硅有哪些物理,化学性质

2024-11-21 17:43:24
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硅的物理性质:
硅有晶态和无定形两种同素异形体。晶态硅又分为单晶硅和多晶硅,它们均具有金刚石晶格,晶体硬而脆,具有金属光泽,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。晶态硅的熔点1410C,沸点2355C,密度2.32~2.34g/cm3,莫氏硬度为7。单晶硅和多晶硅的区别是,当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则形成多晶硅。多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。例如在力学性质、电学性质等方面,多晶硅均不如单晶硅。多晶硅可作为拉制单晶硅的原料。单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了,一般的半导体器件要求硅的纯度六个9以上。大规模集成电路的要求更高,硅的纯度必须达到九个9。目前,人们已经能制造出纯度为十二个9 的单晶硅。单晶硅是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。无定形硅是一种黑灰色的粉末。

硅的化学性质:
硅在常温下不活泼,其主要的化学性质如下:
(1)与非金属作用
常温下Si只能与F2反应,在F2中瞬间燃烧,生成SiF4.
加热时,能与其它卤素反应生成卤化硅,与氧反应生成SiO2:
在高温下,硅与碳、氮、硫等非金属单质化合,分别生成碳化硅SiC、氮化硅Si3N4和硫化硅SiS2等,
(2)与酸作用
Si在含氧酸中被钝化,但与氢氟酸及其混合酸反应,生成SiF4或H2SiF6:
(3)与碱作用
无定形硅能与碱猛烈反应生成可溶性硅酸盐,并放出氢气:
(4)与金属作用
硅还能与钙、镁、铜、铁、铂、铋等化合,生成相应的金属硅化物。