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硅si的化学性质 物理性质 化学分子式等等一些基本的知识 硅 硅guī（台湾、香港称矽xī）是一种化学元素，它的化学符号是Si，旧称矽原子序数14，相对原子质量28.09，有无定形和晶体两种同素异形体，同素异形体有无定形硅和结晶硅属于元素周期表上IVA族的类金属元素 晶体结构：晶胞为面心立方晶胞硅(矽) 原子体积:(立方厘米/摩尔) 12.1 元素在太阳中的含量:(ppm) 900 元素在海水中的含量:(ppm) 太平洋表面 0.03 地壳中含量：（ppm） 277100 氧化态： Main Si+2, Si+4 Other 化学键能： (kJ /mol) Si-H 326 Si-C 301 Si-O 486 Si-F 582 Si-Cl 391 Si-Si 226 热导率: W/(m·K) 149 晶胞参数： a = 543.09 pm b = 543.09 pm c = 543.09 pm α = 90° β = 90° γ = 90° 莫氏硬度：6.5 声音在其中的传播速率：（m/S） 8433 电离能 (kJ/ mol) M - M+ 786.5 M+ - M2+ 1577.1 M2+ - M3+ 3231.4 M3+ - M4+ 4355.5 M4+ - M5+ 16091 M5+ - M6+ 19784 M6+ - M7+ 23786 M7+ - M8+ 29252 M8+ - M9+ 33876 M9+ - M10+ 38732 晶体硅为钢灰色，无定形硅为黑色，密度2.4克／立方厘米，熔点1420℃，沸点2355℃，晶体硅属于原子晶体，硬而有光泽，有半导体性质。

硅的化学性质比较活泼，在高温下能与氧气等多种元素化合，不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液，用于造制合金如硅铁、硅钢等，单晶硅是一种重要的半导体材料，用于制造大功率晶体管、整流器、太阳能电池等硅在自然界分布极广，地壳中约含27.6％， 结晶型的硅是暗黑蓝色的，很脆，是典型的半导体化学性质非常稳定在常温下，除氟化氢以外，很难与其他物质发生反应 硅的用途： ①高纯的单晶硅是重要的半导体材料在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半导体；掺入微量的第VA族元素，形成n型和p型半导体结合在一起，就可做成太阳能电池，将辐射能转变为电能在开发能源方面是一种很有前途的材料另外广泛应用的二极管、三极管、晶闸管和各种集成电路（包括我们计算机内的芯片和CPU)都是用硅做的原材料 ②金属陶瓷、宇宙航行的重要材料将陶瓷和金属混合烧结，制成金属陶瓷复合材料，它耐高温，富韧性，可以切割，既继承了金属和陶瓷的各自的优点，又弥补了两者的先天缺陷 可应用于军事武器的制造第一架航天飞机“哥伦比亚号”能抵挡住高速穿行稠密大气时摩擦产生的高温，全靠它那三万一千块硅瓦拼砌成的外壳 ③光导纤维通信，最新的现代通信手段。

用纯二氧化硅拉制出高透明度的玻璃纤维，激光在玻璃纤维的通路里，无数次的全反射向前传输，代替了笨重的电缆光纤通信容量高，一根头发丝那么细的玻璃纤维，可以同时传输256路，它还不受电、磁干扰，不怕窃听，具有高度的保密性光纤通信将会使 21世纪人类的生活发生革命性巨变 ④性能优异的硅有机化合物例如有机硅塑料是极好的防水涂布材料在地下铁道四壁喷涂有机硅，可以一劳永逸地解决渗水问题在古文物、雕塑的外表，涂一层薄薄的有机硅塑料，可以防止青苔滋生，抵挡风吹雨淋和风化天安门广场上的人民英雄纪念碑，便是经过有机硅塑料处理表面的，因此永远洁白、清新 有机硅化合物，是指含有Si-O键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物，习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物其中，以硅氧键（-Si-0-Si-）为骨架组成的聚硅氧烷，是有机硅化合物中为数最多，研究最深、应用最广的一类，约占总用量的90%以上 有机硅材料具有独特的结构： （1） Si原子上充足的甲基将高能量的聚硅氧烷主链屏蔽起来； （2） C-H无极性，使分子间相互作用力十分微弱； （3） Si-O键长较长，Si-O-Si键键角大。

