 entdeckten [[John Bardeen]], [[Walter Brattain]] und [[William B. Shockley|William Shockley]] den regelbaren elektrischen Widerstand, den [[Transistor]], zunächst an einem [[Germanium]]-[[Einkristall]]. Das verbindungsfreudige Silicium konnte erst später in der für elektronische Zwecke notwendigen Reinheit isoliert werden. 1958 entwickelten [[Robert Noyce]] bei [[Fairchild Semiconductor|Fairchild]] und [[Jack S. Kilby]] bei [[Texas Instruments]] unabhängig voneinander die [[integrierte Schaltung]] (IC) auf einem Silicium-Chip.<ref>{{Literatur |Autor=Jack S. Kilby |Titel=Invention of the integrated circuit |Sammelwerk=IEEE Transactions on Electron Devices |Band=23 |Nummer=7 |Datum=1976 |Seiten=648–654}}</ref> Seit etwa 1970 ist Silicium das Grundmaterial der meisten Produkte der Halbleiterindustrie und Basismaterial für viele Sensoren und andere mikromechanische Systeme (z.&nbsp;B. Hebelarm in einem Rasterkraftmikroskop). Silicium ist auch der elementare Bestandteil der meisten [[Solarzelle]]n.

Im November 2005 wurde von ersten erfolgversprechenden Versuchsergebnissen mit Siliciumlasern berichtet.

Silicium wird als energiereicher Brennstoff in vielen Explosivstoffen verwendet.<ref name="Koch2007">{{Literatur |Autor=[[Ernst-Christian Koch]], Dominik Clément |Titel=Special Materials in Pyrotechnics: VI. Silicon-An Old Fuel with New Perspectives |Sammelwerk=Propellants Explosives Pyrotechnics |Band=32 |Nummer=3 |Datum=2007 |Seiten=205–212 |DOI=10.1002/prep.200700021}}</ref>

Da sich Silicium beim Erstarren ausdehnt, während sich die meisten Stoffe zusammenziehen, wird es vielen [[Gusslegierung]]en zulegiert. [[Gusseisen]] enthält beispielsweise immer etwa 2 % Si. Besondere Bedeutung haben [[Aluminium-Silicium-Legierung]]en, in denen der Si-Gehalt bis 20 % betragen kann. Dies ist von allen Aluminiumgusswerkstoffen die wichtigste Sorte.<ref>Bernhard Ilschner, Robert Singer: ''Werkstoffwissenschaften und Fertigungstechnik – Eigenschaften, Vorgänge, Technologien.'' 5. Auflage. Springer, 2010, S.&nbsp;350.</ref><ref>Jürgen Ruge, Helmut Wohlfahrt: ''Technologie der Werkstoffe – Herstellung, Verarbeitung, Einsatz.'' 9. Auflage. Springer, 2013, S.&nbsp;286.</ref>

Weil Silicium flexibel und nicht magnetisierbar ist, werden die [[Unruh (Uhr)|Unruhspiralen]] in manchen Armbanduhren aus Silicium hergestellt.<ref>Markus Böhm: [https://www.derstandard.de/story/2000100446535/darum-wird-der-unruhspirale-soviel-aufmerksamkeit-geschenkt ''Uhrentechnik: Darum wird der Unruhspirale soviel Aufmerksamkeit geschenkt.''] In: ''[[Der Standard]].'' 24. Juni 2019, abgerufen am 3. April 2021.</ref>

== Sicherheitshinweise ==
Silicium ist als Pulver wie viele Elemente brennbar. Als Pulver und Granulat ist es reizend. Kompaktes Silicium ist ungefährlich.

[[Hydrierung|Hydriertes]], das heißt oberflächlich mit [[Wasserstoff]] bedecktes, [[poröses Silicium]] kann unter Lasereinstrahlung und Zunahme von [[Sauerstoff]] hochexplosiv sein<ref name="Koch2007" /><ref>{{Literatur |Autor=D.  Kovalev, V. Yu. Timoshenko, N. Künzner, E. Gross, F. Koch |Titel=Strong Explosive Interaction of Hydrogenated Porous Silicon with Oxygen at Cryogenic Temperatures |Sammelwerk=[[Physical Review|Physical Review Letters]] |Band=87 |Nummer=6 |Datum=2001 |Seiten=683011–683014 |DOI=10.1103/PhysRevLett.87.068301}}</ref>, wie Forscher der [[Technische Universität München|Technischen Universität München]] zufällig entdeckt haben. Sprengungen im Mikrometerbereich sind möglich. Die [[Detonationsgeschwindigkeit]] und Detonationsenergie sind höher als bei [[Trinitrotoluol|TNT]] und [[Dynamit]].

