硅 (Si)

元素 14 · 类金属 · 28.085 u

1428.085
Si
类金属
Si

各电子层电子数: 2, 8, 4

硅是地壳中含量第二丰富的元素,也是整个计算机产业赖以存在的半导体材料。在自然界中,它几乎全部以硅石和硅酸盐的形式存在。

沙滩上的沙子和你手机里的处理器,化学上其实是同一种起始材料。

原子序数
14
原子质量
28.085 u

CIAAW区间 [28.084, 28.086]

电子排布
[Ne] 3s² 3p²
族·周期·区
14 · 3 · p

碳族

氧化态
−4, +2, +4
电负性
1.9 (Pauling)
熔点
1,414 °C
沸点
3,265 °C
密度
2.3296 g/cm³
20°C下的状态
固体
外观
蓝灰色有光泽的结晶固体
发现
Jöns Jacob Berzelius, 1854

用途

  • 芯片与太阳能电池
  • 玻璃与陶瓷
  • 硅橡胶与密封剂
  • 钢铁与铝的合金添加剂

原子结构

硅的中性原子含有14个质子和14个电子。它最常见的同位素约含14个中子,由此得到质量数28。改变中子数会得到该元素的另一种同位素;改变质子数则会得到完全不同的元素。

这些电子由内向外依次填充各电子层:2, 8, 4。写成轨道符号即为[Ne] 3s² 3p²。

3D electron orbitals

See where 's electrons actually are — a cloud of 26,000 points sampled from the probability density |ψ|², not a cartoon of a lobe.

在周期表中的位置

位于金属与非金属分界阶梯上的元素,兼具两者的性质。正是这种介于两者之间的导电性使半导体成为可能。

  • 正上方:
  • 正下方:
  • 少一个质子:
  • 多一个质子:

发现与命名

硅由Jöns Jacob Berzelius于1854年发现。名称来源:源自拉丁语silex,意为“燧石”。

继续探索

原子质量数据来自IUPAC/CIAAW(国际原子量委员会);物理性质数据来自PubChem(美国国立医学图书馆)。从未测得的数值标注为"未测量",而不是估算值。

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常见问题

硅的相对原子质量是多少?

根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)原子量委员会(CIAAW)的数据,硅的标准原子量为28.085。由于天然物质中的同位素组成会因产地不同而有所差异,IUPAC还将其原子量表示为区间[28.084, 28.086]。

硅有多少个质子、中子和电子?

硅的原子序数是14,也就是它含有14个质子——原子序数本身就是质子数,正是质子数决定了一个原子是硅而不是别的元素。中性原子的电子数与质子数相等,同样是14个。中子数取决于具体的同位素,其中最常见的同位素约含14个中子,因为28 − 14 = 14。

硅的电子排布式是什么?

硅的电子排布式为[Ne] 3s² 3p²。它的电子分布在3个电子层中,各层电子数依次为2, 8, 4。

硅是金属吗?

不完全是。硅是一种类金属(准金属),处于金属与非金属之间的"阶梯"地带,兼具两者的性质,这也正是半导体行业看重它的原因。

硅位于第几族、第几周期?

硅位于第14族(碳族)、第3周期,属于p区。族对应纵向的列,周期对应横向的行。

硅的化合价是多少?

硅通常形成4+ / 4−离子。在其化合物中,常见的氧化态包括−4, +2, +4。

硅的熔点是多少?

硅的熔点为1,414 °C,沸点为3,265 °C。在室温下,它呈固体。

硅有什么用途?

芯片与太阳能电池, 玻璃与陶瓷, 硅橡胶与密封剂, 钢铁与铝的合金添加剂。硅是地壳中含量第二丰富的元素,也是整个计算机产业赖以存在的半导体材料。在自然界中,它几乎全部以硅石和硅酸盐的形式存在。。

硅是谁发现的?名称从何而来?

硅由Jöns Jacob Berzelius于1854年发现。名称来源:源自拉丁语silex,意为“燧石”。