（4） Si-O键是具有50％离子键特征的共价键（共价键具有方向性，离子键无方向性） 由于有机硅独特的结构，兼备了无机材料与有机材料的性能，具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性，广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、医疗等行业，其中有机硅主要应用于密封、粘合、润滑、涂层、表面活性、脱模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等随着有机硅数量和品种的持续增长，应用领域不断拓宽，形成化工新材料界独树一帜的重要产品体系，许多品种是其他化学品无法替代而又必不可少的 有机硅材料按其形态的不同，可分为：硅烷偶联剂（有机硅化学试剂）、硅油（硅脂、硅乳液、硅表面活性剂）、高温硫化硅橡胶、液体硅橡胶、硅树脂、复合物等 发现 1822年，瑞典化学家贝采里乌斯用金属钾还原四氟化硅，得到了单质硅 名称由来 源自英文silica，意为“硅石” 分布 硅主要以化合物的形式,作为仅次于氧的最丰富的元素存在于地壳中，约占地表岩石的四分之一，广泛存在于硅酸盐和硅石中。

制备 工业上，通常是在电炉中由碳还原二氧化硅而制得 化学反应方程式： SiO2 + 2C → Si + 2CO 这样制得的硅纯度为97~98%，叫做金属硅再将它融化后重结晶，用酸除去杂质，得到纯度为99.7~99.8%的金属硅如要将它做成半导体用硅，还要将其转化成易于提纯的液体或气体形式，再经蒸馏、分解过程得到多晶硅如需得到高纯度的硅，则需要进行进一步的提纯处理 同位素 已发现的硅的同位素共有12种，包括硅25至硅36，其中只有硅28，硅29，硅30是稳定的，其他同位素都带有放射性 用途 硅是一种半导体材料，可用于制作半导体器件和集成电路还可以合金的形式使用(如硅铁合金)，用于汽车和机械配件也与陶瓷材料一起用于金属陶瓷中还可用于制造玻璃、混凝土、砖、耐火材料、硅氧烷、硅烷 元素周期表 总体特性 名称 符号 序号 系列 族 周期 元素分区 密度 硬度 颜色和外表 地壳含量 硅 Si 14 类金属 14族(IVA) 3 p 2330千克/立方米 6.5 深灰色、带蓝色调 25.7% 原子属性 原子量 原子半径 共价半径 范德华半径 价电子排布 电子在每能级的排布 氧化价（氧化物） 晶体结构 28.0855u （计算值)110（111)pm 111pm 210pm [Ne]3s23p2 2，8，4 4（两性的） 金刚石晶格 物理属性 物质状态 熔点 沸点 摩尔体积 汽化热 熔化热 蒸气压 声速 固态 1687 K（1414 °C） 3173 K（2900 °C） 12.06×10-6m3/mol 384.22 kJ/mol 50.55 kJ/mol 4.77 帕（1683K） 无数据 其他性质 电负性 比热 电导率 热导率 第一电离能 第二电离能 第三电离能 第四电离能 1.90（鲍林标度） 700 J/(kg·K) 2.52×10-4 /(米欧姆) 148 W/(m·K) 786.5 kJ/mol 1577.1 kJ/mol 3231.6 kJ/mol 4355.5kJ/mol 第五电离能 第六电离能 第七电离能 第八电离能 第九电离能 第十电离能 16091 kJ/mol 19805 kJ/mol 23780 kJ/mol 29287 kJ/mol 33878 kJ/mol 38726 kJ/mol 最稳定的同位素 同位素 丰度 半衰期 衰变模式 衰变能量(MeV) 衰变产物 28Si 92.23% 稳定 29Si 4.67% 稳定 30Si 3.10% 稳定 32Si 人造 276年 β衰变 0.224 32P 29Si 核自旋 1/2 元素名称：硅 元素原子量：28.09 元素类型：非金属 发现人：贝采利乌斯 发现年代：1823年 发现过程： 1823年，瑞典的贝采利乌斯，用氟化硅或氟硅酸钾与钾共热，得到粉状硅。

