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硅的简介2

发表时间： 2014-07-17 本站关键词：组件回收 - 太阳能组件回收 - 拆卸组件回收 - 光伏组件回收 点击数：2413

3理化性质编辑

物理性质

硅原子结构三维图

硅原子结构三维图[8]

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。[9]
系列
类金属 [9]
族
ⅣA族[9]
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℃）[10]
沸点
3173K（2900℃）[10]
摩尔体积
12.06×10-6m³/mol[10]
汽化热
384.22kJ/mol[10]
熔化热
50.55 kJ/mol[10]
蒸气压
4.77Pa（1683K）[10]
间接带隙
1.1eV （室温）
电导率
2.52×10-4 /（米欧姆）[10]
电负性
1.90（鲍林标度）
比热
700 J/（kg·K）[10]
原子核外电子排布：1s2 2s22p6 3s23p2；
晶胞类型：立方金刚石型；[11]
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℃左右达到较大，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）[10]
热导率
148 W/（m·K）[10]
第一电离能
786.5 kJ/mol[10]
第二电离能
1577.1 kJ/mol[10]
第三电离能
3231.6 kJ/mol[10]
第四电离能
4355.5 kJ/mol[10]
第五电离能
16091 kJ/mol[10]
第六电离能
19805 kJ/mol[10]
第七电离能
23780 kJ/mol[10]
第八电离能
29287 kJ/mol[10]
第九电离能
33878 kJ/mol[10]
第十电离能
38726 kJ/mol[10]
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 &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+
　　
　　
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。[2]
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。

化学性质

Si的热力学数据（来源于JANAF表格）

Si的热力学数据（来源于JANAF表格）[12]

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。[13]
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。较外层有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：较外层的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。[9]
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。[10]
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↓
H₄S
硅原子结构二维图

硅原子结构二维图[8]

iO₄ == 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、
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