硅的相关性质
硅的化学性质及应用
硅的化学性质及应用硅（化学符号为Si）是一种非金属元素，是地壳中第二丰富的元素，占据地壳总质量的27.7%。
硅具有特殊的物理和化学性质，因此在许多领域广泛应用。
硅的化学性质1. 稳定性：硅是一种稳定的元素，不易与氧、氢、氮等元素发生反应。
它在高温下能够稳定地形成二氧化硅（SiO2），即石英。
石英是一种常见的硅矿石，也是硅的最稳定氧化物。
2. 氧化性：虽然硅在常温下不容易与氧发生反应，但在高温条件下，硅能与氧气直接反应生成二氧化硅。
这个反应是非常剧烈和放热的，可以用于制备高纯度的二氧化硅。
3. 亲电性：硅是一种典型的亲电元素，容易与一些非金属元素如氧、氢、氮形成化合物。
它可以形成硅烷（SiH4）、硅氟烷（SiF4）、硅氯烷（SiCl4）等化合物。
这些化合物在工业生产中具有广泛应用，如气相沉积制备薄膜和半导体器件等。
4. 稀硫酸性：硅与稀硫酸发生反应，生成硅酸盐和二氧化硫。
这种反应可以用于制备硅酸盐材料，如硅酸钠和硅酸铝等。
5. 溶解性：硅在强碱性溶液中不溶，但可以溶解在含有氢氟酸的溶液中生成氟硅酸盐。
这种溶解性可以被用于蚀刻硅器件或制备氟化硅材料。
硅的应用1. 半导体材料：硅是最重要的半导体材料之一。
硅晶体具有良好的导电性和光电性能，在电子工业中广泛应用于制造集成电路、太阳能电池和半导体器件等。
2. 制陶材料：石英是硅的常见矿石和主要成分，具有高熔点、高硬度、耐高温等特点，因此被广泛用作陶瓷、玻璃、光纤等材料的主要成分。
3. 硅胶材料：硅胶是一种多孔性、无机硅氧链网络聚合物材料，具有良好的吸附性能和化学稳定性。
它被广泛应用于干燥剂、隔热材料、食品加工和医疗器械等领域。
4. 高温润滑剂：由于硅具有较高的熔点和较低的化学反应性，硅酸盐和气相润滑剂可以在高温环境中使用。
这些润滑剂可用于高温轴承、发动机和刀具等高温设备的润滑。
5. 隔热材料：由于硅具有良好的导热性能和耐高温性，硅酸盐纤维被广泛应用于隔热材料的制备。
硅及其化学性质
硅及其化合物硅（台湾、香港称矽xī）是一种化学元素，它的化学符号是Si，旧称矽。
原子序数14，相对原子质量28.0855，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，IV A 族的准金属元素。
硅也是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是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。
在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的26.4%，仅次于第一位的氧（4 9.4%）。
晶体硅为灰黑色，无定形硅为黑色，密度2.32-2.34g/cm-3，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。
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第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。
（1）与单质反应：Si + O₂ == SiO₂，条件：加热Si + 2F₂ == SiF₄Si + 2Cl₂ == SiCl₄，条件：高温（2）高温真空条件下可以与某些氧化物反应：2MgO + Si=高温真空=Mg(g)+SiO₂（硅热还原法炼镁）（3）与酸反应：只与氢氟酸反应：Si + 4HF == SiF₄↑ + 2H₂↑（4）与碱反应：Si + 2OH⁻+ H₂O == SiO₃²⁻+ 2H₂↑（如NaOH，KOH）注意：硅、铝是既能和酸反应，又能和碱反应，放出氢气的单质。
化学硅有关知识点总结
化学硅有关知识点总结硅的物理性质硅是一种灰白色的晶体固体，具有金属性光泽。
在常温下，硅是一种不活泼的物质，不与酸、碱以及大部分常见氧化剂反应。
硅是半导体材料的重要组成部分，可以用来制造集成电路和太阳能电池板等高科技产品。
