【1823是什么意思】专题什么是硅？

当我提到硅的时候，

你会想到什么？

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

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。

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。

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。

柯石英

紫水晶

玛瑙

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。

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。

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。

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)）

橄榄石（(Mg²⁺,Fe²⁺)2SiO4）

辉石（XY(Si,Al)2O6）

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

云母（AB2–3(X,Si)4O10(O,F,OH)2）。

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。

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。

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。

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。

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。

硅藻内的硅质细胞壁

放射虫

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参考文献：

1. 趣味地球化学，中国妇女出版社

2. 改变历史进程的50种矿物，青岛出版社

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美编：海草

校对：张腾飞