有无定形硅和晶体硅两种同素异形体。晶体硅为灰黑色,无定形硅为黑色,
密度2.32-2.34克/立方厘米,熔点1410℃,沸点2355℃,晶体硅属于原子晶体。不溶于水、硝酸和盐酸,溶于氢氟酸和碱液。硬而有金属光泽。
系列
类金属
族
ⅣA族
周期
3
元素分区
p区
密度
2328.3 kg/m3
常见化合价
+4
硬度
6.5
地壳含量
25.7%
弹性模量
190GPa(有些文献中为这个值)
密度
2.33g/cm3(18℃)
熔点
1687K(1414℃) [8]
沸点
3173K(2900℃) [8]
摩尔体积
12.06×10??m3/mol [8]
汽化热
384.22kJ/mol [8]
熔化热
50.55 kJ/mol [8]
蒸气压
4.77Pa(1683K) [8]
间接带隙
1.1eV (室温)
电导率
2.52×10?? /(米欧姆) [8]
电负性
1.90(鲍林标度)
比热
700 J/(kg·K) [8]
性能优异的硅**化合物。例如**硅塑料是较好的防水涂布材料。在地下铁道四壁喷涂**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**硅塑料,可以防止青苔滋生,抵挡风吹雨淋和风化。广场上的,便是经过**硅塑料处理表面的,因此永远洁白、清新。
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,产生(偏)硅酸盐和氢气。
硅原子位于元素周期表*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。硅原子的核外电子层有2个电子,*二层有8个电子,达到稳定态。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:外层的4个价电子让硅原子处于亚稳定结构,这些价电子使硅原子相互之间以共价键结合,由于共价键比较结实,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;硅晶体中没有明显的自由电子,能导电,但导电率不及金属,且随温度升高而增加,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,于赤热温度下,与水蒸气能发生作用。 [8]
分类:纯净物、单质、非金属单质。
硅的丰度,引起早期化学家的兴趣。矽(硅)在地球表面的含量仅次于氧,占有将近28%.但是矽(硅)元素并非早被发现的元素,那是因为从矽(硅)的氧化物中要将矽还原出来是一件非常困难的事。
硅约占地壳总重量的25.7%,仅次于氧。在自然界中,硅通常以含氧化合物形式存在,其中简单的是硅和氧的化合物硅石SiO2。石英、水晶等是纯硅石的变体。矿石和岩石中的硅氧化合物统称硅酸盐,较重要的有长石KAlSi3O8、高岭土Al2Si2O5(OH)4、滑石Mg3(Si4O10)(OH)2、云母KAl2(AlSi3O10)(OH)2、石棉H4Mg3Si2O9、钠沸石Na2(Al2Si3O10)·2H2O、石榴石Ca3Al2(SiO4)3、锆石英ZrSiO4和绿柱石Be3Al2Si6O18等。土壤、黏土和砂子是**硅酸盐岩石风化后的产物。
硅在自然界分布很广,在地壳中的原子百分含量为16.7%。是组成岩石矿物的一个基本元素,以石英砂和硅酸盐出现。
硅在地壳中的含量是除氧外多的元素。如果说碳是组成一切**生命的基础,那么硅对于地壳来说,占有同样的位置,因为地壳的主要部分都是由含硅的岩石层构成的。这些岩石几乎全部是由硅石和各种硅酸盐组成。长石、云母、黏土、橄榄石、角闪石等等都是硅酸盐类;水晶、玛瑙、碧石、蛋白石、石英、砂子以及燧石等等都是硅石。
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