硅在自然界中还以二价、四价等多种形式存在，如二氧化硅、多硅酸盐和硅酸盐等。
这些形式具有不同的化学性质，从而在地球化学和材料科学领域有着不同的应用。
硅的化学性质硅的化学性质主要表现为在常温下不与酸、碱及大部分氧化剂发生反应。
但是，当高温高压下，硅与氧、氢、氮、卤素等元素都能发生化学反应。
硅的四价化合物是最常见的化合物，包括二氧化硅（SiO2）和硅酸盐等。
在工业和科学领域，二氧化硅是一种重要的原料，用于制备硅酸盐、硅酸及其他硅化合物。
硅的应用硅是一种十分重要的元素，在材料科学、电子工业、太阳能等领域都有着广泛的应用。
其中，硅材料主要用于制备集成电路芯片、太阳能电池板等高科技产品。
此外，硅在冶金、有机合成、橡胶工业等领域也有着广泛的应用。
在集成电路芯片制造过程中，硅晶圆是重要的材料之一，用于制备芯片的基底。
硅晶圆上通过特殊工艺刻蚀和沉积多层金属、氧化物、多晶硅等物质，从而制备集成电路芯片。
硅材料的高纯度和良好的电学性能使其成为集成电路制造中不可或缺的材料。
在太阳能领域，硅是制备太阳能电池板的重要原料。
太阳能电池板是一种高效的可再生能源，通过将太阳能转化为电能，广泛应用于户外照明、通信设备、航空航天等领域。
硅材料的优良导电性和光学性能使其成为太阳能电池板的理想材料。
此外，硅还被应用于冶金、有机合成、橡胶工业等领域。
在冶金工业中，硅铁合金是一种重要的合金材料，用于制备不锈钢、合金钢等产品。
在有机合成领域，硅化合物被广泛应用于合成有机化合物，如硅烷、硅醇等。
在橡胶工业中，硅材料被用于制备硅橡胶，用于生产密封材料、保温材料等。
总结硅是一种重要的化学元素，具有重要的应用价值。
它在材料科学、电子工业、太阳能等领域有着广泛的应用，是现代工业发展的重要支撑。
硅的性质
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①电阻率特性
► 硅材料的电阻率在10-5~1010Ω·cm 之间，介于导体 和绝缘体之间，高纯未掺杂的无缺陷的晶体硅材料 称为本征半导体，电阻率在106Ω·cm 以上。在实际 应用中，通过掺人可控制的少量电活性杂质来控制 硅材料的电阻率，达到控制硅材料和器件的半导体 性质的目的。对于四价硅材料而言，如果掺人五价 元素（如磷、砷和锑）杂质，则对硅材料提供电子， 杂质称为施主杂质，硅材料称为n型半导体材料； 反之，如果掺入三价元素（如硼、铝和镓），则对 硅材料提供空穴，杂质称为受主杂质，硅材料称为 p型半导体材料。进一步，硅材料的导电性还受到 光、电、磁、热、温度等环境因素的明显影响。
硅材料的性质
►硅材料是半导体工业中最重要且应用最广泛 的元素半导体材料，是微电子工业和太阳能 光伏工业的基础材料。它既具有元素含量丰 富、化学稳定性好、无环境污染等优点，又 具有良好的半导体材料特性。
► 硅材料有多种晶体形式，包括单晶硅、多晶硅和非 晶硅，应用于太阳电池工业领域的硅材料包括直拉 单晶硅、薄膜非晶硅、铸造多晶硅、带状多晶硅和 薄膜多晶硅，它们有各自优点和弱点，其中直拉单 晶硅和铸造多晶硅应用最为广泛，占太阳能光电材 料的90％左右。
硅的化学性质
► 硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。 硅晶体在常温下化学性质非常稳定，但在高温下， 硅几乎能与所有物质发生化学反应。室温下表面被 氧化形成很薄的一层二氧化硅保护膜。高温时能跟 所有卤素反应，生成四卤化硅，跟氧气在700℃以 上时燃烧生成二氧化硅。跟氯化氢气在500℃时反 应，生成三氯氢硅SiHCl3和氢气。高温下能跟某些 金属(镁、钙、铁、铂等)反应，生成硅化物。硅跟 卤化物的反应是制备多晶硅的主要步骤之一。
► 硅材料的禁带宽度为1.12eV，器件的结漏电流相对 较小，硅器件的工作温度可达250℃。但是，硅材 料的电子迁移率较其他半导体材料小，在高频条件 下工作时，硅器件的性能不如化合物半导体材料。 另外，由于光吸收处于红外波段，硅材料对1~7um 的红外光是透过的.
