Struktur des Siliciums

Siliciumatome bilden Atomgitter, in denen jedes Siliciumatom tetraedrisch mit vier weiteren Siliciumatomen verbunden ist. Auf diese Weise sind alle vier Außenelektronen an Atombindungen beteiligt und jedes Atom verfügt über ein Elektronenoktett. Es entsteht eine regelmäßige dreidimensionale Struktur, die dem Diamantgitter entspricht.
Vom Silicium existieren keine weiteren Modifikationen. Silicium ist jedoch trotzdem ein Halbleiter, da das Element bei hohen Temperaturen den elektrischen Strom leitet. Die Ursache besteht darin, dass mit zunehmender Temperatur Elektronen aus den Atombindungen beweglich werden und die Leitfähigkeit ansteigen lassen. Anders als Kohlenstoff ist Silicium ein Halbmetall.

Reaktionen des Siliciums

Reines Silicium ist reaktionsträge. Bei Zimmertemperatur reagiert es nur mit dem sehr reaktiven Fluor zu Siliciumtetrafluorid (${\text{SiF}}_{\text{4}}$). Die Umsetzung mit den übrigen Halogenen zu den entsprechenden Tetrahalogeniden läuft nur bei höheren Temperaturen ab.

An der Luft verbrennt Silicium erst bei Temperaturen oberhalb 1 000 °C zu Siliciumdioxid, ${\text{SiO}}_{\text{2}}$. Bei der Verbrennung bildet sich eine sofort eine Schutzschicht aus Siliciumdioxid, die den weiteren Zutritt von Sauerstoff zum Metall erschwert.

$\text{Si}\text{+}{\text{O}}_{\text{2}}\stackrel{}{\to }{\text{SiO}}_{\text{2}}$

In Säuren (ausgenommen in Fluss-Säure; HF) ist Silicium praktisch unlöslich, da auch hier die Oxidschutzschicht die Reaktion zwischen Säure und Metall erschwert.
Dagegen löst sich Silicium leicht in heißen Laugen unter Bildung von Wasserstoff und Silicaten.

$\text{Si}\text{+}\text{2}\text{NaOH}\text{+}{\text{H}}_{\text{2}}\text{O}\stackrel{}{\to }{\text{Na}}_{\text{2}}{\text{SiO}}_{\text{3}}\text{+}{\text{2 H}}_{\text{2}}$