Kapitel 8: Silicium und Germanium

  1. Was sind die fünf häufigsten Elemente in der Erdkruste, gemessen in Massenanteilen. S. 267.
  2. Wie und warum ändert sich die elektrische Leitfähigkeit von elementarem Silicium, wenn einige Fremdatome wie B oder P in der Struktur vorhanden sind? S. 275.
  3. Für die Solarindustrie ist elementares Silicium ein wichtiger Rohstoff, der wegen der starken Nachfrage knapp und daher teuer ist. Warum ist es so schwierig, reines Si herzustellen?
  4. Nennen Sie vier halbleitende Materialien, die nur aus nichtmetallischen Elementen bestehen.
  5. Was sind Silane, Silylene, Silene, Disilene, Siline und Disiline? S. 268, 272.
  6. Zeichnen Sie in ein Koordinatensystem das vollständige Torsionspotential eines Disilens vom Typ R’2R2Si2 (höchste mögliche Symmetrie) und begründen Sie das Zustandekommen aller Extremwerte. S. 273.
  7. Warum sind Silane thermisch weniger beständig als entsprechende Alkane? Zeigen Sie am Beispiel von Disilan, wie die Zersetzung mechanistisch abläuft. S. 279.
  8. Warum sind Silane gegenüber Wasser weniger beständig als entsprechende Alkane? Wie läuft die Hydrolyse mechanistisch ab? S. 271.
  9. Was versteht man unter Zintl-Ionen? Kennen Sie Beispiele? S. 277.
  10. Schlagen Sie je eine Synthese für das polymer (MePhSi)n und für das Copolymer (MePhSi)n(Me2Si)m vor. S. 300.
  11. Warum sind Quarz und Silicate thermisch so außerordentlich stabil? S. 270.
  12. Was ist der Unterschied zwischen Kieselgel und Quarz, die oft beide mit der Formel SiO2 beschrieben werden?
  13. Zeichnen sie die Strukturformeln von [SiO4]4-, [Si2O7]6-, [(SiO3)n]2n- und (SiO2)n. S. 285-290.
  14. Edelstein-Qualitäten von Beryll sind Aquamarin (blau), Emerald (grün) und Goldberyll (gelb). Amethyst ist ein violetter Quarz, und Saphir (blau) und Rubin (rot) bestehen im Wesentlichen aus Al2O3. Die reinen Verbindungen Beryll (Be3Al2[Si6O18]), Quarz (SiO2) und Korund (Al2O3) sind jedoch farblos. Erklären Sie diese Befunde. S. 289.
  15. Was sind Zeolithe und wofür werden sie industriell verwendet? S. 292.
  16. Warum sollte man Kieselglas nicht als Quarzglas bezeichnen? S. 285, 294, 296.
  17. Warum erstarrt flüssiges SiO2 beim Abkühlen als Glas? Nennen sie weitere Beispiele für dieses Verhalten. S. 294.
  18. Wie und warum hängt die Glasübergangstemperatur von Silikatgläsern vom Verhältnis M:Si ab (M: Na, Mg, etc.)? S. 295.
  19. Warum bleiben polymere Dimethylsiloxane (Silikone) im Gegensatz zu organischen Polymeren wie Polypropylen auch bei tiefen Temperaturen elastisch? S. 304.
  20. Nennen Sie drei wichtige nichtoxidische keramische Materialien und beschreiben Sie deren Synthesen durch Reaktionsgleichungen. Kennen sie Anwendungen dieser Verbindungen? S. 205, 229, 305, 306.