1. 硅的物理性质,化学性质和主要用途
硅单质都是人工提炼出来的,分为晶型和无定型两种。晶型硅单质具有和金刚石类似的空间立体网状结构。所以表现出硬度大,熔点高,质地脆的物理性质,另外硅元素为有周期表的梯形线上,性质介于金属和非金属之间,是灰黑色有金属光泽的半导体
化学性质:常温下不活泼,但能与HF反应生成SiF4和H2;能与氢氧化钠溶液反应生成Na3SiO3和H2。加热时与氧反应生成二氧化硅;与氯气反应生成SiCl4;与碳反应生成SiC
主要用途:半导体材料,如计算机芯片,新型能源如太阳能电池的硅晶板
2. 总结硅的物理性质和化学性质
单质硅的化学性质:晶体硅化学性质稳定,不活泼
常温时与三大强酸、氧气、氯气、氢气不反应于佛氢佛酸(HF)氢氧化钠溶液反应
高温下与氧气、氯气、氢气等反应
物理性质:晶体硅为钢灰色,无定形硅为黑色,密度2.4g/cm3,熔点1420℃,沸点2355℃,晶体硅属于原子晶体,硬而有光泽,有半导体性质.
结晶型的硅是暗黑蓝色的,很脆,是典型的半导体。
3. 硅的理化性质
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℃) 沸点 3173K(2900℃) 摩尔体积 12.06×10⁻⁶m³/mol 汽化热 384.22kJ/mol 熔化热 50.55 kJ/mol 蒸气压 4.77Pa(1683K) 间接带隙 1.1eV (室温) 电导率 2.52×10⁻⁴ /(米欧姆) 电负性 1.90(鲍林标度) 比热 700 J/(kg·K) 原子核外电子排布:1s²2s²2p⁶ 3s²3p²;
晶胞类型:立方金刚石型;
晶胞参数:20℃下测得其晶胞参数a=0.543087nm;
颜色和外表: 深灰色、带蓝色调;
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。 电负性 1.90(鲍林标度) 热导率 148 W/(m·K) 第一电离能 786.5 kJ/mol 第二电离能 1577.1 kJ/mol 第三电离能 3231.6 kJ/mol 第四电离能 4355.5 kJ/mol 第五电离能 16091 kJ/mol 第六电离能 19805 kJ/mol 第七电离能 23780 kJ/mol 第八电离能 29287 kJ/mol 第九电离能 33878 kJ/mol 第十电离能 38726 kJ/mol 同位素: 符号 Z(p) N(n) 质量(u) 半衰期 原子核自旋 相对丰度 相对丰度的变化量 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) 稳定 0+ 0.92223(19) 0.92205-0.92241 29Si 14 15 28.976494700(22) 稳定 1/2+ 0.04685(8) 0.04678-0.04692 30Si 14 16 29.97377017(3) 稳定 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+ 备注:1.画上#号的数据代表没有经过实验的证明,只是理论推测而已,而用括号括起来的代表数据不确定性。
2.有三种天然的稳定同位素Si(92.2%)、Si(4.7%)和Si(3.1%),还有质量数为25、26、27、31和32的人工放射性同位素。
3.硅(原子质量单位: 28.0855,共有23种同位素,其中有3种同位素是稳定的。 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。
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 == SiF₄
Si + 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。
相关方程式:
Si+O₂=高温= 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↓
H₄SiO₄ == H₂SiO₃ + H₂O
3SiO₃²⁻+ 2Fe³⁺== Fe₂(SiO₃)₃↓
3SiO₃²⁻+2Al³⁺==Al₂(SiO₃)₃↓
Na₂CO₃ + SiO₂ =高温= Na₂SiO₃ + CO₂ ↑
相关化合物:
二氧化硅、硅胶、硅酸盐、硅酸、原硅酸、硅烷、二氯硅烷、三氯硅烷、四氯硅烷、
原子属性:
原子量:28.0855u;
原子核亏损质量:0.1455u;
原子半径:(计算值)110(111)pm;
共价半径:111 pm;
范德华半径:210 pm;
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)。
4. 硅在常温下的物理属性是什么
你好,很高兴为你解答:
物理性质
族:ⅣA族
周期:3
元素分区:p区
密度:2328.3kg/m³
常见化合价:4
硬度:6.5
地壳含量:25.70%
弹性模量:190GPa(有些文献中为这个值)
