硅的化學性質(zhì) 硅是什么物質(zhì)

硅是一種化學元素，化學符號是Si，舊稱矽。原子序數(shù)為14，相對原子質(zhì)量為28.0855。它是一種硬而脆的結(jié)晶固體，是四價準金屬和半導體。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)

硅是一種化學元素，化學符號是Si，舊稱矽。原子序數(shù)為14，相對原子質(zhì)量為28.0855。它是一種硬而脆的結(jié)晶固體，是四價準金屬和半導體。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)量計約為28％），僅次于氧。

硅的化學性質(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個電子。電子在原子核外，按能級由低硅原子到高，由里到外，層層環(huán)繞。硅原子的核外電子第一層有2個電子，第二層有8個電子，達到穩(wěn)定態(tài)。最外層有4個電子即為價電子，它對硅原子的導電性等方面起著主導作用。

正因為硅原子有如此結(jié)構(gòu)，所以有其一些特殊的性質(zhì)：最外層的4個價電子使硅原子相互之間以共價鍵結(jié)合，硅具有較高的熔點和密度；化學性質(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；硅晶體中的自由電子濃度極低，能導電，但導電率不及金屬，隨溫度升高而增加，具有半導體性質(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。不溶于一般無機酸中，可溶于堿溶液中，并有氫氣放出，形成相應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

半導體領(lǐng)域

高純的單晶硅是重要的半導體材料，帶隙1.2 eV。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半導體；摻入微量的第VA族元素，形成n型半導體。p型半導體和n型半導體結(jié)合在一起形成p-n結(jié)，這是半導體器件的基本結(jié)構(gòu)。可制成二極管、三極管、晶閘管和各種集成電路（包括人們計算機內(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>

硅通常是半導體的優(yōu)選，因為它便宜，并且具有高熔點，非常適合用于高溫應用。硅還具有獨特的摻雜能力，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)，因為它是計算機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。

硅在計算機芯片中的使用促進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用，包括計算機、智能手機和其他消費電子產(chǎn)品。在小面積硅上制造復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、更強大的電子設(shè)備的開發(fā)成為可能。隨著技術(shù)的進步，硅在行業(yè)中的重要性只會越來越大，使其成為未來電子產(chǎn)品的關(guān)鍵半導體材料。

材料領(lǐng)域

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

硅的有機化合物，將硅優(yōu)良的無機性能與有機材料性能相結(jié)合，使有機硅化合物別具一格，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。