硅是一种非金属元素。硅在自然界分布极广,地壳中约含27.6%,主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。地壳中,硅的含量在所有元素中含量仅次于氧,居第二。其形状分为结晶形和网状形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。
硅有明显的非金属特性,可以溶于碱金属氢氧化物溶液中,产生(偏)硅酸盐和氢气。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,按能级由低硅原子到高,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。
光导纤维通信
光导纤维通信是一种最新的现代通信手段,通过纯二氧化硅材料拉制出高透 明度的玻璃纤维,激光可以在玻璃纤维的通路里发生无数次全反射而向前传输,代替了笨重的电缆。光纤通信容量高,一根头发丝的玻璃纤维可以同时传输256路电话,而且它还不受电、磁的干扰,不怕窃听,具有高度的保密性。因此,光导纤维通信是一种高效、安全、保密的通信方式。
制造高纯半导体
硅被广泛用于制造高纯半导体,因为其高纯度金属特性使其成为制造集成电路的首要材料。同时,金属硅也是生产光纤的主要原料,在信息时代中起着关键作用。
制造玻璃
硅是制造玻璃的主要原料,可以用于普通玻璃与光学玻璃的生产制作,还可以加工成为优质的特种玻璃。同时,硅石还可以作为耐火砖的窑衬材料之一。