元素、二氧化硅和有机硅

硅 是元素 硅。 二氧化硅 是 二氧化硅 （石英、方石英、鳞石英、蛋白石）。 硅酸盐 是由SiO₄四面体构成的矿物（长石、辉石、云母等）。 有机硅 是合成聚合物，具有 Si–O–Si 脊骨——用于烘焙用具，并非矿物。姓氏相同，性格迥异。

拥有两个世界的类金属

在元素周期表中，硅位于金属和非金属之间，具有两者共同的特性： 有光泽且易碎，导热性良好，但其纯净形式是 半导体—低温下绝缘，受热、光或掺杂剂作用时导电。

地壳的骨架

吸氧后， 硅是第二丰富的元素 在地壳中，被束缚为 二氧化硅 和硅酸盐。从花岗岩（石英+长石+云母）到玄武岩（辉石+斜长石+橄榄石），硅酸盐四面体是基本构造块。

四面体一直向下

SiO₄族元素连接成链状（辉石）、双链状（角闪石）、片状（云母、粘土）和骨架状（长石、石英）。重新排列这些连接是地质学家最热衷的课题——这也是硅酸盐展现出如此丰富结构和特性的原因。

风化 & 沙滩

石英（SiO₂）具有化学韧性，能够经受风化，成为 沙 和 砂岩.用助熔剂熔化它，你得到 玻璃，无色，直到微量金属将其染成彩色窗户。

元素硅

• 钢灰色 呈青铜色，略带蓝色（薄氧化物干扰）。
• 表面： 金属光泽 当断裂或抛光时； 玻璃贝壳状 像燧石一样的碎片。
• 形式： 晶圆/硅锭切片，冶炼厂生产的块状多晶“金属硅”，或精致的 树突 从熔体中生长出来。

二氧化硅 & 硅酸盐亲属

• 石英种类：无色水晶、紫水晶、烟熏水晶、黄水晶、玫瑰水晶——您已经在 Crystalopedia 中见过很多种类。
• 碳化硅（莫桑石）：天然稀有，合成常见；明亮、坚硬、炽热——与元素硅截然不同。
• 氮化硅 & 硅酸盐陶瓷：坚韧，哑光至缎面；在工程领域很有价值。

摄影小贴士： 抛光硅上的薄氧化物 彩虹色的蓝色；~30° 的单一漫射光可显示这一点，且不产生刺眼的镜面眩光。

步骤 1 — 金属硅

高纯度石英+碳在电弧炉中熔炼，制成 冶金级硅 （纯度约 98–99%）。它看起来像深色、有光泽的块状金属，有玻璃状的断口。

第 2 步 — 多晶硅

用化学方法精炼金属（e.g.，通过三氯硅烷路线）至 超纯多晶硅 （9N+）。想象一下苍白、冰冷的棒状物或珠状物——芯片和太阳能电池的原料。

步骤 3 — 单晶

融化并拉出一颗种子来种植 直拉锭 （单晶硅）。切片、抛光，并生成薄层氧化物。利用光和化学方法进行图案雕刻 晶体管 比红细胞还小。这很神奇，但要用材料科学来解释。

硅与硅胶

硅 =元素（Si）。 硅酮 = 聚合物（烘焙用具、密封剂）。如果它像橡胶一样弯曲，那就不是硅元素。

硅与二氧化硅（石英）

元素硅呈金属灰色且不透明。 石英 呈无色至多种颜色，玻璃状，透明/半透明；成分是 二氧化硅。

硅与碳化硅（莫桑石）

SiC 是一种 陶瓷制品，极其坚硬（莫氏硬度约9.25），亮度极高，是钻石的热门替代品。硅元素较软、暗淡且不透明。

金属矿物

硅块可能被误认为是方铅矿或赤铁矿。快速提示： 低重量 （2.33克/立方厘米）， 贝壳状碎片，以及蓝色氧化物闪光——不是立方解理（方铅矿）或红色条纹（赤铁矿）。

“蓝色威化饼”

抛光晶片上那可爱的蓝色是薄薄的 氧化物干扰 是颜色，而不是颜料。倾斜，它就会发生微妙的变化——这就是物理学在时装秀上的运用。

快速检查表

• 钢灰色、易碎、玻璃状断口？→可能是元素硅。
• 具有贝壳状断口的透明/玻璃状晶体？→二氧化硅（石英）。
• 有弹性、有橡胶感的“Si”？→ 硅酮聚合物，不是元素。

收藏家看到了什么

在收藏中，“硅”通常意味着 精炼金属硅：冶炼厂生产的块状、有光泽的碎片；精致的 树突 从熔体中生长出来（像雪花一样）；或者很薄 晶圆碎片 显示干涉色。真 原生硅 是一种罕见的、通常微小的物质。

故事开始的地方

从地质学角度来看，硅的故事无处不在：花岗岩、砂岩和海滩中的石英脉；地壳岩石中的长石和云母；以及在芯片制造厂嗡嗡作响的地方生长的高科技人造单晶。

对于元素硅样品

• 像玻璃一样处理： 硬而脆—边缘可能会碎裂。
• 避免长时间浸泡；用柔软的干布擦拭。呼吸空气+超细纤维可提亮光泽。
• 单独存放；较重的矿物质可能会损坏边缘。

适用于晶圆/锭

• 指纹会腐蚀氧化层——戴手套或用手握住 边缘。
• 用小聚光灯以微小角度展示； 蓝光干扰 读起来很美。
• 远离磁铁？磁铁不会损坏硅，但附近的铁磁体可能会推翻精密的支架——这个建议更多的是关于物理而不是化学。

对于二氧化硅的近亲

• 石英品种耐用（莫氏硬度7）。温和的肥皂和水即可。
• 避免对内含石英造成热冲击（愈合的裂缝可能会破裂）。
• 与刚玉/钻石邻居分开以保持光泽。