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.<ref name="brauer" />

<math>\mathrm{Ca + Si \longrightarrow CaSi }</math>

<math>\mathrm{2 \ Ca + Si \longrightarrow Ca_2 Si}</math>

Calciumdisilicid kann durch Reaktion von Calciumhydrid oder Calciummonosilicid mit Silicium bei etwa 1000 °C erhalten werden.<ref name="brauer" />

<math>\mathrm{CaH_2 + 2 \ Si\longrightarrow CaSi_2 + H_2}</math>

<math>\mathrm{CaSi + Si \longrightarrow CaSi_2}</math>

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.<ref name="brauer">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.</ref>

Eingesetzt werden Calciumsilicide beispielsweise in der Metallverarbeitung. Dort kommen sie unter anderem wegen ihrer stark reduzierenden Eigenschaften als Desoxidationsmittel für Stähle zum Einsatz.

Liste der Calciumsilicide und deren Modifikationen
Name	Summenformel	CAS-Nr.	Zustand	Molmasse	Dichte	Schoenflies-Symbolik	Hermann-Mauguin-Symbolik	Größe der Einheitszelle in pm	Quelle
Calciumdisilicid	CaSi₂		fest			<math>C_{3v}^{6}</math>	<math>R\bar3c</math>	a = 386,3 c = 3071,0	<ref name="Manfrinetti" />
Calciumdisilicid (hoher Druck und Temperatur)	CaSi₂	Vorlage:CASRN	fest	96,25	2,50	<math>D_{4h}^{19}</math>	<math>I4_1 / amd</math>	a = 428,3 c = 1352	<ref name="DAnsLax" />
Calciummonosilicid	CaSi	Vorlage:CASRN	fest	68,17	2,32	<math>D_{2h}^{17}</math>	<math>Cmcm</math>	a = 391 b = 459 c = 1079,5	<ref name="DAnsLax" />
Dicalciumsilicid	Ca₂Si	Vorlage:CASRN				<math>D_{2h}^{16}</math>	<math>Pnma</math>	a = 766,7 b = 479,9 c = 900,2	<ref name="Eckerling1955" /><ref name="LB_Ca2Si" />
	Ca₃Si₄					<math>C_{6h}^{2}</math>	<math>P6_3/m</math>	a = 854,1 c = 1490,6	<ref name="Manfrinetti" />
Pentacalciumtrisilicid	Ca₅Si₃					<math>D_{4h}^{18}</math>	<math>I4 / mcm</math>	a = 764 c = 1462	<ref name="Eisenman1974" />
	Ca₁₄Si₁₉	Vorlage:CASRN			2,44	<math>C_{3v}^{6}</math>	<math>R\bar3c</math>	a = 867,85(6) b = 867,85(6) c = 6852,8(8)	<ref name="Currao1996" />

Literatur

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Einzelnachweise

<references> <ref name="Eckerling1955"> {{#invoke:Vorlage:Literatur|f}} </ref> <ref name="Eisenman1974"> Vorlage:ZNaturforsch Zitiert nach: {{#invoke:Vorlage:Literatur|f}} </ref> <ref name="DAnsLax"> {{#invoke:Vorlage:Literatur|f}} </ref> <ref name="Currao1996"> {{#invoke:Vorlage:Literatur|f}} </ref> <ref name="LB_Ca2Si"> {{#invoke:Vorlage:Literatur|f}} </ref> <ref name="Manfrinetti"> {{#invoke:Vorlage:Literatur|f}} </ref> </references>