硅(英语:Silicon,台湾译矽),是一种化学元素,化学符号为Si,原子序数为14。
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硅 14Si
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外观 |
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深灰色晶体状,反光时表面带蓝色
![](//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e9/SiliconCroda.jpg/640px-SiliconCroda.jpg) |
概况 |
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名称·符号·序数 | 硅(Silicon)·Si·14 |
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元素类别 | 类金属 |
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族·周期·区 | 14·3·p |
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标准原子质量 | [28.084, 28.086][1] |
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电子排布 | [Ne] 3s2 3p2 2, 8, 4
硅的电子层(2, 8, 4) |
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历史 |
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预测 | 安托万-洛朗·德·拉瓦锡(1787年) |
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发现 | 永斯·贝采利乌斯[2][3](1823年) |
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分离 | 永斯·贝采利乌斯(1823年) |
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命名 | 托马斯·汤姆森(1817年) |
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物理性质 |
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物态 | 固体 |
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密度 | (接近室温) 2.3290 g·cm−3 |
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熔点时液体密度 | 2.57 g·cm−3 |
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熔点 | 1687 K,1414 °C,2577 °F |
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沸点 | 3538 K,3265 °C,5909 °F |
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熔化热 | 50.21 kJ·mol−1 |
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汽化热 | 359 kJ·mol−1 |
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比热容 | 19.789 J·mol−1·K−1 |
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蒸气压
压/Pa
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1
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10
|
100
|
1 k
|
10 k
|
100 k
|
温/K
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1908
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2102
|
2339
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2636
|
3021
|
3537
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原子性质 |
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氧化态 | 4, 3, 2, 1[4] -1, -2, -3, -4 (两性氧化物) |
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电负性 | 1.90(鲍林标度) |
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电离能 | 第一:786.5 kJ·mol−1
第二:1577.1 kJ·mol−1
第三:3231.6 kJ·mol−1
(更多) |
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原子半径 | 111 pm |
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共价半径 | 111 pm |
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范德华半径 | 210 pm |
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硅的原子谱线 |
杂项 |
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晶体结构 | 钻石 |
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磁序 | 反磁性[5] |
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电阻率 | (20 °C)103[6] Ω·m |
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热导率 | 149 W·m−1·K−1 |
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膨胀系数 | (25 °C)2.6 µm·m−1·K−1 |
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声速(细棒) | (20 °C)8433 m·s−1 |
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杨氏模量 | 130-188[7] GPa |
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剪切模量 | 51-80[7] GPa |
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体积模量 | 97.6[7] GPa |
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泊松比 | 0.064 - 0.28[7] |
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莫氏硬度 | 7 |
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CAS号 | 7440-21-3 |
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带隙能量(300 K) | 1.12 eV |
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同位素 |
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主条目:硅的同位素
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Quick Facts “Silicon”的各地常用名称, 中国大陆 ...
“Silicon”的各地常用名称 |
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中国大陆 | 硅 |
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台湾 | 矽 |
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港澳 | 矽 |
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新加坡 | 矽 |
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马来西亚 | 硅 |
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澳洲精密光学中心的一名光学仪器专家手持着国际阿伏伽德罗协作组织的一千克单晶体硅制球体
硅是外观带着灰蓝色金属光泽且坚硬易碎的晶体,亦是一种四价的类金属半导体。硅为周期表第十四族元素之一[8]:碳在其排序之上,其下依序为锗、锡、铅和𫓧[注 1]。由于它对于氧的高亲和力,直至在公元1823年才第一次被永斯·贝采利乌斯成功纯化[9]。它的熔点和沸点分别为摄氏1414度及3265度,在类金属中排名第二,仅次于硼。硅在宇宙中最常见元素中排名第八,但以元素型态分布在地壳是非常罕见的。它常以二氧化硅或硅酸盐等多样的形式广泛分布于土壤、沙和小行星和行星中。地壳的组成超过九成是硅酸盐类物质,使得硅成为地壳中含量第二的元素,仅次于氧。
元素硅也在世界经济上有很大的影响,硅通常会与天然矿物一起加工,其用途广泛:包括建筑业使用的粘土、硅砂和石头。波特兰水泥中的砂浆和灰泥组成也含有硅酸盐,可与硅砂和砾石混合成混凝土,用于走道、地基、道路上。它们还用于白色陶瓷,像是瓷器,也可用于制造传统的石英钠钙玻璃和许多其他特殊玻璃。硅最广为人知的用途是去合成以聚硅氧聚合物为基础的合成聚合物。有些硅的化合物,像是碳化硅可用作研磨物或高强度陶瓷元件。大多数电离的硅被用于炼钢、铸铝和高质量的化工业上(通常是制造气相二氧化硅)。更显著的是,半导体电子业运用极少部分的高纯度硅(小于10%),而高纯度硅在集成电路上是一种必要的元素,大部分的电脑、手机及现代科技都依靠它。
虽然动物通常对于硅的需求是微量的,但在生物学里,硅是一种必要的元素。在多种的海绵动物门及微生物里,像是硅藻及放射虫会分泌由二氧化硅组成的骨骼物质。二氧化硅亦通常沉淀于植物组织中。