3理化性質(zhì)編輯
物理性質(zhì)
有無定形硅和晶體硅兩種同素異形體。晶體硅為灰黑色，無定形硅為黑色，
密度2.32-2.34克/立方厘米，熔點(diǎn)1410℃，沸點(diǎn)2355℃，晶體硅屬于原子晶體。不溶于水、硝酸和鹽酸，溶于氫氟酸和堿液。硬而有金屬光澤。[9]
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系列 |
類金屬 [9] |
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族 |
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3 | |
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元素分區(qū) |
p區(qū) |
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密度 |
2328.3 kg/m³ |
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常見化合價(jià) |
+4 |
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6.5 | |
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25.7% | |
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190GPa（有些文獻(xiàn)中為這個(gè)值） | |
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2.33g/cm3（18℃） | |
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熔點(diǎn) |
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沸點(diǎn) |
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摩爾體積 |
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熔化熱 |
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間接帶隙 |
1.1eV （室溫） |
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電導(dǎo)率 |
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1.90（鮑林標(biāo)度） | |
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比熱 |
原子核外電子排布：1s2 2s22p6 3s23p2；
晶胞參數(shù)：20℃下測(cè)得其晶胞參數(shù)a=0.543087nm；
顏色和外表： 深灰色、帶藍(lán)色調(diào)；
采用納米壓入法測(cè)得單晶硅（100）的E為140～150GPa；
電導(dǎo)率：硅的電導(dǎo)率與其溫度有很大關(guān)系，隨著溫度升高，電導(dǎo)率增大，在1480℃左右達(dá)到較大，而溫度超過1600℃后又隨溫度的升高而減小。
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電負(fù)性 |
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熱導(dǎo)率 |
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第二電離能 |
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第三電離能 |
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第四電離能 |
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第五電離能 |
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第六電離能 |
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第七電離能 |
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第八電離能 |
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第九電離能 |
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第十電離能 |
同位素：
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符號(hào) |
Z（p） |
N（n） |
質(zhì)量（u） |
相對(duì)豐度 |
相對(duì)豐度的變化量 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
22Si |
14 |
8 |
22.03453（22）# |
29（2）ms |
0+ |
||
|
23Si |
14 |
9 |
23.02552（21）# |
42.3（4）ms |
3/2+# |
||
|
24Si |
14 |
10 |
24.011546（21） |
140（8）ms |
0+ |
||
|
25Si |
14 |
11 |
25.004106（11） |
220（3）ms |
5/2+ |
||
|
26Si |
14 |
12 |
25.992330（3） |
