硅的化學(xué)性質(zhì) 硅是什么物質(zhì)

硅是一種化學(xué)元素，化學(xué)符號(hào)是Si，舊稱矽。原子序數(shù)為14，相對(duì)原子質(zhì)量為28.0855。它是一種硬而脆的結(jié)晶固體，是四價(jià)準(zhǔn)金屬和半導(dǎo)體。有無定形硅和晶體硅兩種同素異形體，屬于元素周期表上第三周期，IVA族的類金屬元素。

硅是什么物質(zhì)

硅是一種化學(xué)元素，化學(xué)符號(hào)是Si，舊稱矽。原子序數(shù)為14，相對(duì)原子質(zhì)量為28.0855。它是一種硬而脆的結(jié)晶固體，是四價(jià)準(zhǔn)金屬和半導(dǎo)體。有無定形硅和晶體硅兩種同素異形體，屬于元素周期表上第三周期，IVA族的類金屬元素。

硅也是極為常見的一種元素，在自然界通常以復(fù)雜的硅酸鹽或二氧化硅的形式，廣泛存在于巖石、砂礫、塵土之中。硅在宇宙中的儲(chǔ)量排在第八位。它以各種形式的二氧化硅（硅酸鹽）或硅酸鹽廣泛分布在塵埃，沙粒，類行星和行星中。地殼中90％以上是硅酸鹽礦物，使硅成為地殼中含量第二高的元素（按質(zhì)量計(jì)約為28％），僅次于氧。

硅的化學(xué)性質(zhì)

硅有明顯的非金屬特性，可以溶于堿金屬氫氧化物溶液中，生成硅酸鹽和氫氣。

硅原子位于元素周期表第IV主族，它的原子序數(shù)為14，核外有14個(gè)電子。電子在原子核外，按能級(jí)由低硅原子到高，由里到外，層層環(huán)繞。硅原子的核外電子第一層有2個(gè)電子，第二層有8個(gè)電子，達(dá)到穩(wěn)定態(tài)。最外層有4個(gè)電子即為價(jià)電子，它對(duì)硅原子的導(dǎo)電性等方面起著主導(dǎo)作用。

正因?yàn)楣柙佑腥绱私Y(jié)構(gòu)，所以有其一些特殊的性質(zhì)：最外層的4個(gè)價(jià)電子使硅原子相互之間以共價(jià)鍵結(jié)合，硅具有較高的熔點(diǎn)和密度；化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，常溫下很難與其他物質(zhì)（除氟化氫和堿液以外）發(fā)生反應(yīng)；硅晶體中的自由電子濃度極低，能導(dǎo)電，但導(dǎo)電率不及金屬，隨溫度升高而增加，具有半導(dǎo)體性質(zhì)。

加熱下能同單質(zhì)的鹵素、氮、碳等非金屬作用，也能同某些金屬如Mg、Ca、Fe、Pt等作用，生成硅化物。不溶于一般無機(jī)酸中，可溶于堿溶液中，并有氫氣放出，形成相應(yīng)的堿金屬硅酸鹽溶液，高溫下，能與水蒸氣能發(fā)生作用。

分類：純凈物、單質(zhì)、非金屬單質(zhì)。

硅的用途

半導(dǎo)體領(lǐng)域

高純的單晶硅是重要的半導(dǎo)體材料，帶隙1.2 eV。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半導(dǎo)體；摻入微量的第VA族元素，形成n型半導(dǎo)體。p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體結(jié)合在一起形成p-n結(jié)，這是半導(dǎo)體器件的基本結(jié)構(gòu)。可制成二極管、三極管、晶閘管和各種集成電路（包括人們計(jì)算機(jī)內(nèi)的芯片和CPU），還可以做成太陽能光伏電池，將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>

硅通常是半導(dǎo)體的優(yōu)選，因?yàn)樗阋耍⑶揖哂懈呷埸c(diǎn)，非常適合用于高溫應(yīng)用。硅還具有獨(dú)特的摻雜能力，這意味著它可以故意被其他元素污染以改變其電性能。這種控制硅電性能的能力使其成為現(xiàn)代電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)，因?yàn)樗怯?jì)算機(jī)芯片或微處理器制造中最常用的材料。制造過程涉及沉積多層材料（包括硅），以制造必要的組件，例如晶體管、二極管和電阻器。

硅在計(jì)算機(jī)芯片中的使用促進(jìn)了低功耗高性能電子設(shè)備的開發(fā)，使其適用于廣泛的應(yīng)用，包括計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)和其他消費(fèi)電子產(chǎn)品。在小面積硅上制造復(fù)雜電子電路的能力已經(jīng)徹底改變了電子行業(yè)，使得更小、更快、更強(qiáng)大的電子設(shè)備的開發(fā)成為可能。隨著技術(shù)的進(jìn)步，硅在行業(yè)中的重要性只會(huì)越來越大，使其成為未來電子產(chǎn)品的關(guān)鍵半導(dǎo)體材料。

材料領(lǐng)域

硅可用來制作金屬陶瓷復(fù)合材料，這種材料繼承了金屬和陶瓷的各自優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還彌補(bǔ)了兩者不足，具有耐高溫、富韌性、可切割等優(yōu)點(diǎn)。第一架航天飛機(jī)“哥倫比亞號(hào)”正是靠著硅瓦拼砌的外殼才抵擋住了飛機(jī)高速穿行稠密大氣時(shí)摩擦產(chǎn)生的高溫。

純二氧化硅可拉制出高透明度的玻璃纖維，該纖維是光導(dǎo)纖維通信的重要材料，這種通信方式代替了笨重的電纜，通信容量高，不受電、磁干擾，不怕竊聽，具有高保密性。光導(dǎo)纖維通信使得人類的生活發(fā)生了革命性的巨變。

硅的有機(jī)化合物，將硅優(yōu)良的無機(jī)性能與有機(jī)材料性能相結(jié)合，使有機(jī)硅化合物別具一格，開辟了新的領(lǐng)域。其具備了表面張力低、粘溫系數(shù)小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質(zhì)，并具有耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩(wěn)定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優(yōu)異特性，主要應(yīng)用于密封、粘合、潤滑、涂層、表面活性、脫模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。