Question

硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。回答下列问题：

（1）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为       ，该能层具有的原子轨道数为       、电子数为          。

（2）硅主要以硅酸盐、               等化合物的形式存在于地壳中。

（3）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以               相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献           个原子。

（4）单质硅可通过甲硅烷(SiH₄)分解反应来制备。工业上采用Mg₂Si和NH₄Cl在液氨介质中反应制得SiH₄，该反应的化学方程式为                                    。

（5）碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：

化学键	C—C	C—H	C一O	Si—Si	Si—H	Si一O
键能／(kJ·mol－1)	356	413	336	226	318	452

 ①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是        

                                                                          。

 ②SiH₄的稳定性小于CH₄，更易生成氧化物，原因是                                  

                                                                          。

（6）在硅酸盐中，SiO₄^4－四面体(如下图(a))通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为                  。Si与O的原子数之比为             。

Answer 1

（1）M  9    4   

（2）二氯化硅     （3）共价键    3（4）Mg₂Si+4NH₄Cl==SiH₄+4NH₃+2MgCl₂

（5）① C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂。导致长链硅烷难以生成

    ② C—H键的键能大于C—O键，C一H键比C—O键稳定。而Si—H键的键能却远小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键

（6）sp³    1 : 3    [SiO₃]_n^2n－(或SiO₃^2－)