视频字幕
硅是化学元素周期表中第14族第3周期的元素，原子序数为14。硅原子的电子构型为氖型内层加上3s²3p²的外层电子。硅是银灰色具有金属光泽的固体，密度为2.33克每立方厘米，熔点高达1414摄氏度。硅在地壳中含量丰富，是仅次于氧的第二丰富元素。
硅具有重要的化学性质。在高温下，硅能与氧气反应生成二氧化硅，这是硅最重要的化合物。硅还能与氢氟酸反应生成四氟化硅和氢气，这个反应常用于硅的蚀刻工艺。硅还能与强碱反应生成硅酸盐。硅表现出还原性，其氧化物二氧化硅具有两性氧化物的特征。
硅的工业制备主要采用高温电炉法，反应方程式为二氧化硅加碳在高温下生成硅和一氧化碳。反应在1800到2000摄氏度的电炉中进行，原料是石英砂和焦炭。反应过程中需要连续通入惰性气体防止氧化。产品硅需要经过酸洗除杂和区域熔炼等步骤进行纯化，最终得到高纯度的工业硅。
硅的化合物体系非常丰富。二氧化硅是最重要的硅化合物，具有四面体结构，每个硅原子与四个氧原子结合。石英是二氧化硅的晶体形式，熔点高达1713摄氏度，化学性质非常稳定。硅酸是弱酸，容易形成凝胶状物质。硅酸盐具有复杂的三维网状结构，广泛存在于各种矿物中，是地壳的主要组成成分。
硅在现代科技中有着广泛的应用。在半导体工业中，高纯度单晶硅是制造芯片和集成电路的核心材料。太阳能技术大量使用硅制造太阳能电池板，实现光伏发电。建筑行业中，硅化合物是水泥和玻璃的重要原料。光纤通信使用石英光纤传输信息。从原料硅到这些高科技产品，体现了硅元素在现代工业中的重要地位。