Calciumsilicide
Calciumsilicide, auch Calcium-Silicium genannt, sind eine Gruppe von intermetallischen Verbindungen des Calciums mit Silicium.
Vorkommen und Herstellung
Die Herstellung von Calciumsiliciden kann zum einen durch das Aufschmelzen von Calciumcarbid (CaC2) und Siliciumdioxid (SiO2), zum anderen durch Reduktion von Siliciumdioxid, Calciumoxid oder Calciumcarbid mit Kohlenstoff im Elektroofen hergestellt werden. Sie können auch direkt aus den Elementen bei 1300 °C bzw. 1050 °C gewonnen werden.[1]
Calciumdisilicid kann durch Reaktion von Calciumhydrid oder Calciummonosilicid mit Silicium bei etwa 1000 °C erhalten werden.[1]
Eigenschaften und Verwendung
Wie viele andere Silicide besitzen auch Calciumsilicide eine gute elektrische Leitfähigkeit. Allerdings ist diese stark von der Modifikation abhängig, so ist beispielsweise Dicalciumsilicid (Ca2Si) ein Halbleiter. Beim übergießen mit verdünnter Salzsäure zersetzt sich CaSi lebhaft unter Bildung von selbstentzündlichen Silanen und zurücklassen von weißer Kieselsäure. Calciumdisilicid liegt in Form von hexagonalen Tafeln von bleigrauer Farbe und lebhaftem Metallglanz vor. Es löst sich ruhig in Salzsäure unter Abscheidung des für das Disilicid charakteristischen gelben Siloxens.[1]
Eingesetzt werden Calciumsilicide beispielsweise in der Metallverarbeitung. Dort kommen sie unter anderem wegen ihrer stark reduzierenden Eigenschaften als Desoxidationsmittel für Stähle zum Einsatz.
| Name | Summenformel | CAS-Nr. | Zustand | Molmasse | Dichte | Schoenflies-Symbolik | Hermann-Mauguin-Symbolik | Größe der Einheitszelle in pm | Quelle |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Calciumdisilicid | CaSi2 | fest | a = 386,3 c = 3071,0 |
[2] | |||||
| Calciumdisilicid (hoher Druck und Temperatur) |
CaSi2 | 12013-56-8 | fest | 96,25 | 2,50 | a = 428,3 c = 1352 |
[3] | ||
| Calciummonosilicid | CaSi | 12737-18-7 | fest | 68,17 | 2,32 | a = 391 b = 459 c = 1079,5 |
[3] | ||
| Dicalciumsilicid | Ca2Si | 12049-73-9 | a = 766,7 b = 479,9 c = 900,2 |
[4][5] | |||||
| Ca3Si4 | a = 854,1 c = 1490,6 |
[2] | |||||||
| Pentacalciumtrisilicid | Ca5Si3 | a = 764 c = 1462 |
[6] | ||||||
| Ca14Si19 | 174879-69-7 | 2,44 | a = 867,85(6) b = 867,85(6) c = 6852,8(8) |
[7] |
Literatur
- P. Manfrinetti, M.L. Fornasini, A. Palenzona: The phase diagram of the Ca–Si system. In: Intermetallics. Band 8, Nr. 3, März 2000, S. 223–228, doi:10.1016/S0966-9795(99)00112-0.
Einzelnachweise
- ↑ a b c Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band I, Ferdinand Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 933.
- ↑ a b P. Manfrinetti, M.L. Fornasini, A. Palenzona: The phase diagram of the Ca–Si system. In: Intermetallics. Band 8, Nr. 3, März 2000, S. 223–228, doi:10.1016/S0966-9795(99)00112-0.
- ↑ a b Jean D'Ans, Ellen Lax: Taschenbuch für Chemiker und Physiker. Band 3. Elemente, anorganische Verbindungen und Materialien, Minerale. Springer, 1998, ISBN 978-3-540-60035-0, S. 358–359.
- ↑ P. Eckerlin, E. Wölfel: Die Kristallstruktur von Ca2Si und Ca2Ge. In: Zeitschrift fuer anorganische und allgemeine Chemie. Band 280, Nr. 5–6, 1955, S. 321–331, doi:10.1002/zaac.19552800509.
- ↑ O. Madelung, U. Rössler, M. Schulz: Ca2Si, Ca2Sn, Ca2Pb crystal structure, physical properties. In: Non-Tetrahedrally Bonded Elements and Binary Compounds I. 41C. Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg 1998, ISBN 3-540-64583-7, doi:10.1007/10681727_135.
- ↑ B. Eisenmann, H. Schäfer: Die Kristallstrukturen der Verbindungen Ca5Si3 und Ca5Ge3. In: Zeitschrift für Naturforschung B. 29, 1974, S. 460–463 (PDF, freier Volltext). Zitiert nach: P. Manfrinetti, M.L. Fornasini, A. Palenzona: The phase diagram of the Ca–Si system. In: Intermetallics. Band 8, Nr. 3, März 2000, S. 223–228, doi:10.1016/S0966-9795(99)00112-0.
- ↑ A. Currao, S. Wengert, R. Nesper, J. Curda, H. Hillebrecht: Ca14Si19 - a Zintl Phase with a Novel Twodimensional Silicon Framework. In: Z.anorg.allg.Chem. Band 622, 1996, S. 501–508, doi:10.1002/zaac.19966220319.
