矽 14 外觀 深灰色晶體狀，反光時表面帶藍色 概況 名稱·符號 ·序數 矽（Silicon）·Si·14 元素類別 類金屬 族 ·週期 ·區 14 ·3 ·p 標準原子質量 [28.084, 28.086][ 1] 电子排布 [Ne ] 3s2 3p2 矽的电子層（2, 8, 4） 歷史 預測 安托万-洛朗·德·拉瓦锡 （1787年）發現 永斯·贝采利乌斯 [ 2] [ 3] 分離 永斯·貝采利烏斯（1823年） 命名 托馬斯·湯姆森 物理性質 物態 固體 密度 （接近室温 ）g ·cm −3 熔点 時液體密度2.57 g·cm−3 熔点 1687K ，1414°C ，2577°F 沸點 3538K ，3265°C ，5909°F 熔化热 50.21kJ·mol−1 汽化热 359 kJ·mol−1 比熱容 19.789 J·mol−1 ·K−1 蒸氣壓 壓/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k 溫/K 1908 2102 2339 2636 3021 3537
原子性質 氧化态 4 , 3, 2, 1[ 4] 兩性 氧化物）电负性 1.90（鲍林标度） 电离能 第一：786.5kJ·mol−1 −1 −1 更多 ） 原子半径 111 pm 共价半径 111 pm范德华半径 210 pm矽的原子谱线 雜項 晶体结构 鑽石 磁序 反磁性 [ 5] 電阻率 （20 °C）103 [ 6] 熱導率 149 W·m−1 ·K−1 膨脹係數 （25 °C）2.6 µm·m−1 ·K−1 聲速 （細棒）（20 °C）8433m·s−1 杨氏模量 130-188[ 7] 剪切模量 51-80[ 7] 体积模量 97.6[ 7] 泊松比 0.064 - 0.28[ 7] 莫氏硬度 7 CAS号 7440-21-3 帶隙 能量（300 K）1.12eV 同位素 主条目：矽的同位素
「Silicon 中国大陸 硅 港澳 矽 馬來西亞 硅 新加坡 矽 臺灣 矽
澳洲精密光學中心 的一名光學儀器專家手持着國際阿伏伽德羅協作組織的一千克單晶體矽製球體硅 （英語：Silicon ，台湾译矽 ），是一種化學元素 ，化學符號 为Si ，原子序數 为14。
硅是外观帶著灰藍色金屬光澤且堅硬易碎的晶體，亦是一種四價的類金屬半導體 。矽為週期表 第十四族元素之一[ 8] 碳 在其排序之上，其下依序為鍺 、錫 、鉛 和鈇 [ 註 1] 氧 的高親和力，直至在西元1823年才第一次被永斯·贝采利乌斯 成功純化[ 9] 熔點 和沸點 分別為攝氏 1414度及3265度，在类金属 中排名第二，僅次於硼 。矽在宇宙中最常見元素中排名第八，但以元素型態分佈在地殼是非常罕見的。它常以二氧化矽 或矽酸鹽 等多樣的形式廣泛分佈於土壤、沙和小行星 和行星 中。地殼 的組成超過九成是矽酸鹽類物質，使得矽成為地殼中含量第二的元素，僅次於氧。
元素矽也在世界經濟上有很大的影響，矽通常會與天然礦物一起加工，其用途廣泛：包括建築業使用的粘土 、矽砂和石頭、水泥中的砂漿 和灰泥 組成也含有矽酸鹽，可與硅砂和礫石混合成混凝土 ，用於走道、地基、道路上。它們還用於白色陶瓷，像是瓷器，也可用於製造傳統的石英砂 鈉鈣玻璃 和許多其他特殊玻璃 。矽最廣為人知的用途是去合成以聚矽氧聚合物為基礎的合成聚合物 。有些矽的化合物 ，像是碳化矽可用作研磨物或高強度陶瓷元件。大多數游離的矽被用於鍊鋼、鑄鋁和高質量的化工業上（通常是製造氣相二氧化矽）。更顯著的是，半導體 電子業運用極少部分的高純度矽（小於10％），而高純度矽在積體電路 上是一種必要的元素，大部分的電腦、手機及現代科技都依靠它。
雖然動物通常對於矽的需求是微量的，但在生物學裡，矽是一種必要的元素。在多種的海綿動物門及微生物 裡，像是矽藻 及放射蟲 會分泌由二氧化矽組成的骨骼物質。二氧化矽亦通常沉澱於植物組織中。
结晶型的硅是暗蓝色的，很脆，是典型的半导体 。
硅的化学性质非常稳定，与氧 元素形成的化合物極為常見。[ 10] [ 11] [ 11] 氟化氢 以外，很难与其他物质发生反应。
固态硅单质不太活泼，不易與气体或液体试剂反应；液态硅单质则相反，能与多数金属发生反应。[ 12]
同素异形体 有两种，一种为暗棕色无定形粉末，用镁 使二氧化硅还原而得，性质比较活泼，能够在空气中燃烧，称无定形硅 ；另一种为性质稳定的晶体（结晶硅），是用炭在电炉中使二氧化硅还原而得。
