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硅是化学元素周期表中第14号元素，元素符号为Si，原子量为28.085。硅位于第3周期第14族，也称为碳族元素。作为地壳中含量第二丰富的元素，硅在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。
硅原子核由14个质子和14个中子组成，这是最常见的硅-28同位素。质子带正电荷，用红色球体表示；中子不带电荷，用蓝色球体表示。这28个核子紧密结合在一起，形成原子核，其半径约为3.12飞米。原子核虽然体积很小，但集中了原子99.9%以上的质量。
硅原子有14个电子，按照电子排布规律分布在三个电子壳层中。K壳层最内层，容纳2个电子；L壳层容纳8个电子；M壳层最外层，容纳4个电子。电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p²。这种排布遵循泡利不相容原理和洪德规则，电子优先占据能量较低的轨道。
硅原子的价电子是最外层M壳层的4个电子，电子构型为3s²3p²。其中3s轨道有2个电子，3p轨道有2个电子分别占据px和py轨道。这4个价电子决定了硅的化学性质，使硅能够形成4个共价键。价电子的这种排布使硅既可以失去电子形成正离子，也可以与其他原子共享电子形成共价化合物。
硅原子的完整结构包括原子核和三个电子壳层。原子核含有14个质子和14个中子，周围分布着14个电子。最外层的4个价电子决定了硅的化学性质。与同族的碳和锗相比，硅处于中间位置，既有非金属性质，也表现出一定的金属性质，这使得硅成为重要的半导体材料。