硅是一种半金属，以其自然形式与其他四种元素结合，其三维结构呈四面体形式。长期以来，似乎无法实现二维等价物的综合和表征——几何上讲，正方形。

现在海德堡大学无机化学领域的科学家们已经成功地生产出具有这种构型的结晶复合物。无机化学研究所的 PD Lutz Greb 博士强调，它具有令人惊讶的物理和化学性质，并且在分子化学领域，将开辟使用地壳中第二丰富的元素进行催化和材料研究的新方法（Chem，“ An isolable, crystalline complex of square-planar silicon(IV)”）。

硅的自然四面体结构（左上）在不寻常的方形平面几何形状（右下）中的变化。（图片：埃伯纳/格雷布）

作为经典的半金属，硅兼具金属和非金属的特性，属于元素周期表中的碳族。像碳一样，硅与四种元素结合。它的三维结构则对应于一个四面体，一个有四个边的物体。由于四面体的高稳定性，在具有四个键的天然硅中不知道其他结构 - 简称为硅（IV）。

纯粹从几何角度考虑，四面体的二维等价物是正方形。这些结构已经为碳而闻名，但据 Greb 博士说，即使经过 40 多年的努力，在硅 (IV) 化学领域还没有产生方形平面结构。

Greb 博士的工作组首次成功合成并完全表征了方形平面硅 (IV) 物种。可以借助 X 射线晶体学来证明这一点。科学家们培育出一种单晶，他们用精细聚焦的 X 射线束对其进行照射。当遇到单晶原子时 X 射线的衍射产生了一个明确无误的图案，从中可以计算出原子核的位置。

这项测量使研究人员能够证明他们正在处理具有方形平面硅 (IV) 的分子。光谱方法的进一步研究支持这种配置。它显示出研究人员没有预料到的物理和化学特性，例如天然无色类物质的颜色。

一旦您了解了关键条件，从我们选择的组件中合成这种配置相对简单，同时担任无机化学研究所博士后研究员的 Fabian Ebner 博士解释说。

然而，令科学家们惊讶的是，方形平面硅 (IV) 分子完全构成了一种稳定、可分离的化合物。由于高反应性，有许多可以想象的分解方式。尽管如此，我们始终相信有可能分离出这种化合物，格雷布博士强调说。