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新聞動(dòng)態(tài)

硅的簡(jiǎn)介2

發(fā)表時(shí)間： 2014-07-17 本站關(guān)鍵詞：組件回收 - 太陽能組件回收 - 拆卸組件回收 - 光伏組件回收 點(diǎn)擊數(shù)：2741

3理化性質(zhì)編輯

物理性質(zhì)

硅原子結(jié)構(gòu)三維圖

硅原子結(jié)構(gòu)三維圖[8]

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]
系列
族
ⅣA族[9]
3
元素分區(qū)
p區(qū)
密度
2328.3 kg/m³
常見化合價(jià)
+4
6.5
25.7%
190GPa（有些文獻(xiàn)中為這個(gè)值）
2.33g/cm3（18℃）
熔點(diǎn)
1687K（1414℃）[10]
沸點(diǎn)
3173K（2900℃）[10]
摩爾體積
12.06×10-6m³/mol[10]
384.22kJ/mol[10]
熔化熱
50.55 kJ/mol[10]
4.77Pa（1683K）[10]
間接帶隙
1.1eV （室溫）
電導(dǎo)率
2.52×10-4 /（米歐姆）[10]
比熱
700 J/（kg·K）[10]
原子核外電子排布：1s2 2s22p6 3s23p2；
晶胞類型：立方金剛石型；[11]
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。
電負(fù)性
1.90（鮑林標(biāo)度）[10]
熱導(dǎo)率
148 W/（m·K）[10]
786.5 kJ/mol[10]
第二電離能
1577.1 kJ/mol[10]
第三電離能
3231.6 kJ/mol[10]
第四電離能
4355.5 kJ/mol[10]
第五電離能
16091 kJ/mol[10]
第六電離能
19805 kJ/mol[10]
第七電離能
23780 kJ/mol[10]
第八電離能
29287 kJ/mol[10]
第九電離能
33878 kJ/mol[10]
第十電離能
38726 kJ/mol[10]
同位素：
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 &micro；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。
2.有三種天然的穩(wěn)定同位素Si（92.2%）、Si（4.7%）和Si（3.1%），還有質(zhì)量數(shù)為25、26、27、31和32的人工放射性同位素。[2]
3.硅（原子質(zhì)量單位： 28.0855，共有23種同位素，其中有3種同位素是穩(wěn)定的。

化學(xué)性質(zhì)

Si的熱力學(xué)數(shù)據(jù)（來源于JANAF表格）

Si的熱力學(xué)數(shù)據(jù)（來源于JANAF表格）[12]

硅有明顯的非金屬特性，可以溶于堿金屬氫氧化物溶液中，產(chǎn)生（偏）硅酸鹽和氫氣。[13]
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↓
H₄S
硅原子結(jié)構(gòu)二維圖

硅原子結(jié)構(gòu)二維圖[8]

iO₄ == H₂SiO₃ + H₂O
3SiO₃2-+ 2Fe3+== Fe₂（SiO₃）₃↓
3SiO₃2- +2Al3+==Al₂（SiO₃）₃↓
Na₂CO₃ + SiO₂ =高溫= Na₂SiO₃ + CO₂ ↑
相關(guān)化合物：
二氧化硅、硅膠、硅酸鹽、硅酸、原硅酸、硅烷、二氯硅烷、三氯硅烷、四氯硅烷、
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