Silizid - Silicide

Ein Silizid ist eine chemische Verbindung , die Silizium und ein (normalerweise) stärker elektropositives Element kombiniert .

Silizium ist elektropositiver als Kohlenstoff . Silizide sind Boriden strukturell näher als Carbiden .

Ähnlich wie bei Boriden und Carbiden lässt sich die Zusammensetzung von Siliziden nicht ohne weiteres als kovalente Moleküle angeben. Die chemischen Bindungen in Siliziden reichen von leitfähigen metallähnlichen Strukturen bis hin zu kovalenten oder ionischen . Silizide aller Nicht- Übergangsmetalle , mit Ausnahme von Beryllium , wurden beschrieben.

Überblick

Siliziumatome in Siliziden können viele mögliche Organisationen haben:

  • Isolierte Siliziumatome: elektrisch leitend (oder halbleitend) CrSi , MnSi , FeSi , CoSi , Cu
    5    Si     , (V, Cr, Mn)
    3    Si     , Fe
    3    Si     , Mn
    3    Si     , und nichtleitend (Mg,Ge,Sn,Pb)
    2    Si     , (Ca,Ru,Ce,Rh,Ir,Ni)
    2    Si
  • Si 2 -Paare: U 3 Si 2 , Hf- und Th- Silizide
  • Si 4 -Tetraeder : K Si, Rb Si, Cs Si
  • Si n -Ketten: USi, (Ti, Zr, Hf, Th, Ce, Pu)Si , CaSi, SrSi, YSi
  • Planare hexagonal graphitähnliche Si-Schichten: β-USi 2 , Silizide anderer Lanthanoide und Actinoide
  • Gewellte hexagonale Si-Schichten: CaSi 2
  • Offene dreidimensionale Si-Gerüste: SrSi 2 , ThSi 2 , α-USi 2

Ein durch ein selbstjustierendes Verfahren hergestelltes Silizid wird als Salizid bezeichnet . Dies ist ein Prozess, bei dem Silizidkontakte nur in den Bereichen gebildet werden, in denen abgeschiedenes Metall (das nach dem Tempern eine Metallkomponente des Silizids wird) in direktem Kontakt mit Silizium steht, daher ist der Prozess selbstausrichtend. Es wird üblicherweise in MOS/ CMOS- Prozessen für ohmsche Kontakte von Source, Drain und Poly-Si-Gate implementiert .

Alkali- und Erdalkalimetalle

Silizide der Gruppe 1 und 2, zB Na 2 Si und Ca 2 Si, reagieren mit Wasser unter Bildung von Wasserstoff und/oder Silanen.

Wenn Magnesiumsilicid in Salzsäure , HCl(aq) , eingebracht wird , wird das Gassilan , SiH 4 , erzeugt. Dieses Gas ist das Silizium-Analogon von Methan , CH 4 , ist jedoch reaktiver. Silan ist pyrophor , das heißt, aufgrund der Anwesenheit von Sauerstoff verbrennt es spontan an der Luft:

Mg 2 Si(s) + 4HCl(aq) → SiH 4 (g) + 2MgCl 2 (s)
SiH 4 + 2O 2 → SiO 2 + 2H 2 O

Diese Reaktionen sind typisch für ein Silizid der Gruppe 2 . Mg 2 Si reagiert ähnlich mit Schwefelsäure . Silizide der Gruppe 1 sind noch reaktiver. Zum Beispiel reagiert Natriumsilicid, Na 2 Si, schnell mit Wasser, um Natriumsilicat , Na 2 SiO 3 und Wasserstoffgas zu ergeben. Rubidiumsilicid ist pyrophor und entzündet sich bei Kontakt mit Luft.

Übergangsmetalle

Die Übergangsmetallsilizide sind dagegen gewöhnlich gegen wässrige Lösungen von allem mit Ausnahme von Flusssäure inert ; sie reagieren jedoch mit aggressiveren Mitteln, zB geschmolzenem Kaliumhydroxid oder Fluor und Chlor, wenn sie glühend heiß sind.

Andere Elemente

Quecksilber , Thallium , Wismut und Blei sind mit flüssigem Silizium nicht mischbar .

Liste (unvollständig)

Siehe auch

Verweise

Externe Links

Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Chemie der Elemente (2. Aufl.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.