硅（Silicon），元素符号Si，原子序数14，相对原子质量28.086。元素周期表第三周期、IVA族非金属元素。硅的原子结构为四价，形成四个共价键，具有金刚石型晶体结构。

硅是极为常见的一种元素，在自然界通常以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。

物理性质

单质硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体，晶体硅为硬而有光泽的银灰色晶体，粉末为灰黑色，无定形硅为黑色。

密度：约为2.33 g/cm³。熔点和沸点：熔点约为1414°C（2577°F）、沸点约为2900°C（5252°F）。硬度：硅的摩氏硬度为7，属于较硬的材料。导电性：硅是一种半导体材料，其导电性受温度和掺杂的影响。纯硅在常温下导电性较低，但通过掺杂（如掺入磷或硼）可以显著提高其导电性。热导率：硅的热导率约为150 W/(m·K)，在半导体材料中具有较高的热导性。光学性质：硅对可见光的透过率较低，但在红外光谱范围内具有较好的透过性。化学稳定性：硅在常温下对氧气和水的反应性较低，但在高温下会与氧气反应形成二氧化硅（SiO₂）。膨胀系数：硅的线膨胀系数约为2.6 × 10⁻⁶ /K，表明其在温度变化时的膨胀特性。

化学性质

硅通常具有+4和-4的化合价。在大多数化合物中，硅以+4的形式存在，例如在二氧化硅（SiO₂）和硅酸盐矿物中。

与氧的反应

硅与氧反应生成二氧化硅（SiO₂），这是地球上最常见的矿物之一。二氧化硅在自然界中以石英的形式存在。

与金属的反应：硅可以与某些金属反应形成硅化物。例如，硅与铝、镁等金属反应生成相应的硅化物。

与氢的反应：硅可以与氢反应生成硅烷（SiH₄），这是一种气体，具有易燃性。

酸碱性：硅的化合物通常表现出酸性或两性。例如，二氧化硅在强酸中溶解形成硅酸，而在强碱中则可以形成硅酸盐。

与卤素的反应

硅可以与卤素（如氟、氯、溴、碘）反应，形成相应的卤化硅化合物。

用途

硅是重要的半导体材料，广泛应用于电子器件中。其导电性可以通过掺杂其他元素（如磷、硼）来调节。

硅是制造太阳能电池的主要材料。单晶硅和多晶硅太阳能电池在光电转换效率方面表现优异，是可再生能源领域的重要组成部分。

硅的化合物（如二氧化硅）是制造玻璃和陶瓷的基本原料。它们用于建筑、汽车、家电等多个行业。

硅常用于铝合金和其他金属合金中，以提高其强度和耐腐蚀性。硅铝合金在汽车和航空航天工业中有广泛应用。

硅化合物（如硅酸盐）在化学工业中用于制造涂料、橡胶、塑料和其他材料。硅还用于生产硅胶和硅树脂，这些材料具有良好的耐热性和耐化学性。

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