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 (0 °C, 1000 hPa).

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. Georg Brauer (Hrsg.): Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearb. Auflage. Band II. Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 1389. 
2. Datenblatt Titanium silicide, 99.5% (metals basis) bei Alfa Aesar, abgerufen am 15. Juni 2013 (Seite nicht mehr abrufbar).
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 Alfa Aesar, abgerufen am 15. Juni 2013 (Seite nicht mehr abrufbar).
5. 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 (Memento vom 16. März 2013 im Internet Archive), 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.