石英 ，其主要成分為二氧化矽 1787年，拉瓦锡 首次发现硅存在于岩石 中。然而在1800年，汉弗里·戴维 将其错认为一种化合物 。1811年，盖-吕萨克 和路易·特纳 （ 英语 ： Louis Jacques Thénard ） 钾 和四氟化硅 混合加热的方法制备了不纯的无定形硅 。1823年，硅首次作为一种元素被贝采利乌斯 发现，并于一年后提炼出了无定形硅 ，其方法与盖-吕萨克 使用的方法大致相同。他随后还用反复清洗的方法将单质硅提纯 。
英文 中的silicon 拉丁文 的silex, silicis 燧石 （即火石，富含硅元素）。在1831年，苏格兰化学家托马斯·汤姆森 [ 10]
在1823年純化出來後，瑞典化学家永斯·贝采利乌斯 利用新拉丁文 規則造出silicium 金屬 。歐洲許多國家都採用silicium silicon 碳 （carbon）與硼 （boron）這一類元素[ 10]
1837年，日本 第一部西方化学译著，宇田川榕庵 （ 日语 ： 宇田川榕菴 ） 舍密開宗 》首先以「珪土」作为硅元素的名称。该书术语譯自荷兰语 词汇，由于当时荷兰语硅的元素名为「keiaarde keisteen-aarde けい kei ，漢語：guī，是「圭」的异体字）来音译「kei」。因此「keisteen」就译成「珪石」，作为SiO2 的名称；由于当时荷兰语中的镁 、铝 、硅、钡 等元素都是以「-aarde [ 13] [ 14] 固态 非金属 元素，所以中国采用了石字旁的写法[ 15]
在中國，清朝徐寿 在1871年出版的《化學鑑原 》中，創造「矽」字作為silicon [ 16] 中華民國教育部 於1933年公布《化學命名原則 》，採用「矽」為正式譯名，音读为「si(t)，夕（入 ）」，其中写道「Silicon舊譯一作硅，一作矽，硅由日名珪素孳演而成，因爲固體，故改王旁爲石；於義旣無可取，不如用諧聲之矽。」[ 15] [ 註 2]
中華人民共和國成立後，中国科学院 于1953年2月在北京组织召开了一次全国性的化学物质命名扩大座谈会。会议邀集全国各地的化学专家以及从事文字改革工作的学者参加。据会议纪要显示，当日会场上围绕矽字等同音字是否需要变更有着两种不同的看法。一派是以顾翼东 、方柏容 、刘泽先 三位先生为代表，主张改；另一派则以符绶玺 、侯毓汾 二位先生为代表，主张不改[ 21] [ 22] [ 23] 矽肺 ”、工业术语“矽钢片”中，中国大陆仍然保留了矽字[ 24] [ 25]
硅主要以含氧化合物 的形式，作为仅次于氧 的最丰富的元素 存在于地壳 中，约占地表岩石的四分之一，广泛存在于硅酸盐 和硅石 中。
工业上，通常是在电炉中由高纯度碳 还原二氧化硅 （常见于石英 或沙子）而制得：[ 11]
SiO 2 + 2 C ⟶ Si + 2 CO {\displaystyle {\ce {SiO2 + 2C -> Si + 2CO}}} 为减少副产物 碳化硅的产生，需要加入过量的二氧化硅：[ 11]
SiO 2 + 2 SiC ⟶ 3 Si + 2 CO {\displaystyle {\ce {SiO2 + 2SiC -> 3Si + 2CO}}} 这样制得的硅纯度为97~98%，[ 26] 重结晶 ，用酸除去杂质，得到纯度为99.7~99.8%的純硅。如要将它做成半导体用硅，还要将其转化成易于提纯的液体 或气体 形式，再经蒸馏、分解过程得到多晶硅 。如需得到高纯度的硅，则需要进行进一步的提纯处理。
已发现的硅的同位素 共有12种，包括硅25至硅36，其中只有硅28 ，硅29，硅30是稳定的，其他同位素 都带有放射性 。
硅的晶體 又被稱為晶体硅 ，是一种半导体 材料，可用于制作半导体器件、太陽能 電板、光纖 和積體電路 [ 27] [ 28] [ 29] 合金 的形式使用（如硅铁合金），用于汽车和机械配件。也与陶瓷材料 一起用于金属陶瓷 中。还可用于制造玻璃 、混凝土 、砖 、耐火材料 、矽氧烷 、硅烷 。與鐵結合，可以成為矽鋼 ，這是一種耐磨的鋼件，常用在各種工具上。此外，矽也是不鏽鋼 的主成分之一，用來使不鏽鋼具有耐磨的特性。
