14

Si

28.09

硅

silicon

原子序数：14

类型：准金属

沸点：3 265 ℃（5 909 ℉）

颜色：蓝色金属质感

发现时间：1827年

熔点：1 414 ℃（2 577 ℉）

如果提到硅，你首先想到的可能是计算机内部的小芯片。这种元素在地壳中的含量高达26.3%，是地壳中第二丰富的元素，仅次于氧。在自然界中，硅只以化合态的形式存在，所以你可能对它的各种各样的化合物更熟悉。含硅的氧化物包括燧石、沙子、岩石晶体、石英、玛瑙、紫水晶和蛋白石。由硅酸盐构成的岩石和土壤包括花岗岩、石棉、长石、云母和黏土。

纵观历史，硅的化合物曾被广泛使用。例如人类最早的一些武器是用火石做的；花岗岩和其他岩石的主要成分是复杂的硅酸盐，主要应用于建筑；沙（二氧化硅）和黏土（硅酸铝）是混凝土、水泥、陶瓷和搪瓷的主要成分。蛋白石、石英和紫水晶在古代文明中属于比较有价值的昂贵物品。黑曜石是从火山熔岩中流出来的岩浆突然冷却后形成的天然琉璃。到公元前2世纪，人类学会了制造玻璃。工人们发现在制造金属产品的过程中生成了副产品——小玻璃滴，于是从中得到灵感，将沙熔化，并使其以不同的形式凝固，像极了琉璃。石棉是一种天然形成的硅酸盐，几千年来它的耐火性能一直被广泛应用（尽管我们越来越谨慎地使用它）。

也许是硅的形式太多样化，导致它的单质一直被化学家们忽视，直到19世纪硅单质才得到重视。1824年，瑞士化学家雅各布·贝泽利乌斯从氟硅酸钾中首次提取出了一种相对纯净的硅粉，而直到1854年法国化学家亨利·德维尔才提取到了晶体硅。

从那时起，硅得到了越来越广泛的应用。例如：硅被用来合成制造成变压器板、发动机的机体和机床所需的铝和铁合金；硅与碳反应生成的碳化硅，可以用作强研磨剂；硅与氧反应可以生成一种聚合物——硅氧烷，有点像橡胶，可以用来密封浴室。硅酸凝胶还可作为乳房植入物用在隆胸手术中。

世界的数字产业中心地带以“硅谷”命名，证明了硅芯片的巨大贡献。这些都依赖于“半导体”硅的核心地位——称为半导体是因为它在某些情况下可导电，在某些情况下不导电。芯片中使用的材料实际上是“掺杂”硅（在硅中掺入少量其他元素，制成一只微型晶体管）。

科幻作家和一些科学家已经暗示可能存在基于硅而不是基于碳的外来生命体。碳和硅在元素周期表中处于同一列且相邻的位置，与碳一样，硅原子可以同时与多达4个的其他原子键合。然而，硅基生物存活可能需要一个完全不同的行星环境——比如具有超低温环境和含有丰富的氨。

尽管如此，硅确实在地面生物中扮演了一些有趣的角色。植物内部形成的小块二氧化硅被称为植硅体，它们不会腐烂，能在化石中生存，所以植硅体应用最广的领域之一是考古学。荨麻摸上去会有刺痛感，就是因为其表面的微小硅酸盐碎片。最小的光合生物之一——微型硅藻的内部有复杂的硅酸盐结构，它能够产生大量的氧气。

谁知道呢，也许硅基的外来生命体听起来并没有那么难以置信！ 2hHDGaIOphB6OQ5+iCL6qeKGcVBbNRq3KYH5adUWzUaabkWHdVuGdxRVixu5XVwd