什么是硅?

当我提到【硅】的时候,

你会想到什么呢?

硅谷?

硅藻?

硅凝胶

二氧化硅

。。。。。。

哇,原来大家知道的还真的是多呢!

看到没,不知不觉中,

硅在我们生活的很多方面都有涉及呢

那么今天小编就跟大家好好讲一讲

这个宇宙中第八大丰富

地壳中含量第二丰富的元素

——小硅

什么是硅?什么是硅?

小硅是怎么诞生的呢?

小硅在宇宙大爆炸时的丰度只低于氢、氦、氧、氖、氮和碳。小硅被认为是在大约109k的温度下α粒子吸收的宇宙产物,是由碳-12、氧-16和氖-20的原子核组成。形成小硅原子核的粒子能量约为每核子(质子或中子)840万电子伏特(MeV)。而铁原子核最大约870万电子伏特,几乎是小硅的两倍,由此可见小硅原子核的相对稳定性。

小硅为什么在地壳中那么富集呢?

小硅是遍布我们地壳的元素呢,质量计算占地壳的27.7%,仅次于氧元素,是我们地壳排名第二丰富的元素。Si是易融组分,Si在熔融过程中更倾向于进入熔体。因此在地壳或是地幔部分熔融的过程中,Si都容易在熔体中富集,最终使得地壳越发富集Si。

小硅是怎么被发现的呢?

由于它对氧的高度化学亲和力,直到1823年,瑞典化学家Jons Jacob Berzerlius才首次分离出硅。他通过将金属钾和氟硅酸钾一起放在坩埚里加热,得到了非晶单质硅,并将其描述为一种元素。

什么是硅?

在自然界我们很难看到单质的小硅,它总是和其他的小伙伴在一起。其中一个最好的朋友就是氧。小硅总是和氧化合成二氧化硅SiO2,于是很多美丽而有趣的事情就发生了。

什么是硅?

多彩的玛瑙,海岸边的沙子,美丽的水晶,亮晶晶的蛋白石,奇特的碧石,致密坚硬的燧石等等。这些东西的本质或是在成分上都是二氧化硅。天然的二氧化硅组成的矿物晶体的变种有几百个名字。在地质学家眼中的二氧化硅可能是石英,燧石、砾石、沙子、柯石英等。在热爱珠宝的人面前,它可以是紫水晶、蛋白石、玛瑙、灰色玉髓、碧石等。

什么是硅?

柯石英

什么是硅?

紫水晶

什么是硅?

玛瑙

什么是硅?

鳞石英

关于二氧化硅,还有很多生动而有趣的故事。埃及人用石英来做珠子和花瓶。中国古代用其作出了精致的玻璃器皿。将磨制的水晶作为工艺品,如陈列在维也纳艺术博物馆中的水晶笛子,保存在莫斯科武器库博物馆的俄式透明水壶。

什么是硅?

燧石致密且坚硬,是古代人类开始使用工具时最早采用的矿物之一。我们的祖先将其锤击,有意制成刮刀、锥子和斧头等,用于获取食物,伐倒树木,去除树枝,处理兽皮制成衣服、帐篷、容器等。将其用铁器敲打可以产生火花,用于野外取火。当然,其他坚硬能制得出锋利材料的岩石也会被用来制造工具。

什么是硅?

在20世纪,石英引发了一场计时革命。当时瑞士的腕表技术掌控着近一个世纪以来的统治地位。直到1969年,日本发明第一款石英手表——精工35SQ Astron,采用以电池为动力的石英晶体谐振器,彻底撼动了瑞士手表的江湖地位。但在1983年,瑞士人通过创立自己的石英表品牌——斯沃琪,重新夺回在世界上的市场份额。

什么是硅?

除了二氧化硅外,小硅也可以跟其他金属化合形成硅酸盐

如长石((KAlSi3O8 – NaAlSi3O8 – CaAl2Si2O8))

什么是硅?

橄榄石((Mg2+,Fe2+)2SiO4)

什么是硅?

辉石(XY(Si,Al)2O6)

什么是硅?

角闪石((Ca,Na)2–3(Mg,Fe,Al)5(Al,Si)8O22(OH,F)2)

什么是硅?

云母(AB2–3(X,Si)4O10(O,F,OH)2)。

什么是硅?

小硅除了美美哒,也是对人类最有用的元素之一,你在生活中注意到它了吗?

二氧化硅和硅酸盐被用于土木工程项目,制造混凝土和水泥以及制造搪瓷,陶器,瓷器和其他陶瓷材料。

二氧化硅可用于制造高温应用的耐火材料,如石英坩埚。通过加热软化并制成玻璃器皿。可用作磨料(如石英砂)以及由玻璃或塑料制成的纤维和用于隔热的玻璃棉。

什么是硅?

硅质镜片

硅酸钠,通常被称为水玻璃,用于制作肥皂,用于木材的防腐处理,用于保存鸡蛋。

碳化硅是重要的磨料,也用于激光。

大多数用于制造合金,包括铝硅和铁硅。它们被用来制造发电机和变压器板、发动机缸体、缸盖和机床以及脱氧钢。

什么是硅?

硅铁合金

硅也被用来制造硅酮,俗称硅油或二甲基硅油,是带有甲基的硅氧聚合物。硅油是一种润滑剂,被添加到一些化妆品和护发素中。硅橡胶被用作浴室、窗户、管道和屋顶周围的防水密封胶。

什么是硅?

硅元素是半导体工业的基础材料。世界上许多地方都以“硅谷”命名。硅元素作为半导体广泛应用于计算机和微电子工业的固态设备中。硅被选择性地掺杂少量的硼、镓、磷或砷来控制其电学性能。

什么是硅?

由高纯二氧化硅组成的光纤束

动植物体中的小硅

硅藻、放射虫和硅质海绵使用生物硅作为骨架或是躯壳。放射虫就是用细小的针状二氧化硅构成它独特的躯壳。有些植物生长需要硅,如长茎的植物需要硅来保持挺直。硅已被证明可以提高某些植物的细胞壁强度和结构完整性。硅藻是进行光合作用的藻类,它的独特之处在于细胞壁是由二氧化硅构成的。

什么是硅?

硅藻内的硅质细胞壁

什么是硅?

放射虫

什么是硅?

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参考文献:

    趣味地球化学,中国妇女出版社

    改变历史进程的50种矿物,青岛出版社

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什么是硅?

美编:海草

校对:张腾飞

什么是硅?
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