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硅(英語(yǔ):Silicon,元素符號(hào):Si,原子序?yàn)?4)是一種化學(xué)元素。其為帶著灰藍(lán)色金屬光澤且堅(jiān)硬易碎的晶體,亦是一種四價(jià)的類(lèi)金屬半導(dǎo)體。硅為周期表第十四族元素之一,碳在其排序之上,其下依序?yàn)殒N、錫、鉛和 。由于它與氧的高親和力,直至在公元1823年才第一次被永斯·貝采利烏斯成功純化。
硅塊的表面受到非常薄的二氧化硅SiO2層的保護(hù)。這使硅或多或少地對(duì)甚至在高達(dá)約900℃的空氣進(jìn)一步氧化呈惰性。此后,與空氣中的氧氣反應(yīng)生成二氧化硅。在高于約1400°C的溫度下,硅與空氣中的氮N2和氧氣發(fā)生反應(yīng),形成氮化硅SiN和Si3N4。
Si+O2(g)→SIO2
2Si(S)+ N2(g)→2SiN(S)
3Si(s)+ 2N2(g)→Si3N4(s)
硅塊的表面容易形成二氧化硅保護(hù)膜。這使得硅很難與水反應(yīng)。
硅與鹵素的反應(yīng) 硅與所有鹵素劇烈反應(yīng)形成四鹵化硅。因此,它與氟,氯,溴和碘反應(yīng),分別形成氟化硅(IV),氯化硅(IV),溴化硅(IV),和碘化硅(IV)。與氟的反應(yīng)在室溫下占地方,而其他反應(yīng)則需要加熱到300°C以上。
Si+ 2F2(l)→SiF4(g)
Si+ 2Cl2(l)→SiCl4(g)
Si+ 2Br2(l)→SiBr4(l)
Si+ 2I2(l)→SiI2
硅在正常條件下不會(huì)與大多數(shù)酸反應(yīng),但會(huì)被氫氟酸HF溶解,這種反應(yīng)顯然是由氟化Si(IV)配合物[SiF6] 2-的穩(wěn)定性所致。
Si(s)+ 6HF(aq)→[SiF6] 2-(aq)+ 2H +(aq)+ 2H2(g)
硅受到堿(例如氫氧化鈉水溶液)的侵蝕,生成硅酸鹽,這是一種高度復(fù)雜的物質(zhì),含有陰離子[SiO4] 4-。
Si(s)+ 4NaOH(aq)→[SiO4] 4-(aq)+ 4Na +(aq)+ 2H2(g)