== Verbindungen ==
[[Datei:Siliciumcarbid.jpg|mini|[[Siliciumcarbid]] ]]
[[Datei:Quartz oisan.jpg|mini|[[Quarz]]kristall]]

Silicium tritt in chemischen Verbindungen fast immer [[Wertigkeit (Chemie)|vierwertig]] auf. Demgemäß ist das Siliciumatom in Verbindungen in der Regel vierfach koordiniert. Daneben existieren aber mittlerweile eine Reihe von Verbindungen, in denen Silicium eine fünf- oder sechsfache Koordination aufweist.
Neben dem vierwertigen Silicium sind auch synthetisch hergestellte Verbindungen des zweiwertigen Siliciums ([[Silylene]]) bekannt, die jedoch meistens sehr instabil sind. Von größerer Bedeutung ist einzig das [[Siliciummonoxid]], das als Material zur [[Vergütung (Optik)|Vergütung]] von [[Linse (Optik)|optischen Linsen]] verwendet wird.
Darüber hinaus wurde 2012 auch eine dreifach koordinierte Verbindung ähnlich der eindimensionalen Struktur von [[Graphen]] experimentell nachgewiesen, dem sogenannten [[Silicen]].<ref>{{Literatur |Autor=Patrick Vogt u.&nbsp;a. |Titel=Silicene: Compelling Experimental Evidence for Graphenelike Two-Dimensional Silicon |Sammelwerk=[[Physical Review|Physical Review Letters]] |Band=108 |Nummer=15 |Datum=2012-04-12 |Seiten=155501 |DOI=10.1103/PhysRevLett.108.155501}}</ref>

Die gesamte Chemie des Siliciums ist im Wesentlichen durch die hohe Affinität des Siliciums zum [[Sauerstoff]] geprägt.
Silicium stellt in aller Regel den elektropositiven Partner einer chemischen Verbindung dar, obwohl auch Verbindungen mit formal negativiertem Silicium existieren. Dabei handelt es sich meistens um Silicide, bei denen Silicium auch echte [[Anion]]en ausbilden kann.

[[Datei:Si-C-Inversion.svg|mini|zentriert|Inversion der Bindungspolarität]]

Besonders erwähnenswert ist die Inversion der [[Bindungspolarität]] von Element-Wasserstoff-Bindungen beim Übergang von [[Kohlenstoff]] zum Silicium. Hier ändert sich die Elektronegativitätsdifferenz von +0,45 (Kohlenstoff-Wasserstoff) auf −0,2, weshalb Siliciumwasserstoffverbindungen eine gänzlich andere Reaktivität als [[Kohlenwasserstoffe]] aufweisen.

Die wichtigsten Verbindungen des Siliciums kann man in folgende Klassen einteilen, von denen jeweils einige Vertreter genannt sind:

Binäre Verbindungen
* [[Siliciumcarbid]]
* [[Siliciumdioxid]]
* [[Siliciumnitrid]]
* [[Silicid]]e

Silicate
* [[Zirkon]] und alle anderen [[Silicate]] und Verbindungen der [[Kieselsäure]]

Siliciumhalogenide
* [[Siliciumtetrafluorid]]
* [[Siliciumtetrachlorid]]
* [[Trichlorsilan]] (Silicochloroform)

Siliciumwasserstoffe
* [[Monosilan]]
* [[Silane]]

Organische Siliciumverbindungen
* [[Tetramethylsilan]] (TMS, [[Kernspinresonanzspektroskopie|NMR]]-Standard)
* [[Methylchlorsilane]] wie [[Dichlormethylsilan]] (Bausteine für [[Silikon]]e)
* Phenylchlorsilan
* [[Carbosilane]]
* Carbosilazane
* Carbosiloxane

Polymere Siliciumverbindungen
* Silikone (Silicone, Polyorganosiloxane) entstehen durch [[Polymerisation]] und gehören zu den wichtigsten industriellen Kunststoffen. Polymere Silicium-Sauerstoff-Verbindungen finden Anwendung in vielen Bereichen; so dienen sie als [[Schmiermittel]] und [[Dichtstoff]]e in der Kosmetik- und Bauindustrie.
* Polysilane, -carbosilane, -carbosilazane, -carbosiloxane

