解放军文职招聘考试单质硅

 硅
一、单质硅
1 、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 1410 ℃ , 沸点 2355 ℃ , 密度 2.32~2.34g/cm 3 ，莫氏硬度为 7 。
无定形硅是一种黑灰色的粉末。
2 、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 :
                    Si + 4HF → SiF₄ + 2H₂ ↑
            3Si + 18HF + 4HNO ₃ → 3H ₂SiF ₆ + 4NO ↑ + 8H₂O
(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：
                  Si + 2NaOH + H ₂ O → Na₂ SiO₃ + 2H₂ ↑
(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。
3 、硅的制备
工业上用焦炭在电炉中将石英砂还原，先得到粗 Si:
                              SiO₂ + 2C → Si + 2CO ↑
然后，将粗 Si 再转变成四卤化硅：        Si + Cl₂ → SiCl₄
用精馏的方法将 SiCl₄ 提纯后，再用纯锌或镁还原 SiCl₄ 得到较高的单质硅：
                         SiCl₄ + 2Zn → Si + 2ZnCl₂
最后用物理方法——区域熔融法——来进一步提纯，得到高纯度得硅。