虽然硅元素在生命构成当中并没有发挥多大的作用,但是作为一种材料,硅被人类广泛应用,其用途非常广泛。且不说建筑用石材,包括前文提到的陶瓷的分子构架也以硅原子为主。此外,玻璃也是由1个硅原子与2个氧原子结合成的分子组成,这些分子排列毫无规律可言。
虽然硅在自然界无处不在,可是人类认识它的时间还不到200年。1823年,瑞典科学家贝采利乌斯(1779—1848)才首次分离出了纯净的硅。硅元素的发现时间甚至比发现诸如铑、钯、锇等极微量元素都晚了许多年。
硅迟迟未能进入人类视野的原因与前文中介绍的铝元素的情况类似——硅与氧的亲和性极强,化学键极为牢固。前文中提到岩石与玻璃,在分子结构中硅原子与氧原子互相交错形成网状结构,分离难度极大。因此,获取高纯度的硅非常困难,必须等到技术、工艺与思路发展到一定水平之后才能实现。
高纯度硅是一种带有银色光泽的固体,往往会令人误以为是某种金属。但是,硅元素的物理特性与金属元素大相径庭,所以被归入了准金属。例如,就导电性来说,硅介于拥有导电性的金属与拥有绝缘性的非金属元素的中间地带。由于具有这种半导体的特殊性质,硅元素成为信息化时代的“元素之王”。
高纯度硅