硅 (Si)
Silicon
原子序数: 14 | 原子量: 28.085 u
Si
14
原子量
28.085 u
族
14
周期
3
元素类别
类金属
电子排布
1s²2s²2p⁶3s²3p²
CAS编号
7440-21-3
物理性质
密度
2.3296 g/cm³
熔点
1414 °C
沸点
3265 °C
熔化热
50.55 kJ/mol
汽化热
384.22 kJ/mol
电负性
1.90
基本信息
硅是化学元素周期表中的第 14 个元素，化学符号为 Si。它是一种类金属元素，在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。硅在地壳中的含量仅次于氧，是地壳中第二丰富的元素。
化学性质
- 在常温下，硅的化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱溶液外，硅不与其他物质发生反应。
- 在加热条件下，硅能与氧气、氯气等非金属反应，例如：Si + O₂ $\stackrel{\triangle}{=\!=\!=}$ SiO₂。
- 硅能与强碱溶液反应生成硅酸盐和氢气，如：Si + 2NaOH + H₂O = Na₂SiO₃ + 2H₂↑。
主要用途
电子工业
高纯度的硅是良好的半导体材料，广泛用于制造集成电路、晶体管、太阳能电池等电子元件。
建筑材料
硅的化合物如二氧化硅（石英砂）是制造玻璃、陶瓷、水泥等建筑材料的重要原料。
冶金工业
硅铁合金可作为炼钢的脱氧剂和合金添加剂，提高钢的强度、硬度和耐磨性。
化工领域
有机硅化合物具有耐高低温、防水、绝缘等特性，广泛应用于润滑剂、密封剂、涂料等产品中。
历史与发现
1823 年，瑞典化学家贝采利乌斯首次分离出硅元素。他将四氟化硅与钾在高温下反应，得到了不纯的无定形硅。后来，人们通过改进方法制备出了高纯度的晶体硅。
同位素
| 同位素 | 自然丰度 | 半衰期 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 硅 - 28 (²⁸Si) | 92.23% | 稳定 | 最常见的硅同位素 |
| 硅 - 29 (²⁹Si) | 4.67% | 稳定 | |
| 硅 - 30 (³⁰Si) | 3.10% | 稳定 |