硅

      硅（Silicon），是一种化学元素，化学符号是Si，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。硅在宇宙中的储量排在第八位。硅以化合物形式存在于在地壳中，是含量仅次于氧的第二丰富元素。硅的应用领域广泛，从中国最早的陶瓷工艺到现代光纤通信、宇航、电子等领域都有硅材料的应用。

目录

1、发现

2、名称由来

3、理化性质

4、分布

5、化合物

6、制备

7、用途

康熙字典

      化学元素解释：

发现

      1787年，拉瓦锡首次发现硅存在于岩石中。

      1800年，戴维将其错认为一种化合物。

      1811年，盖·吕萨克和Thénard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)。

      民国初期，学者原将此元素音译为“硅”而令其读为“xì(圭旁确可读xi音，如畦字)”(又，实际上“硅”字本为“砉”字之异体，读作huò)。由于当时汉语拼音方案尚未推广普及，一般大众多误读为guī。由于化学元素译词除中国原有命名者，多用音译，化学学会注意到此问题，于是又创“矽”字避免误读。台湾沿用“矽”字至21世纪。

      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，有学者以“矽”与另外的化学元素“锡”和“硒”同音易混淆为由，通过并公布改回原名字“硅”并读“guī”，但并未意识到其实“硅”字本亦应读xì音。矽肺与矽钢片等民间常用词汇至今仍用矽字。

      在香港，两用法皆有，但“矽”较通用。

      日文与韩文中则称之为“硅素”，也可写成“珪素”。

理化性质

      同素异形体

      有无定型和晶体两种同素异形体：

      1、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;

      2、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。

      物理性质

      性状：具有明显的金属光泽，呈灰色。结晶型的硅是暗黑蓝色的，很脆，是典型的半导体。具有金刚石的晶体结构，

      汽化热 384.22 kJ/mol

      熔化热 50.55 kJ/mol

      蒸气压 4.77 帕(1683K)

      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)

      电离能：8.151电子伏特。

      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

      化学性质

      稳定性：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。

      反应性：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。

      溶解性：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。[1]

      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。

分布

      硅在自然界分布极广，地壳中约含27.6%，硅主要以化合物的形式，作为仅次于第一位的氧(49.4%)的最丰富元素存在于地壳中，约占地表岩石的四分之一。

      硅在自然界中没有单质状态存在，都存在于化合物中，因此不存在“硅矿”的说法。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，是天然硅酸盐岩石风化后的产物。

      二氧化硅(硅石)是最普遍的化合物，在自然界中分布极广，构成各种矿物和岩石。最重要的晶体硅石是石英。

化合物

      1、碳化硅：用于半导体、避雷针、电路元件、高温应用、紫外光侦检器、结构材料、天文、碟刹、离合器、柴油微粒滤清器、细丝高温计、陶瓷薄膜、裁切工具、加热元件、核燃料、珠宝、钢、护具、触媒担体等领域。

      2、二氧化硅：是沙和石英的主要成分。在半导体和太阳能板等应用中，是主要的原料。

      3、硅烷：在医学和工业领域有着广泛的应用。

      4、四氯化硅：应用在半导体工业和光电池中。[3]

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%，叫做纯硅。再将它融化后重结晶，用酸除去杂质，得到纯度为99.7~99.8%的纯硅。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。[4]

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。

      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。

      3、光导纤维通信。

      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，，不受电、磁干扰，不怕窃听，具有高度的保密性。

      4、硅有机化合物。

      (1)、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。

      (2)、硅橡胶：具有良好的绝缘改组，长期不龟裂、不老化，没有毒性，还可以作为医用高分子材料。

      (3)、硅油：是一种很好的润滑剂，由于它的粘度受温度变化的影响小，流动性好，蒸气压低，在高温或寒冷的环境中都能使用。[5]

      5、生活和装饰品

      工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品;水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品