元素描述： 由无定型和晶体两种同素异形体具有明显的金属光泽，呈灰色，密度2.32-2.34克/厘米3，熔点1410℃，沸点2355℃，具有金刚石的晶体结构，电离能8.151电子伏特加热下能同单质的卤素、氮、碳等非金属作用，也能同某些金属如Mg、Ca、Fe、Pt等作用生成硅化物不溶于一般无机酸中，可溶于碱溶液中，并有氢气放出，形成相应的碱金属硅酸盐溶液，于赤热温度下，与水蒸气能发生作用硅在自然界分布很广，在地壳中的原子百分含量为16.7%是组成岩石矿物的一个基本元素，以石英砂和硅酸盐出现 元素来源： 用镁还原二氧化硅可得无定形硅用碳在电炉中还原二氧化硅可得晶体硅电子工业中用的高纯硅则是用氢气还原三氯氢硅或四氯化硅而制得 元素用途： 用于制造高硅铸铁、硅钢等合金，有机硅化合物和四氯化硅等，是一种重要的半导体材料，掺有微量杂质得硅单晶可用来制造大功率的晶体管，整流器和太阳能电池等 元素辅助资料： 硅在地壳中的含量是除氧外最多的元素如果说碳是组成一切有机生命的基础，那么硅对于地壳来说，占有同样的位置，因为地壳的主要部分都是由含硅的岩石层构成的这些岩石几乎全部是由硅石和各种硅酸盐组成。

长石、云母、黏土、橄榄石、角闪石等等都是硅酸盐类；水晶、玛瑙、碧石、蛋白石、石英、砂子以及燧石等等都是硅石但是，硅与氧、碳不同，在自然界中没有单质状态存在这就注定它的发现比碳和氧晚 拉瓦锡曾把硅土当成不可分割的物质——元素 1823年，贝齐里乌斯将氟硅酸钾（K2SiF6）与过量金属钾共热制得无定形硅尽管之前也有不少科学家也制得过无定形硅，但直到贝齐里乌斯将制得的硅在氧气中燃烧，生成二氧化硅——硅土，硅才被确定为一种元素硅被命名为silicium，元素符号是Si 硅是一种半导体材料，可用于制作半导体器件和集成电路还可以合金的形式使用(如硅铁合金)，用于汽车和机械配件也与陶瓷材料一起用于金属陶瓷中还可用于制造玻璃、混凝土、砖、耐火材料、硅氧烷、硅烷 造房子用的砖、瓦、砂石、水泥、玻璃，吃饭，喝水用的瓷碗、水杯，洗脸间的洁具，它们看上去截然不同，其实主要成分都是硅的化合物虽然人们早在远古时代便使用硅的化合物粘土制造陶器但直到1823年，瑞典化学家贝采利乌斯才首次分离出硅元素，并将硅在氧气中燃烧生成二氧化硅，确定硅为一种元素中国曾称它为矽，因矽和锡同音，难于分辨，故于1953年将矽改称为硅。

硅是一种非金属元素，化学符号是Si它是构成矿物与岩石的主要元素在自然界硅无游离状态，都存在于化合物中硅的化合物主要是二氧化硅（硅石）和硅酸盐例如，花岗岩是由石英、长石、云母混合组成的，石英即是二氧化硅的一种形式，长石和云母是硅酸盐砂子和砂岩是不纯硅石的变体，是天然硅酸。