无机世界的主宰

5　无机世界的主宰——硅

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当我们漫步在海滩时，看到黄色的沙子，也许会想到“沙里淘金”的情景，却没有多少人知道沙子里面还含有一种比金子有用得多的元素——硅。

地壳

硅是一种化学元素，它的化学性质比较活泼，在高温下能与氧气等多种元素结合。如果说碳是有机世界的“主角”，那么，无机世界的“主角”该算是硅了。

硅在地壳中的含量位居第二位，仅次于氧。硅在自然界中分布极广，地壳中约含27.6%，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。

硅在一般情况下性质比较稳定，但是在熔融状态下就变得特别活泼，能和许多物质发生化学反应，所以在自然界中，人们从来没有发现过单独存在的硅。

许多人都见过竹子，竹子也是中国人十分喜爱的一种植物，竹子全身细长，长得又十分得高，有些人也许担心，要是一股大风吹过来，会不会把它吹倒呢？当然不会，无论是多大的风，都吹不倒竹子，最多也只能让它东摇西摆。这真是“疾风知劲草”的真实写照啊！

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硅的发现史

硅的化合物种类虽然繁多，但是硅的发现过程却是很费周折。

早在19世纪初期，法国化学家就发现了不纯的无定形硅，不过当时人们对它很不了解。1787年，拉瓦锡首次发现硅存在于岩石中。然而在1800年，戴维将其错认为一种化合物。直到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。

竹子

那么，竹子为什么不怕风呢？原来，在竹子的茎干中含有丰富的硅的化合物，它们能帮助竹子增加自己的强度和韧性，所以竹子的茎干坚韧挺拔，风拿它没有任何办法。这就使得竹子在风中屹立不倒。

人们发明晶体管以后的一段时间里，用来制作晶体管的主要材料是锗，因为锗比硅更容易提纯。但硅的半导体性能比锗优越得多。硅晶体管能在200℃下工作，而锗晶体管只能在80℃以下工作。随着制备高纯度单晶硅工艺的提高，硅的作用已远远地超过了锗，成为半导体材料的后起之秀。

在许多的反间谍电视剧情节中，故事中的主人公在敌人的严密监视下将情报发出去，技术十分高超。但是却没有跟自己的人接头，那么情报是怎么送出去的呢？原来，奥秘就在他们胸前的纽扣上。那其实不是一颗真正的纽扣，而是一个微型发报机，他们就是利用这个不引人注意的微型发报机把情报发出去。这种发报机就是用晶体硅制成的。这种发报机虽然很小，但是上面却有着大规模的集成电路，在它上面有上万个二极管、三极管和电阻等电子原件。

作为一种性能优越的半导体材料，硅在其他方面也有重要的应用。人们用硅制出价格便宜、制作过程简单的太阳能电池。“水玻璃”也是硅酸纳的水溶液，用它制造的家具不易着火，还能防止木材受到空气的腐蚀。同时硅还是金属陶瓷、宇宙航行的重要材料。包括硅的化合物在今天都起着非常重要的作用。由二氧化硅制出高透明度的玻璃纤维，不但质量变轻，还不受电、磁干扰，不怕窃听，具有高度的保密性。

水玻璃

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水稻、小麦的帮手——硅

水稻和小麦与竹子同属于禾木科，但是水稻和小麦只要遇到风就会伏倒，使得庄稼大量减产，这可叫农民伤透了心。怎样才能让它们也不怕风吹呢？现在，人们在田地里洒上一些可溶性的硅酸菌盐肥料或者硅酸肥料，就能治愈它们怕风的病根。原来在小麦和水稻中，硅含量是很少的，所以它们的茎干十分柔软，很容易倒伏，而这两种肥料中都含有大量的硅，植物吸收以后，就会增强体质，再也不用怕风了。