碳化矽 ，耐磨耐热，[ 30] 半導體 、避雷針 、電路元件、高溫應用、紫外光偵檢器、結構材料、天文 、碟剎、離合器、柴油微粒濾清器、細絲高溫計、陶瓷薄膜、裁切工具、加熱元件、核燃料、珠寶、鋼 、護具、觸媒擔體等領域。二氧化矽 ，是沙 和石英 的主要成分。在半導體和太陽能板等應用中，是目前主要的原料。矽烷 ，在醫學和工業領域有著廣泛的應用。四氯化矽 ，應用在半導體工業和光電池中。^ 此處的排序並非指原子序的排列，而是指週期表第十四族由上而下的排序。 ^ 曾有学者刊文称“硅”起初不读guī，1932年中国化学会 规定元素名称“硅”读作xī，但许多人错将其读作guī，后来只好将错就错[ 17] [ 18] 辞源 》中“硅”词条的解释为“读如圭，即矽”，该书又注“圭”音为“姑睽切齐韵”，即guī，可见“硅”作为元素名一开始就读guī而不读xī[ 19] 异体字 ，讀作huò[ 18] [ 20] ^ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; Böhlke, John K.; Chesson, Lesley A.; Coplen, Tyler B.; Ding, Tiping; Dunn, Philip J. H.; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Meijer, Harro A. J.Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report) . Pure and Applied Chemistry. 2022-05-04.ISSN 1365-3075 doi:10.1515/pac-2019-0603 （英语） . ^ Weeks, Mary Elvira. The discovery of the elements: XII. Other elements isolated with the aid of potassium and sodium: beryllium, boron, silicon, and aluminum. Journal of Chemical Education. 1932,9 (8): 1386–1412. ^ Voronkov, M. G. Silicon era. Russian Journal of Applied Chemistry. 2007,80 (12): 2190.doi:10.1134/S1070427207120397 ^ Ram, R. S.; et al.Fourier Transform Emission Spectroscopy of the A2D–X2P Transition of SiH and SiD (PDF) . J. Mol. Spectr. 1998,190 : 341–352.PMID 9668026 原始内容 (PDF) 存档于2012-02-09）. 引文格式1维护：显式使用等标签 (link ) ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds 互联网档案馆 的存檔 ，存档日期2012-01-12., inLide, D. R. (编), CRC Handbook of Chemistry and Physics 86th, Boca Raton (FL): CRC Press, 2005,ISBN 0-8493-0486-5 ^ Physical Properties of Silicon （页面存档备份 ，存于互联网档案馆 ）. New Semiconductor Materials. Characteristics and Properties. Ioffe Institute^7.0 7.1 7.2 7.3 [1] （页面存档备份 ，存于互联网档案馆 ） Hopcroft, et al., "What is the Young's Modulus of Silicon?" IEEE Journal of Microelectromechanical Systems, 2010^ 矽 - 長庚大學電子工程系網頁 . elec.cgu.edu.tw. [2022-08-06 ] . （原始内容存档 于2022-11-04）（中文（臺灣）） . ^ Silicon - Element information, properties and uses | Periodic Table . www.rsc.org. [2022-08-06 ] . （原始内容存档 于2022-10-23）. ^10.0 10.1 10.2 见Greenwood 1984 ，第516頁(位于上册第9章“硅”第1节“导论”)。 ^11.0 11.1 11.2 11.3 见Greenwood 1984 ，第518頁(位于上册第9章“硅”第2节“硅元素”)。 ^ 见Greenwood 1984 ，第524頁(位于上册第9章“硅”第2节“硅元素”)。 ^ 宇田川榕菴.第百六十章 珪土 . 《舎密開宗》卷八 . 須原屋伊八. 1837年: 20 [天保8年]（日语） . ^ 太田泰弘. 由孙丽平翻译. 关于“珪素、硅素”的溯源. 《中国科技术语》. 2013,15 (3): 58–59.doi:10.3969/j.issn.1673-8578.2013.03.017 简明摘要 . ^15.0 15.1 國立編譯館 (编).《化學命名原則》 . 正中. 1947: 4 [1933] [2024-07-18 ] . （原始内容存档 于2024-07-20）. ^ 徐壽 .《化學鑑原》 第一册 .江南製造局 . 1871: 23 [2024-07-18 ] . （原始内容存档 于2024-07-18） –通过京都大學 人文科學研究所. ^ 邵靖宇.硅字的来历和变迁 . 《中国科技术语》. 2008,10 (1): 46–48.doi:10.3969/j.issn.1673-8578.2008.01.014 简明摘要 . ^18.0 18.1 黄河清; 侯迁; 邵靖宇. 关于“硅”和“矽”来历的补充. 《中国科技术语》. 2008,10 (4): 64.doi:10.3969/j.issn.1673-8578.2008.04.023 简明摘要 . ^ 吴国庆. 硅作为元素名一开始就读作gui而不读作xi. 《中国科技术语》. 2010,12 (4): 59.doi:10.3969/j.issn.1673-8578.2010.04.012 简明摘要 . ^ 教育部異體字典-砉 . [2008-12-23 ] . （原始内容存档 于2009-06-28）. ^ 王力 . 废矽改硅：避免中译化学名词同音字的一次选择. 《中国科技术语》. 2013,15 (3): 56–57.doi:10.3969/j.issn.1673-8578.2013.03.016 简明摘要 . ^ 陶坤. 化学新字的读音（下）. 化学通报. 1953, (8): 359. ^ 中国科学院编译出版委员会名词室. 关于几个化学名词订名问题的通知. 化学通报. 1957, (1): 70. ^ “硅”字的来历和变迁 . [2023-03-18 ] . （原始内容存档 于2023-03-31）. ^ 中国社会科学院语言研究所 词典编辑室. 新华字典 第11版. 商务印书馆. 2010.ISBN 978-7-100-06959-5 ^ 见Greenwood 1984 ，第519頁(位于上册第9章“硅”第2节“硅元素”)。 ^ 周延强主编,光伏,湖北科学技术出版社,2016.09,第193页 ^ Bell Labs Demonstrates the First Practical Silicon Solar Cell . aps.org. ^ D. M. Chapin-C. S. Fuller-G. L. Pearson.A New Silicon p–n Junction Photocell for Converting Solar Radiation into Electrical Power . Journal of Applied Physics. 1954,25 (5): 676–677.Bibcode:1954JAP....25..676C doi:10.1063/1.1721711 ^ 见Greenwood 1984 ，第525頁(位于上册第9章“硅”第2节“硅元素”)。 Norman Neill Greenwood; Alan Earnshaw.Chemistry of the Elements 高等教育出版社 . 1984（中文（中国大陆）） .
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