硅的化学性质硅是什么物质

硅是什么物质

硅是一种化学元素，化学符号是Si，旧称矽。原子序数为14，相对原子质量为28.0855。它是一种硬而脆的结晶固体，是四价准金属和半导体。有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，属于元素周期表上第三周期，IVA族的类金属元素。

硅也是极为常见的一种元素，在自然界通常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。它以各种形式的二氧化硅（硅酸盐）或硅酸盐广泛分布在尘埃，沙粒，类行星和行星中。地壳中90％以上是硅酸盐矿物，使硅成为地壳中含量第二高的元素（按质量计约为28％），仅次于氧。

硅的化学性质

硅有明显的非金属特性，可以溶于碱金属氢氧化物溶液中，生成硅酸盐和氢气。

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。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个价电子使硅原子相互之间以共价键结合，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；硅晶体中的自由电子浓度极低，能导电，但导电率不及金属，随温度升高而增加，具有半导体性质。

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。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，高温下，能与水蒸气能发生作用。

分类：纯净物、单质、非金属单质。

硅的用途

半导体领域

高纯的单晶硅是重要的半导体材料，带隙1.2 eV。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型半导体。p型半导体和n型半导体结合在一起形成p-n结，这是半导体器件的基本结构。可制成二极管、三极管、晶闸管和各种集成电路（包括人们计算机内的芯片和CPU），还可以做成太阳能光伏电池，将辐射能转变为电能。

硅通常是半导体的优选，因为它便宜，并且具有高熔点，非常适合用于高温应用。硅还具有独特的掺杂能力，这意味着它可以故意被其他元素污染以改变其电性能。这种控制硅电性能的能力使其成为现代电子产品的基础，因为它是计算机芯片或微处理器制造中最常用的材料。制造过程涉及沉积多层材料（包括硅），以制造必要的组件，例如晶体管、二极管和电阻器。

硅在计算机芯片中的使用促进了低功耗高性能电子设备的开发，使其适用于广泛的应用，包括计算机、智能手机和其他消费电子产品。在小面积硅上制造复杂电子电路的能力已经彻底改变了电子行业，使得更小、更快、更强大的电子设备的开发成为可能。随着技术的进步，硅在行业中的重要性只会越来越大，使其成为未来电子产品的关键半导体材料。

材料领域

硅可用来制作金属陶瓷复合材料，这种材料继承了金属和陶瓷的各自优点，同时还弥补了两者不足，具有耐高温、富韧性、可切割等优点。第一架航天飞机“哥伦比亚号”正是靠着硅瓦拼砌的外壳才抵挡住了飞机高速穿行稠密大气时摩擦产生的高温。

纯二氧化硅可拉制出高透明度的玻璃纤维，该纤维是光导纤维通信的重要材料，这种通信方式代替了笨重的电缆，通信容量高，不受电、磁干扰，不怕窃听，具有高保密性。光导纤维通信使得人类的生活发生了革命性的巨变。

硅的有机化合物，将硅优良的无机性能与有机材料性能相结合，使有机硅化合物别具一格，开辟了新的领域。其具备了表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性，主要应用于密封、粘合、润滑、涂层、表面活性、脱模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。