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硅的物理性质和化学性质

2020-03-19 15:05:49文/叶丹

物理性质: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,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。硬而有金属光泽等。化学性质: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。

硅的物理性质和化学性质

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。

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