硅的相关知识分享
2020/9/5 10:45:04 点击：
20世纪60年代，随着集成电路的研制成功，电子工业得到了飞速的发展,各种电子产品相继出现，收音机、电视机、计算机等越来越多的产品进入我们的生活。在电子工业的发展中，硅起到了非常重要的作用。硅与我们的生活密切相关，除了电子产品的材料中含有硅外，建造房屋的水泥，窗户上的玻璃，日常使用的碗碟等，也都是由含硅物质制造出来的。下面，我们将介绍一些与硅有关的知识。
我们在初中已经学习了碳及其化合物的一些性质。在学习了原子结构和元素周期律的有关知识以后，我们又知道，每种元素在周期表中都有它相应的位置。那么，碳元素位于周期表的什么位置呢？与它同族的还有哪些元素呢？
碳元素原子的最外电子层上有4个电子，与碳相同，硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)元素原子的最外电子层上也都有4个电子。这五种元素位于周期表的第Ⅳa族，我们称它们为碳族元素。讨论1根据所学的元素周期律的知识，试推断出碳族元素性质变化的一些规律性。
碳族元素随着核电荷数的增加，一些性质呈现规律性的变化。例如，在周期表中从上到下，元素原子的半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，非金属性向金属性递变的趋势很明显。在碳族元素的单质中，碳是非金属；硅虽外貌像金属，但在化学反应中多显示非金属性，通常被认为是非金属；锗的金属性比非金属性强；锡和铅都是金属。碳族元素的化合价主要有+4和+2，碳、硅、锗、锡的+4价化合物是稳定的，而铅的+2价化合物是稳定的。表1列出了碳族元素及其单质的一些性质。从中可以看出，碳的同素异形体金刚石和石墨的物理性质存在着明显的差异，这是由于在金刚石和石墨中碳原子的结合方式不同造成的。近年来，科学家们又发现了一些以新的单质形态存在的碳，其中比较重要的是1985年发现的C60。C60是一种由60个碳原子构成的分子，形似足球，因此也常被称为足球烯。除此之外，还发现了一些结构与C60类似的碳分子，如C70等。
目前，人们对C60的研究已经取得了很大的进展，将C60应用于超导体、材料科学等领域的探索正在不断地深入。我国在这方面的研究也取得了重大的成果，如北京大学和中国科学院物理所合作，已成功地研制出了金属掺杂C60的超导体。可以说，C60的发现，对于碳化学甚至整个化学领域的研究具有非常重要的意义。
有关碳及其化合物的性质，在初中化学已经学习过一些，下面着重学习硅及其化合物的一些知识。我们已经知道，硅是自然界中分布很广的一种元素，在地壳中，它的含量仅次于氧,居第二位。在自然界中，没有游离态的硅,只有以化合态存在的硅，如二氧化硅、硅酸盐等。这些化合态的硅广泛存在于地壳的各种矿物和岩石里，是构成矿物和岩石的主要成分。硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，它的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度也很大。晶体硅还有一个重要的性质，就是它的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。
我们在初中已经学习了碳及其化合物的一些性质。在学习了原子结构和元素周期律的有关知识以后，我们又知道，每种元素在周期表中都有它相应的位置。那么，碳元素位于周期表的什么位置呢？与它同族的还有哪些元素呢？
碳元素原子的最外电子层上有4个电子，与碳相同，硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)元素原子的最外电子层上也都有4个电子。这五种元素位于周期表的第Ⅳa族，我们称它们为碳族元素。讨论1根据所学的元素周期律的知识，试推断出碳族元素性质变化的一些规律性。
碳族元素随着核电荷数的增加，一些性质呈现规律性的变化。例如，在周期表中从上到下，元素原子的半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，非金属性向金属性递变的趋势很明显。在碳族元素的单质中，碳是非金属；硅虽外貌像金属，但在化学反应中多显示非金属性，通常被认为是非金属；锗的金属性比非金属性强；锡和铅都是金属。碳族元素的化合价主要有+4和+2，碳、硅、锗、锡的+4价化合物是稳定的，而铅的+2价化合物是稳定的。表1列出了碳族元素及其单质的一些性质。从中可以看出，碳的同素异形体金刚石和石墨的物理性质存在着明显的差异，这是由于在金刚石和石墨中碳原子的结合方式不同造成的。近年来，科学家们又发现了一些以新的单质形态存在的碳，其中比较重要的是1985年发现的C60。C60是一种由60个碳原子构成的分子，形似足球，因此也常被称为足球烯。除此之外，还发现了一些结构与C60类似的碳分子，如C70等。
目前，人们对C60的研究已经取得了很大的进展，将C60应用于超导体、材料科学等领域的探索正在不断地深入。我国在这方面的研究也取得了重大的成果，如北京大学和中国科学院物理所合作，已成功地研制出了金属掺杂C60的超导体。可以说，C60的发现，对于碳化学甚至整个化学领域的研究具有非常重要的意义。
有关碳及其化合物的性质，在初中化学已经学习过一些，下面着重学习硅及其化合物的一些知识。我们已经知道，硅是自然界中分布很广的一种元素，在地壳中，它的含量仅次于氧,居第二位。在自然界中，没有游离态的硅,只有以化合态存在的硅，如二氧化硅、硅酸盐等。这些化合态的硅广泛存在于地壳的各种矿物和岩石里，是构成矿物和岩石的主要成分。硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，它的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度也很大。晶体硅还有一个重要的性质，就是它的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。
- 上一篇：我国回收废金属的空间有多大 2020/9/7
- 下一篇：废铜回收的处理办法 2020/9/4
