硅和二氧化硅简介

硅（Si）

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，有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，属于元素周期表上IVA族的类金属元素。硅也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%）。

目录

◆原子硅

◆元素硅

◆总体特性

◆硅的用途

◆缺乏症

◆高硅症

◆工业制取纯硅

原子硅

硅原子位于元素周期表第IV主族，

它的原子序数为Z=14，核外有14个电

子。电子在原子核外，按能级由低到高，

由里到外，层层环绕，这称为电子的壳

层结构。硅原子的核外电子第一层有2

个电子，第二层有8个电子，达到稳定

态。最外层有4个电子即为价电子，它对硅原子的导电性等方面起着主导作用。

正因为硅原子有如此结构，所以有其一些特殊的性质：最外层的4个价电子让硅原子处于亚稳定结构，这些价电子使硅原子相互之间以共价键结合，由于共价键比较结实，硅具有较高的熔点和密度；化学性质比较稳定，常温下很难与其他物质（除氟化氢和碱液以外）发生反应；硅晶体中没有明显的自由电子，能导电，但导电率不及金属，且随温度升高而增加，具有半导体性质[3]。高纯硅电子转移.MP4

元素硅

元素描述：

◆晶体硅为灰黑色，无定形硅为黑色

◆密度2.32-2.34g/cm3

◆熔点1410℃，沸点2355℃

◆属于原子晶体，硬而有金属光泽，有半导

体性质

◆具有金刚石的晶体结构，电离能8.151电

子伏特。晶体硅的结构.flv

◆化学性质：在常温下，除氟化氢以外，很难与其他物质发生反应，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。[2]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。

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；单晶硅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。阳光屋顶可发电.mp4

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，因为地太阳能电池

硅钢合金

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，贝采里乌斯将氟硅酸钾（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，但直到贝采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。

常用方程式

Si + 2OH-+ H2O == SiO32-+ 2H2↑硅与氢氧化钠反应.mp4 SiO2+ 2OH-== SiO32-+ H2O

SiO32-+ 2NH4++ H2O == H4SiO4↓ + 2NH3↑

SiO32-+ CO2+ 2H2O == H4SiO4↓+ CO32-

SiO32-+ 2H+==H2SiO3↓

SiO32-+ 2H++ H2O == H4SiO4↓硅酸的制取.flv H4SiO4 ==H2SiO3+ H2O

3SiO32- + 2Fe3+== Fe2(SiO3)3↓

3SiO32-+ 2Al3+== Al2(SiO3)3↓

Na2CO3+ SiO2=高温= Na2SiO3+ CO2

总体特性

元素属性

名称：硅

符号：Si

序号：14

系列：类金属

族：IVA族

周期：3

元素分区：p

密度：2330 kg/m3

硬度：36.5

颜色和外表：深灰色、

带蓝色调

地壳含量：25.7% [2]

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

氧化性（氧化物）：4（两性的）

晶体结构：面心立方[2]

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）[2]

化学性质

分类：纯净物—化合物—氧化物—非金属氧化物—酸性氧化物性质：可与氧气反应：Si+O2==(△)SiO2

只与氢氟酸反应：Si+4HF==SiF4↑+H2↑

可与碱反应：Si + 2OH-+H2O== SiO32-+ 2H2↑

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 [2]

硅的用途硅的用途.mp4

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