Siliciummonoxid

Siliciummonoxid (auch Siliziummonoxid) ist eine Verbindung aus Silicium und Sauerstoff, in der Silicium in der Oxidationsstufe +II vorliegt. Da die bevorzugte Oxidationsstufe von Silicium +IV ist, werden niedervalente Oxide wie SiO oder Si₂O₃ auch als Suboxide bezeichnet. SiO existiert in verschiedenen Modifikationen, von denen aber nur eine von kommerzieller Bedeutung ist. Bei dieser handelt es sich um einen dunkelbraunen bis anthrazitfarbenen, amorphen Feststoff.

Siliciummonoxid kommt in keiner der bekannten Modifikationen natürlich auf der Erde vor, wurde aber im interstellaren Raum spektroskopisch nachgewiesen und ist damit mengenmäßig das häufigste Oxid des Siliciums im Universum. Für technische Zwecke wird es ausschließlich synthetisch hergestellt.

Siliciummonoxid ist nur in der Gasphase thermodynamisch stabil und disproportioniert beim Abkühlen in Silicium und Siliciumdioxid. Spektroskopische Untersuchungen an SiO konnten bislang nicht den Beweis erbringen, dass in kondensierter Phase Silicium in der Oxidationsstufe +II vorliegt. Nach Analyse der Strukturuntersuchungen von Friede mit Hilfe von XANES-Spektroskopie, Hochdruckuntersuchungen, NMR, Radialer Verteilungsfunktion aus energiedispersiver Röntgenbeugung und Paarverteilungsfunktion aus Elektronenbeugungsdaten, wird kommerziell erhältliches SiO besser beschrieben als ein auf atomarer Ebene disproportioniertes Gemisch aus Silicium und Siliciumdioxid. Während des Gasabscheidungsverfahrens disproportioniert gasförmiges Siliciummonoxid offenbar beim Abkühlen in Si und SiO₂, und zwar auf atomarer Ebene in der Form, dass weder Silicium- noch Siliciumdioxid-Domänen direkt nachgewiesen werden können. Das dunkelbraune Produkt weist dabei chemische und physikalische Eigenschaften auf, die sich von denen eines Gemenges aus Si und SiO₂ deutlich unterscheiden und damit von großer Bedeutung für technische Anwendungen sind. Der Unterschied zu einem Gemenge äußert sich z. B. in Reaktionen, die auf die Spaltung von Si–Si-Bindungen und Si–O-Bindungen abzielen. Sie führten im Fall von SiO nicht zum Erfolg.