硅

跳过字词转换说明

硅的特性

铝 - 硅 - 磷 碳 硅 锗   元素周期表
总体特性
名称, 符号, 序号	硅、Si、14
系列	类金属
族, 周期, 元素分区	14族(IVA), 3, p
密度、硬度	2330 kg/m3、6.5
颜色和外表	深灰色、带蓝色调
地壳含量	25.7%
原子属性
原子量	28.0855 原子量单位
原子半径（计算值）	110（111）pm
共价半径	111 pm
范德华半径	210 pm
价电子排布	[氖]3s23p2
电子在每能级的排布	2，8，4
氧化价（氧化物）	4（两性的）
晶体结构	钻石结构
物理属性
物质状态	固态
熔点	1687 K（1414 °C）
沸点	3173 K（2900 °C）
摩尔体积	12.06×10-6m3/mol
汽化热	384.22 kJ/mol
熔化热	50.55 kJ/mol
蒸气压	4.77 帕（1683K）
声速	无数据
其他性质
电负性	1.90（鲍林标度）
比热	700 J/(kg·K)
电导率	2.52×10-4 /(米欧姆)
热导率	148 W/(m·K)
第一电离能	786.5 kJ/mol
第二电离能	1577.1 kJ/mol
第三电离能	3231.6 kJ/mol
第四电离能	4355.5 kJ/mol
第五电离能	16091 kJ/mol
第六电离能	19805 kJ/mol
第七电离能	23780 kJ/mol
第八电离能	29287 kJ/mol
第九电离能	33878 kJ/mol
第十电离能	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 3.1 % 稳定 32Si 人造 276年 β衰变 0.224 32P
核磁共振特性
29Si 核自旋 1/2
在没有特别注明的情况下使用的是 国际标准基准单位单位和标准气温和气压

硅（中国大陆稱作硅，台湾、港澳稱作矽，舊訛作釸）（Silicon）是一种化学元素，它的化学符号是Si，它的原子序数是14，属于元素周期表上IVA族的类金属元素。硅原子有四个外围电子，与同族的碳相比，硅的化学性质更为稳定。硅是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的25.7%，仅次于第一位的氧（49.4%）。

性状

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。

同素异形体

同素异形体有两种，一种为暗棕色无定形粉末，用镁使二氧化硅还原而得，性质比较活泼，能够在空气中燃烧，称为无定形硅；另一种为性质稳定的晶体（结晶硅），是用炭在电炉中使二氧化硅还原而得。

石英，其主要成分為二氧化矽

发现

1787年，拉瓦锡首次发现硅存在于岩石中。然而在1800年，戴维将其错认为一种化合物。1811年，盖-吕萨克和Thénard可能已经通过将单质钾和四氟化硅混合加热的方法制备了不纯的无定形硅。1823年，硅首次作为一种元素被贝采利乌斯发现，并于一年后提炼出了无定形硅，其方法与盖-吕萨克使用的方法大致相同。他随后还用反复清洗的方法将单质硅提纯。

名称由来

英文中的silicon一词，来自拉丁文的silex, silicis，意思为燧石（即火石，富含硅元素）。

民國初期，學者原將此元素音譯为「硅」而令其讀為「xì（圭旁確可讀xi音，如畦字）」（又，实际上「硅」字本為「砉」字之異體，讀作huò）。然而在當時的時空下，由於拼音方案尚未推廣普及，一般大眾多誤讀為guī。由於化學元素譯詞除中國原有命名者，多用音譯，化學學會注意到此問題，於是又創「矽」字避免誤讀。台湾沿用「矽」字至今。

中國大陸在1953年2月，中国科学院召开了一次全国性的化学物质命名扩大座谈会，有學者以「矽」与另外的化学元素「锡」和「硒」同音易混淆為由，通过并公布改回原名字「硅」並讀「guī」，但並未意識到其實「硅」字本亦應讀xì音。有趣的是，矽肺與矽钢片等民间常用詞彙至今仍用矽字。在香港，兩用法皆有，但「矽」較通用。

日文與韓文中則稱之為「硅素」，也可寫成「珪素」。

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%，叫做純硅。再将它融化后重结晶，用酸除去杂质，得到纯度为99.7~99.8%的純硅。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積體電路。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、矽氧烷、硅烷。

化合物

• 碳化矽，用於半導體、避雷針、電路元件、高溫應用、紫外光偵檢器、結構材料、天文、碟剎、離合器、柴油微粒濾清器、細絲高溫計、陶瓷薄膜、裁切工具、加熱元件、核燃料、珠寶、鋼、護具、觸媒擔體等領域。
• 二氧化矽，是沙和石英的主要成分。在半導體和太陽能板等應用中，是目前主要的原料。
• 矽烷，在醫學和工業領域有著廣泛的應用。
• 四氯化矽，應用在半導體工業和光電池中。

外部链接

• 洛斯阿拉莫斯国家实验室
• EnvironmentalChemistry.com —— 硅（英文）

参见

• 元素
• 元素周期表
• 同位素列表