硅物理及化學(xué)性質(zhì)
硅物理及化學(xué)性質(zhì)
硅，原子序數(shù)14，原子量28.0855， 硅有晶態(tài)和無定形兩種形式。你知道硅的物理化學(xué)性質(zhì)都是什么嗎?下面是學(xué)習(xí)啦小編為你整理的硅物理及化學(xué)性質(zhì)，一起來看看吧。
硅的物理性質(zhì)
性狀：具有明顯的金屬光澤，呈灰色。結(jié)晶型的硅是暗黑藍(lán)色的，很脆，是典型的半導(dǎo)體。具有金剛石的晶體結(jié)構(gòu)，
汽化熱 384.22 kJ/mol
熔化熱 50.55 kJ/mol
蒸氣壓 4.77 帕(1683K)
電負(fù)性 1.90(鮑林標(biāo)度)
比熱 700 J/(kg·K)
電導(dǎo)率 2.52×10-4 /(米歐姆)
熱導(dǎo)率 148 W/(m·K)
電離能：8.151電子伏特。
第一電離能 786.5 kJ/mol
第二電離能 1577.1 kJ/mol
第三電離能 3231.6 kJ/mol
第四電離能 4355.5 kJ/mol
第五電離能 16091 kJ/mol
第六電離能 19805 kJ/mol
第七電離能 23780 kJ/mol
第八電離能 29287 kJ/mol
第九電離能 33878 kJ/mol
第十電離能 38726 kJ/mol
硅的化學(xué)性質(zhì)
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。
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個電子。電子在原子核外，按能級由低硅原子到高，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個電子，第二層有8個電子，達(dá)到穩(wěn)定態(tài)。最外層有4個電子即為價電子，它對硅原子的導(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)：最外層的4個價電子讓硅原子處于亞穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，這些價電子使硅原子相互之間以共價鍵結(jié)合，由于共價鍵比較結(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)。
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。
硅的制取方法
實(shí)驗(yàn)室里可用鎂粉在赤熱下還原粉狀二氧化硅，用稀酸洗去生成的氧化鎂和鎂粉，再用氫氟酸洗去未作用的二氧化硅，即得單質(zhì)硅。這種方法制得的都是不夠純凈的無定形硅，為棕黑色粉末。工業(yè)上生產(chǎn)硅是在電弧爐中還原硅石(SiO2含量大于99%)。使用的還原劑為石油焦和木炭等。使用直流電弧爐時，能全部用石油焦代替木炭。石油焦的灰分低(0.3%～0.8%)，采用質(zhì)量高的硅石(SiO2大于99%)，可直接煉出制造硅鋼片用的高質(zhì)量硅。高純的半導(dǎo)體硅可在1，200℃的熱硅棒上用氫氣還原高純的三氯氫硅SiHCl3或SiCl4制得。超純的單晶硅可通過直拉法或區(qū)域熔煉法等制備。
用鎂還原二氧化硅可得無定形硅。用碳在電爐中還原二氧化硅可得晶體硅。電子工業(yè)中用的高純硅則是用氫氣還原三氯氫硅或四氯化硅而制得。
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