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硅元素的概论

2019-10-25

  大家要想了解硅元素,应从宇宙的形成开始。大家今天随处所能看到的各种岩石与矿物,并生活在由岩石和矿物组成的地球上,因此很难想象茫茫宇宙空无一物是怎样的情形。然而,宇宙起源时是没有化学元素及元素形成的岩石和矿物。在130亿-150亿年前,整个宇宙的能量都聚集在一个极小的点上,后来,大爆炸发生,引发了一系列事件:先是创造了原子,数亿年后形成了星系和恒星。而形成矿物,岩石以及行星的所有元素都是在恒星中产生的。大家今天在地球所能看到的这些岩石和矿物,是从45亿年前太阳星云形成地球的雏形开始,地球和其他行星一样,也有吸积过程,它从太阳星云盘中吸积了大量固态物质,随着质和量的增加,地球的引力也逐渐增大,于是开始吸引更大的星子和其他陨石碎片,并加强成长,最初,地球结合得很松散,并不是一个紧密的整体。但在陨石和星子冲撞的作用下,很快就形成为坚固的独特的结构体。碰撞产生了热,致始岩石熔化。熔浆密布的地球开始分离成液态铁和硅酸盐熔体两部分,密度较低的硅酸盐漂浮于密度较大的金属铁核之上。接着硅酸盐溶体也开始分化,密度较大的物质沉到下层形成了地慢,密度较小的物质浮到了上层形成了一层厚厚的壳,使更容易与氧结合的元素则形成了密度较小的矿物质,这些物质结合成了氧化物,并以硅酸盐为主。形成了下地蔓,呈固态,富含镁硅酸盐。 硅酸盐是最重要的化学族矿物,它们占已知矿物的25%,常见矿物的40%,硅酸盐不但是地球上矿物的主要组成部分,还是月球和陨石中的重要组成部分。石英,长石,云母以及花岗岩的主要成分,都是硅酸盐。所有的硅酸盐都含有硅和氧。硅是一种明亮的非金属物质,硅与氧形成四面体结构,每一个四面体中的都有一个硅原子、而四个角则为4个氧原子。单介子硅的化学符号为Si、氧化硅Sio,二氧化硅Sio2,硬度7,比重2.7。硅酸盐是硅、氧与其它化学元素(主要是铝、铁、镁、钙、钾、纳)结合而成的化合物的总称。

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