Titandisilicid

Kristallstruktur
_ Ti 0 _ Si
Allgemeines
Name	Titandisilicid
Andere Namen	Titansilicid (mehrdeutig)
Verhältnisformel	TiSi2
Kurzbeschreibung	weißgrauer[1] bis schwarzer Feststoff[2]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 12039-83-7 EG-Nummer 234-904-3 ECHA-InfoCard 100.031.719 PubChem 6336889 Wikidata Q4119779
Eigenschaften
Molare Masse	104,07 g·mol−1
Aggregatzustand	fest[2]
Dichte	4,02 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt	1760 °C[2]
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser[2] und Mineralsäuren[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [2] Achtung H- und P-Sätze H: 228​‐​315​‐​319​‐​335 P: 210​‐​241​‐​305+351+338​‐​302+352​‐​405​‐​501 [2]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Titandisilicid ist eine anorganische chemische Verbindung des Titans aus der Gruppe der Silicide.

Gewinnung und Darstellung

Titandisilicid kann durch Reaktion von Titan oder Titanhydrid mit Silicium gewonnen werden.^[1]

${\displaystyle \mathrm {Ti+2\ Si\longrightarrow TiSi_{2}} }$

Ebenfalls möglich ist die Darstellung auf aluminothermischem Wege durch Entzünden eines Gemisches von z. B. Aluminiumpulver, Schwefel, Siliciumdioxid und Titandioxid oder Kaliumfluortitanat K₂TiF₆, durch Elektrolyse einer Schmelze Kaliumfluortitanat und Titandioxid oder durch Umsetzung von Titan mit Siliciumtetrachlorid.^[1]

Es kann auch durch Umsetzung von Titan(IV)-chlorid mit Monosilan, Dichlorsilan oder Silicium gewonnen werden.^[3]

${\displaystyle \mathrm {TiCl_{4}+2\ SiH_{4}\longrightarrow TiSi_{2}+4\ HCl+2\ H_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {TiCl_{4}+2\ SiH_{2}Cl_{2}+2\ H_{2}\longrightarrow TiSi_{2}+8\ HCl} }$

${\displaystyle \mathrm {TiCl_{4}+3\ Si\longrightarrow TiSi_{2}+SiCl_{4}} }$

Eigenschaften

Titandisilicid ist ein metallisch glänzender, weißgrauer bis schwarzer^[2] kristalliner Feststoff mit guter thermischer und elektrischer Leitfähigkeit. Er besitzt orthorhombische Kristallstruktur mit der Raumgruppe Fddd (Raumgruppen-Nr. 70)Vorlage:Raumgruppe/70 (a = 825,3 pm, b = 478,3 pm, c = 854,0 pm). Er ist unlöslich in Wasser^[2] und Mineralsäuren mit Ausnahme von Flusssäure sowie langsam löslich in 10%iger Kaliumhydroxid-Lösung. Zu beachten ist, das neben Titandisilicid weitere Titansilicide bekannt sind. So TiSi_1,8 mit der Raumgruppe Cmcm (Nr. 63)Vorlage:Raumgruppe/63 und einer Dichte von 3,9 g·cm⁻³, Ti₃Si mit tetragonaler Kristallstruktur isotyp zu der von Ti₃P, Ti₅Si₄ mit einer Schmelztemperatur von 2120 °C und einer tetragonalen Kristallstruktur isotyp zu der von Zr₅Si₄ sowie Titanmonosilicid TiSi mit einem Schmelzpunkt von 1760 °C und einer orthorhombischen Kristallstruktur, isotyp zu der von Eisenborid FeB.^[1] Es ist weiterhin eine Ti₅Si₃ Verbindung bekannt.^[4][5]

Verwendung

Titandisilicid wird in der Halbleiterindustrie (z. B. im Salicide-Prozess) verwendet.^[5] Es kann zur Spaltung von Wasser mit Hilfe von Sonnenlicht eingesetzt werden.^[6][7]

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e f} Georg Brauer (Hrsg.): Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearb. Auflage. Band II. Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 1389. 
2. ↑ ^{a b c d e f g h} Datenblatt Titanium silicide, 99.5% (metals basis) bei AlfaAesar, abgerufen am 15. Juni 2013 (PDF) (JavaScript erforderlich).
3. ↑ Hugh O. Pierson: Handbook of Chemical Vapor Deposition, 2nd Edition: Principles, Technology ... William Andrew, 1999, ISBN 0-8155-1743-2, S. 331 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
4. ↑ Datenblatt Titanium silicide Ti₅Si₃, 99.5% (metals basis) bei AlfaAesar, abgerufen am 15. Juni 2013 (PDF) (JavaScript erforderlich).
5. ↑ ^{a b} Lih J. Chen: Silicide Technology for Integrated Circuits (Processing). IET, 2004, ISBN 0-86341-352-8, S. 49 ff. (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
6. ↑ pro-physik.de: Wasserspaltung mit Sonnenlicht, 26. September 2007.
7. ↑ Peter Ritterskamp, Andriy Kuklya, Marc-Andre Wüstkamp, Klaus Kerpen, Claudia Weidenthaler, Martin Demuth: Ein auf Titandisilicid basierender, halbleitender Katalysator zur Wasserspaltung mit Sonnenlicht - reversible Speicherung von Sauerstoff und Wasserstoff. In: Angewandte Chemie. 119, 2007, S. 7917–7921, doi:10.1002/ange.200701626.