硅的化学性质
硅的化学性质硅是非金属元素，硅的许多化学性质和碳相似，它跟其它元素化合时形成共价键。
硅的化学性质不活泼。
在常温下，除氟气、氢氟酸和强碱溶液外，其它物质如氧气、氯气、硫酸和硝酸等都不跟硅起反应。
在加热条件下，硅能跟一些非金属起反应。
例如，把硅研细后加热，它就燃烧生成二氧化硅，同时放出大量的热。
硅只有在高温下才能跟氢气起反应。
硅的氢化物常用间接的方法制得。
硅可以用来制造合金。
含硅4％的钢有导磁性，可以用来制造变压器的铁芯；含硅15％左右的钢有耐酸性，可以用来制造耐酸设备。
工业上，硅是在电炉里用碳还原二氧化硅而制得的。
这样制得是含有少量杂质的粗硅。
粗硅经提纯后可制得作为半导体材料的高纯硅。
硅的化学性质不活泼，在常温下，除氟气、氢氟酸和强碱溶液外，其他物质如氧气、氯气、硫酸和硝酸等都不和硅反应。
在加热条件下，硅单质可和某些非金属单质反应。
Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑Si+4HF====SiF4↑+2H2↑银的物理化学性质及用途 时间：2002-09-27 00:00一、白银的理化性质银Ag在地壳中的含量很少，仅占1×10-5%，在自然界中有单质的自然银存在，但主要以化合物状态产出。
纯银为银白色，熔点960.8℃，沸点2210℃，密度10.49克/厘米3。
银是面心立方晶格，塑性良好，延展性仅次于金，但当其中含有少量砷As、锑Sb、铋Bi时，就变得很脆。
银的化学稳定性较好，在常温下不氧化。
但在所有贵金属中，银的化学性质最活泼，它能溶于硝酸生成硝酸银；易溶于热的浓硫酸，微溶于热的稀硫酸；在盐酸和“王水”中表面生成氯化银薄膜；与硫化物接触时，会生成黑色硫化银。
此外，银能与任何比例的金或铜形成合金，与铜、锌共熔时极易形成合金，与汞接触可生成银汞齐。
二、白银的用途白银在许多年前就已经基本丧失了货币职能，而仅是一种工业金属，主要用于工业、摄影以及首饰和银制品三个方面。
在90年代套期交易仅在需求方出现过两次，而且数量都不大。
硅单质及化合物的性质
概论第一章硅单质及化合物的性质1.1 硅元素硅元素原子序数14，在自然界有三种同位素分别为28Si，29Si，30Si，所占比例分别为92.23%，4.67%，3.10%，硅的原子量为28.025。
硅元素在元素周期表第三周期IV A族，硅原子的价电子构型为3s23p2,价电子数目与价电子轨道数相等,被称为等电子原子，电负性为1.90，原子的共价半径为117pm，硅主要氧化数为+4和+2。
硅在地壳中的丰度为25.90%，仅次于氧，硅的含量在所有元素中居第二位，硅在自然界主要以氧化物形式（如硅酸盐矿石和石英砂）存在，不存在单质。
1.2硅单质及其性质1.2.1 硅的物理性质硅晶体是原子晶体，是深灰色而带有金属光泽的晶体，它的熔点为1420℃，沸点为2355℃，莫氏硬度为6.5。
硅晶体为脆性，密度为2.329g/cm3,比热为0.7J/(g.K)。
硅晶体形成过程是硅原子中的价电子进行杂化，形成四个sp3杂化轨道，相邻硅原子的杂化轨道相互重叠，以共价键结合，形成硅晶体。
在常压下硅晶体具有金刚石型结构。
硅单质是半导体，本征电阻率为2.3×105Ω·cm,介于导体与绝缘体之间。
硅晶体的共价键 （如图1-1）中电子在正常情况下是束缚在成键两原子周围，它们不会参与导电。
因此在绝对温度零度（T=0K）和无外界激发的条件下，硅晶体没有自由电子存在。
图1-1 硅晶体的共价键结构但在通常情况下，有部分电子因获得动能而摆脱共价键的束缚，成为自由电子。
而成键原子少了电子形成空穴（如图1-2）。
其它价电子会移动来占据空穴，一个空穴消失，但又形成一个新空穴，由此出现空穴的移动。
在半导体中自由电子和空穴均为可运动的导电电荷，又称为“载流子”。
具有这样两种载流子是半导体不同于导体、绝缘体的特点之一。
图1-2 硅晶体中的自由电子和空穴硅的电导率对外界因素（如光、热、磁等）高度敏感。
半导体按其是否含有杂质及杂质成分，分为本征半导体，杂质半导体。
硅的性质及有关半导体基础理论
硅是典型的具有半导体性质的元素，是很重要的半导体 材料。据统计，目前半导体器件的95﹪以上用硅材料制作，集 成电路99﹪以上是用硅材料制作。
这个比例还在增大。尤其大规模集成电路（LSI）、超大 规模集成电路（VLSI）、甚大规模集成电路（ULSI）都是制作 在高纯优质的硅单晶抛光片或外延片上。