2.234（13）s |
0+ |
||
|
27Si |
14 |
13 |
26.98670491（16） |
4.16（2）s |
5/2+ |
||
|
28Si |
14 |
14 |
27.9769265325（19） |
穩(wěn)定 |
0+ |
0.92223（19） |
0.92205-0.92241 |
|
29Si |
14 |
15 |
28.976494700（22） |
穩(wěn)定 |
1/2+ |
0.04685（8） |
0.04678-0.04692 |
|
30Si |
14 |
16 |
29.97377017（3） |
穩(wěn)定 |
0+ |
0.03092（11） |
0.03082-0.03102 |
|
31Si |
14 |
17 |
30.97536323（4） |
157.3（3）min |
3/2+ |
||
|
32Si |
14 |
18 |
31.97414808（5） |
170（13）a |
0+ |
||
|
33Si |
14 |
19 |
32.978000（17） |
6.18（18）s |
（3/2+） |
||
|
34Si |
14 |
20 |
33.978576（15） |
2.77（20） s |
0+ |
||
|
35Si |
14 |
21 |
34.98458（4） |
780（120） ms |
7/2-# |
||
|
36Si |
14 |
22 |
35.98660（13） |
0.45（6）s |
0+ |
||
|
37Si |
14 |
23 |
36.99294（18） |
90（60）ms |
（7/2-）# |
||
|
38Si |
14 |
24 |
37.99563（15） |
90# ms [>1 µ；s] |
0+ |
||
|
39Si |
14 |
25 |
39.00207（36） |
47.5（20） ms |
7/2-# |
||
|
40Si |
14 |
26 |
40.00587（60） |
33.0（10） ms |
0+ |
||
|
41Si |
14 |
27 |
41.01456（198） |
20.0（25） ms |
7/2-# |
||
|
42Si |
14 |
28 |
42.01979（54）# |
13（4） ms |
0+ |
||
|
43Si |
14 |
29 |
43.02866（75）# |
15# ms [>260 ns] |
3/2-# |
||
|
44Si |
14 |
30 |
44.03526（86）# |
10# ms |
0+ |
備注：1.畫上#號(hào)的數(shù)據(jù)代表沒有經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的證明，只是理論推測(cè)而已，而用括號(hào)括起來的代表數(shù)據(jù)不確定性。
化學(xué)性質(zhì)
硅原子位于元素周期表第IV主族，它的原子序數(shù)為Z=14，核外有14個(gè)電子。電子在原子核外，按能級(jí)由低硅原子到高，由里到外，層層環(huán)繞，這稱為電子的殼層結(jié)構(gòu)。硅原子的核外電子第一層有2個(gè)電子，第二層有8個(gè)電子，達(dá)到穩(wěn)定態(tài)。較外層有4個(gè)電子即為價(jià)電子，它對(duì)硅原子的導(dǎo)電性等方面起著主導(dǎo)作用。
正因?yàn)楣柙佑腥绱私Y(jié)構(gòu)，所以有其一些特殊的性質(zhì)：較外層的4個(gè)價(jià)電子讓硅原子處于亞穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，這些價(jià)電子使硅原子相互之間以共價(jià)鍵結(jié)合，由于共價(jià)鍵比較結(jié)實(shí)，硅具有較高的熔點(diǎn)和密度；化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，常溫下很難與其他物質(zhì)（除氟化氫和堿液以外）發(fā)生反應(yīng)；硅晶體中沒有明顯的自由電子，能導(dǎo)電，但導(dǎo)電率不及金屬，且隨溫度升高而增加，具有半導(dǎo)體性質(zhì)。[9]
加熱下能同單質(zhì)的鹵素、氮、碳等非金屬作用，也能同某些金屬如Mg、Ca、Fe、Pt等作用。生成硅化物。不溶于一般無機(jī)酸中，可溶于堿溶液中，并有氫氣放出，形成相應(yīng)的堿金屬硅酸鹽溶液，于赤熱溫度下，與水蒸氣能發(fā)生作用。[10]
分類：純凈物、單質(zhì)、非金屬單質(zhì)。
（1）與單質(zhì)反應(yīng)：
Si + O₂ == SiO₂，條件：加熱
Si + 2F₂ == SiF₄
Si + 2Cl₂ == SiCl₄，條件：高溫
（2）高溫真空條件下可以與某些氧化物反應(yīng)：
2MgO + Si=高溫真空 =Mg(g)+SiO₂（硅熱還原法煉鎂）
（3）與酸反應(yīng)：
只與氫氟酸反應(yīng)：Si + 4HF == SiF₄↑ + 2H₂↑
（4）與堿反應(yīng)：Si + 2OH-+ H₂O == SiO₃2-+ 2H₂↑（如NaOH，KOH）
注意：硅、鋁是既能和酸反應(yīng)，又能和堿反應(yīng)，放出氫氣的單質(zhì)。
相關(guān)方程式：
Si+O₂=高溫= SiO₂
Si + 2OH- + H₂O == SiO₃2-+ 2H₂↑
Si+2F₂== SiF₄
Si+4HF== SiF₄↑+2H₂↑
SiO₂ + 2OH-== SiO₃2-+ H₂O
SiO₃2- + 2NH₄++ H₂O == H₄SiO₄↓ + 2NH₃↑
SiO₃2- + CO₂ + 2H₂O == H₄SiO₃↓+ CO₃2-
SiO₃2- + 2H+== H₂SiO₃↓
SiO₃2-+2H++H₂O == H₄SiO₄↓
3SiO₃2-+ 2Fe3+== Fe₂（SiO₃）₃↓
3SiO₃2- +2Al3+==Al₂（SiO₃）₃↓
Na₂CO₃ + SiO₂ =高溫= Na₂SiO₃ + CO₂ ↑
相關(guān)化合物：
