硅的物理性质

硅，元素符号Si，原子序数14，原子量28.086，位于第三周期第IVA族，共价半径117皮米，离子半径42皮米，第一电离能786.1kJ/mol，电负性1.8，密度2.33g/cm3，熔点1410℃，沸点2355℃，硬度7。元素硅有无定形硅和晶体硅两种同素异形体。无定形硅为黑色；晶体硅呈钢灰色，有明显的金属光泽、晶格和金刚石相同，硬而脆，能导电，但导电率不如金属且随温度的升高而增加，属半导体。在热处理温度大于750℃时，硅材料由脆性材料转变为塑性材料，在外加应力下，产生滑移位错，形成塑性变形。硅材料还具有一些特殊的物理性质，如硅材料熔化时体积缩小，固化时体积增大。

作为半导体材料，硅具有典型的半导体材料的电学性质。

(1)阻率特性 硅材料的电阻率在10-5~1010Ω•cm之间，介于导体和绝缘体之间，高纯未掺杂的无缺陷的晶体硅材料称为本征半导体，电阻率在10Ω•cm以上。

(2)PN结特性 N型硅材料和P型硅材料相连，组成PN结，这是所有硅半导体器件的基本结构，也是太阳电池的基本结构，具有单向导电性等性质。

(3)光电特性 与其他半导体材料一样，硅材料组成的PN结在光作用下能产生电流，如太阳电池。但是硅材料是间接带隙材料，效率较低，如何提高硅材料的发电效率正是目前人们所追求的目标。

同位素

硅（原子质量单位: 28.0855）共有23种同位素，其中有3种天然的稳定同位素Si(92.2%)、Si(4.7%)和Si(3.1%)，还有质量数为25、26、27、31和32的人工放射性同位素。

硅的化学性质

低温时单质硅不活泼，不与空气、水和酸反应。室温下表面被氧化形成1000皮米二氧化硅保护膜。高温时能跟所有卤素反应，生成四卤化硅，跟氧气在700℃以上时燃烧生成二氧化硅。跟氯化氢气在500℃时反应，生成三氯氢硅SiHCl3和氢气。高温下能跟某些金属(镁、钙、铁、铂等)反应，生成硅化物。赤热时跟水蒸气反应生成二氧化硅和氢气。跟强碱溶液反应生成硅酸盐放出氢气。跟氢氟酸反应生成四氟化硅。