*对于绝缘体而言，价电子紧密地局限在其原子轨道，无法导电。 *对于具有金刚石结构的硅，每个原子与邻近四个原子构成键合。
Z +4
X 金刚石晶格中四面体结构
+4
+4
+4
Y
+4
在金刚石二维空间 结构的键合情况
上面已讲述硅原子的最外层轨道具有四个价电子。它可以与四个临近原子分享其价电子，所以这样的一对分享价电 子即成为共价键。
• 由于半导体的Eg比较小，所以在一定温度下具有能量较大的电子就越过禁带进入导带。使原来空着的导带 有了电子，而且在价带中也出现了一些电子的空位，这样导带中的电子和价带中的电子，在外电场的作用 下，都可作定向运动。因此，半导体在一定的温度下具有导电性。
1、半导体的导电机构—电子和空穴。
电子自价带激发到导带，不仅使导带有了导电的功能，而且原来价带由于有一些状态空了出来，也获得了一 定的导电性能。这一事实在半导体的导电机购具有十分重要的意义。
• 。
绝缘体和半导体，它的电子大多数都处于价带，不能自由移动。但在热、光等外界因素的作用下，可以使少量 价带中的电子越过禁带，跃迁到导带上去成为载流子。
绝缘体和半导体的区别主要是禁带的宽度不同。半导体的禁带很窄，（一般低于3eV），绝缘体的禁带宽一 些，电子的跃迁困难得多。因此，绝缘体的载流子的浓度很小，导电性能很弱。实际绝缘体里，导带里的电子 不是没有，并且总有一些电子会从价带跃迁到导带，但数量极少。所以，在一般情况下，可以忽略在外场作用 下它们移动所形成的电流。但是，如果外场很强，束缚电荷挣脱束缚而成为自由电荷，则绝缘体就会被“击穿” 而成为导体。
硅和硅化物的性质
常见的宝石
水晶、玛瑙、欧泊、绿柱石、祖母绿、 翡翠、红宝石、蓝宝石、黄玉、猫眼石、 常林钻石
欧泊：一种含水的非晶质的二氧化硅。化学成
分为SiO2·nH2O，含水量一般为3％－10％,是具 有变彩效应的宝石蛋白石
◆二氧化硅
1、存在 2、物理性质 3、化学性质 4、用途
常见的宝石
水晶、玛瑙、欧泊、绿柱石、祖母绿、 翡翠、红宝石、蓝宝石、黄玉、猫眼石、 常林钻石
1、存在 2、物理性质 3、化学性质 4、用途
常见的宝石
水晶、玛瑙、欧泊、绿柱石、祖母绿、翡 翠、红宝石、蓝宝石、黄玉、猫眼石、常 林钻石
翡翠：一种以硬玉为主的纤维状、致密块 状的钠铝硅酸盐矿物集合体，化学分子式 为NaAl(Si2O6)。
◆二氧化硅
1、存在 2、物理性质 3、化学性质 4、用途
常见的宝石
水晶、玛瑙、欧泊、绿柱石、祖母绿、翡 翠、红宝石、蓝宝石、黄玉、猫眼石、常 林钻石
红宝石
蓝宝石
红宝石、蓝宝石的主要成分都是Al2O3，红宝石因 含微量元素铬(Cr3+ )而成红至粉红色，蓝宝石因含微 量元素钛(Ti4+)或铁(Fe2+)而呈蓝色
◆二氧化硅
1、存在 2、物理性质 3、化学性质 4、用途
◆硅酸盐
1、存在 2、性质 3、表示方法
1、存在
硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分， 自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物，约 占地壳质量的5%
◆硅酸盐
1、存在 2、性质 3、表示方法
2、性质
硅酸盐种类很多，大部分不溶于水。
硅酸钠是极少数可以溶于水的硅酸盐的一 种，它的水溶液俗称水玻璃，可以做黏合剂， 防腐，做硅胶。我们也可以利用可溶性的硅酸 盐来制取硅酸。
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硅的相关性质
硅，原子序数14，相对原子质量28.0855。
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。
原子核外电子排布：1s²2s²2p⁶ 3s²3p²；
晶胞类型：立方金刚石型；[10]
晶胞参数：20℃下测得其晶胞参数a=0.543087nm；
采用纳米压入法测得单晶硅（100）的E为140～150GPa；
电导率：硅的电导率与其温度有很大关系，随着温度升高，电导率增大，在1480℃左右达到最大，而温度超过1600℃后又随温度的升高而减小。
原子属性：
原子量：28.0855u；[9]
原子核亏损质量：0.1455u；
原子半径：（计算值）110（111）pm；[9]共价半径：111 pm；[9]
范德华半径：210 pm；[9]
外围电子层排布：3s²3p²；引
电子在每个能级的排布：2，8，4；
电子层：KLM；
氧化性（氧化物）：4（两性的）。