== Sonstiges ==
=== Falsche Übersetzung ===
Bis heute kommt es immer wieder vor, dass das englische Wort „{{lang|en|silicon}}“ (für Silicium) in populärwissenschaftlichen Medienbeiträgen oder bei Filmsynchronisationen fälschlich als „[[Silikon]]“ (engl. „silicone“) übersetzt bzw. ausgesprochen wird. Dies geschah beispielsweise in der Science-Fiction-Serie ''[[Star Trek]]'', dem [[James Bond|James-Bond]]-Agententhriller ''[[James Bond 007 – Im Angesicht des Todes#Drehbuch|Im Angesicht des Todes]]'' oder in der Zeichentrickserie ''[[Die Simpsons]]''. Beispiel: „Besteht die Lebensform aus Kohlenstoff oder aus Silikon?“<ref>Dr. Hibbert in: ''Die Akte Springfield.'' (engl. {{lang|en|The Springfield Files}}) Staffel 8, Episode 1, deutsche Erstausstrahlung am 24. Oktober 1997.</ref> Auch in einer [[ZDFinfo]]-Dokumentation wurde erklärt, dass [[Solarzelle|Solarzellen]] „Silikon enthalten“.<ref>{{Internetquelle |autor=klima-luegendetektor.de |url=https://www.klimareporter.de/strom/zdf-silikon-im-hirn |titel=ZDF: Silikon im Hirn |datum=2021-03-25 |sprache=de-de |abruf=2024-09-02}}</ref>

Sogar in nicht übersetzten Texten wie dem 1980er-Jahre-Hit ''[[Monopoly#Weitere Medien|Monopoli]]'' fiel Songschreiber und [[Interpretation (Musik)|Interpret]] [[Klaus Lage]] auf die falsche Verwendung herein, denn er textete: „[…] deinen Job macht jetzt ein Stück Silikon […]“.

=== Leben auf Siliciumbasis ===
In der Science-Fiction wird Silicium oft als Alternative zu Kohlenstoff genannt, wenn es um Lebensformen geht; die beiden Elemente haben viele gemeinsame Eigenschaften. Die Bindung in längerkettigen Molekülen ist bei Silicium jedoch um ungefähr {{Bruch|4}} schwächer als bei Kohlenstoff; das Kohlenstoff-Atom bietet auch deutlich mehr Möglichkeiten zur Doppel- und Dreifachbindung. Zudem ist Silicium in Gegenwart von wässrigen Lösungen oder von Sauerstoff nicht stabil. Daher ist die Wahrscheinlichkeit für siliciumbasiertes Leben (mit natürlich-evolutionärer Entwicklung analog zum Kohlenstoff-basierten Leben) nach aktuellem Wissenstand nur gering.<ref>{{Internetquelle |url=http://exoplaneten.info/siliziumbasiertes-leben/ |titel=Siliziumbasiertes Leben – Exoplaneten.de – Siliziumbasiertes Leben |datum=2019-12-31 |abruf=2020-09-17}}</ref>

== Siehe auch ==
* [[Gestrecktes Silicium]]
* [[Schwarzes Silicium]]
* [[Siliziumtombak]]
* [[Amorphes Silicium]]

== Literatur ==
* {{Literatur
   |Autor=Tracy L. Simpson, Benjamin E. Volcani
   |Titel=Silicon and siliceous structures in biological systems
   |Verlag=Springer-Verlag
   |Ort=New York
   |Datum=1981
   |ISBN=3-540-90592-8}}
* {{Literatur
   |Autor=Thomas Thomson
   |Titel=On the Daltonian Theory of Definite Proportions in Chemical Combinations
   |Sammelwerk=Annals of Philosophy
   |Band=2
   |Datum=1813
   |Seiten=32}}

== Weblinks ==
{{Wiktionary}}
{{Commons|Silicon|Silicium}}
{{Wikibooks|Praktikum Anorganische Chemie/ Silicium}}
{{Wikibooks|Siliciumverarbeitung}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Navigationsleiste Periodensystem}}

{{Normdaten|TYP=s|GND=4077445-4|LCCN=sh85122512}}

[[Kategorie:Halbleiter]]
[[Kategorie:Anerkanntes Mineral]]
[[Kategorie:Silicium| ]]
[[Kategorie:Kubisches Kristallsystem]]
[[Kategorie:Elemente (Mineralklasse)]]
[[Kategorie:Elektrotechnischer Werkstoff]]
[[Kategorie:Werkstoff der Halbleiterelektronik]]