我們都聽說過硅谷,硅谷是最早研究和生產(chǎn)以硅為基礎的半導體芯片的地方,并因此得名。硅的化學符號是Si,原子序數(shù)14,有無定形硅和晶體硅兩種同素異形體,位于元素周期表第三周期金屬和非金屬的分界線處,所以導電性介于導體和絕緣體中間,是良好的半導體材料。

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硅在地殼中的含量僅次于氧,是一種親氧元素。在自然界中,硅經(jīng)常與氧相互化合,所以硅通常以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在。我們生活中常見的水晶、瑪瑙等均是石英晶體。

從古至今,無論是在裝飾品和建筑物的使用上,還是在科學技術的發(fā)展中,硅都扮演著重要的角色。人們在很早以前就開始使用硅了,其中,最具有代表性的便是陶瓷。傳統(tǒng)的陶瓷是硅酸鹽陶瓷,是由粘土(主要成分為硅鋁酸鹽)、石英(主要成分是二氧化硅)及長石(是一類常見的含鈣、鈉和鉀的鋁硅酸鹽類造巖礦物)等天然礦物原料按不同配方配制,經(jīng)加工、成型及燒結而成。

中國是世界上最早應用陶器的國家之一,中國瓷器因其極高的實用性和藝術性而備受世人的推崇。秦磚、漢瓦、唐三彩、元青花等等,都屬于陶瓷,而主要構成元素均是硅。除了陶瓷,玻璃和水泥等也是常見的硅酸鹽產(chǎn)品,廣泛應用于土木建筑、水利等工程。

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隨著科學技術的發(fā)展,化學家們還制成了其它一些具有特殊功能的含硅物質(zhì),比如,人工制造的分子篩(一種具有均勻微孔結構的鋁硅酸鹽,孔的大小與一般分子的大小相當,具有篩分分子的作用),分子篩常用于分離、提純氣體或液體混合物,還可作干燥劑、離子交換劑、催化劑載體等,在石油化工、精細化工以及日用化工中起著越來越重要的作用。另外,還有光導纖維,其主要成分是二氧化硅。光導纖維是一種能夠利用光的全反射作用傳導光波的纖維,它的導光能力非常強,能夠利用光纜通訊,傳播大量信息。光纖除了可以用于通訊外,還可以用于醫(yī)療、信息處理、傳能傳像等許多方面。

無論是代表中國歷史文化的陶瓷,還是現(xiàn)代廣泛應用的光導纖維等,硅元素都發(fā)揮了重要的作用,相信在不久的將來,硅元素能夠在更多領域發(fā)揮出更重要的作用。

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古老而充滿青春活力的元素——硅

圖文簡介

硅位于元素周期表第三周期金屬和非金屬的分界線處,所以導電性介于導體和絕緣體中間,是良好的半導體材料。