密度:2.33g/cm³(18℃)
熔点:1687K(1414℃)
沸点:3173K(2900℃)
摩尔体积:12.06×10⁻⁶m³/mol
汽化热:384.22kJ/mol
熔化热:50.55kJ/mol
蒸气压:4.77Pa(1683K)
间接带隙:1.1eV(室温)
电导率:2.52×10⁻⁴/(米欧姆)
电负性:1.90(鲍林标度)
比热:700J/(kg·K)
化学性质
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。
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。
原子属性:
原子量:28.0855u;
原子核亏损质量:0.1455u;
原子半径:(计算值)110(111)pm;
共价半径:111pm;
范德华半径:210pm;
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)。
硅的用途
(1)高纯的单晶硅是重要的半导体材料。
(2)金属陶瓷、宇宙航行的重要材料。
(3)光导纤维通信,最新的现代通信手段。
(4)性能优异的硅有机化合物。
5. 硅的物理性质是怎样的
硅,原子序数14,原子量28.0855, 硅有晶态和无定形两种形式。晶态硅具有金刚石晶格,硬而脆,熔点1410°C,沸点2355°C,密度2.32~2.34克/厘米³,硬度为7。无定形硅是一种灰黑色粉末,实际是微晶体。晶态硅的电导率不及金属,且随温度升高而增加
6. 单质硅有什么特性
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。
7. 硅的物理性质是什么
硅的物理性质:硅有晶态和无定形两种同素异形体。晶态硅又分为单晶硅和多晶硅,它们均具有金刚石晶格,晶体硬而脆,具有金属光泽,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。晶态硅的熔点1410C,沸点2355C,密度2.32~2.34g/cm3,莫氏硬度为7。
硅的用途
1、硅是电子工业超纯硅的原料,超纯半导体单晶硅做的电子器件具有体积小、重量轻、可靠性好和寿命长等优点。掺有特定微量杂质的硅单晶制成的大功率晶体管、整流器及太阳能电池,比用锗单晶制成的好。
2、非晶硅太阳能电池研究进展很快,转换率达到了8%以上。硅钼棒电热元件最高使用温度可达1700℃,具有电阻不易老化和良好的抗氧化性能。
3、用硅生产的三氯氢硅,可配制几百种硅树脂润滑剂和防水化合物等。此外,碳化硅可作磨料,高纯氧化硅制作的石英管是高纯金属冶炼及照明灯具的重要材料。
4、硅构筑植物的重要元素。硅是植物重要的营养元素,大部分植物体内含有硅。表明,硅在植物干物质中占的比例为0.1-20%。
5、硅是品质元素。有改善农产品品质的作用,并有利于贮存和运输。硅能调节作物的光合作用和蒸腾作用,提高光合效率,增强作物的抗旱、抗干热风和抗低温能力。
8. 硅有什么特性和用途
1、高纯的单晶硅是重要的半导体材料。在单晶硅中掺入微量的一些元素,可以形成p型硅半导体;
2、单晶硅惨入一些元素做成太阳能电池,将辐射能转变为电能。在开发能源方面是一种很有前途的材料;
3、可以做成二极管、三极管、晶闸管和各种集成电路(包括计算机内的芯片基板和CPU);
4、金属陶瓷、宇宙航行的重要材料;
5、硅可以做成光导纤维,用于通信领域;
6、性能优异的硅有机化合物。例如有机硅塑料是极好的防水涂布材料。在地下铁道四壁喷涂有机硅,可以一劳永逸地解决渗水问题。在古文物、雕塑的外表,涂一层薄薄的有机硅塑料,可以防止青苔滋生,抵挡风吹雨淋和风化。天安门广场上的人民英雄纪念碑,便是经过有机硅塑料处理表面的,因此永远洁白、清新。
硅的特性
晶体硅为钢灰色,无定形硅为黑色,密度2.4克/立方厘米,熔点1420℃,沸点2355℃,晶体硅属于原子晶体,硬而有光泽,有半导体性质。
硅的化学性质比较活泼,在高温下能与氧气等多种元素化合,不溶于水、硝酸和盐酸,溶于氢氟酸和碱液,用于造制合金如硅铁、硅钢等,单晶硅是一种重要的半导体材料,用于制造大功率晶体管、整流器、太阳能电池等。硅在自然界分布极广,地壳中约含27.6%,
结晶型的硅是暗黑蓝色的,很脆,是典型的半导体。化学性质非常稳定。在常温下,除氟化氢以外,很难与其他物质发生反应。
9. 硅的化学物理性质
物理性质:硅是一种化学元素,它的化学符号是Si。原子序数14,相对原子质量28.09,有无定形和晶体两种同素异形体,同素异形体有无定形硅和结晶硅。属于元素周期表上IVA族的类金属元素。 晶体结构:晶胞为面心立方晶胞。
化学性质:硅的化学性质比较活泼,在高温下能与氧气等多种元素化合,不溶于水、硝酸和盐酸,溶于氢氟酸和碱液,用于造制合金如硅铁、硅钢等,单晶硅是一种重要的半导体材料,用于制造大功率晶体管、整流器、太阳能电池等。硅在自然界分布极广,地壳中约含27.6%, 结晶型的硅是暗黑蓝色的,很脆,是典型的半导体。化学性质非常稳定。在常温下,除氟化氢以外,很难与其他物质发生反应。