Question

硅是重要的半導體材料，構成了現代電子工業的基礎。回答下列問題：
（1）基態Si原子中，電子占據的最高能層符號       ，該能層具有的原子軌道數為      、電子數為         。
（2）硅主要以硅酸鹽、       等化合物的形式存在于地殼中。
（3）單質硅存在與金剛石結構類似的晶體，其中原子與原子之間以        相結合，其晶胞中共有8個原子，其中在面心位置貢獻       個原子。
（4）單質硅可通過甲硅烷(SiH₄)分解反應來制備。工業上采用Mg₂Si和NH₄CI在液氨介質中反應制得SiH₄，該反應的化學方程式為              。
（5）碳和硅的有關化學鍵鍵能如下所示，簡要分析和解釋下列有關事實：

化學鍵	C-C	C-H	C-O	Si-Si	Si-H	Si-O
鍵能（KJ/mol）	356	413	336	226	318	452

①硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數量上都遠不如烷烴多，原因是                。
②SiH₄的穩定性小于CH₄，更易生成氧化物，原因是                       。
（6）在硅酸鹽中，SiO₄^4－四面體（如下圖a）通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網狀四大類結構型式。圖b為一種無限長單鏈結構的多硅酸根；其中Si原子的雜化形式為            。Si與O的原子數之比為       化學式為   。

Answer 1

（1）M；9；4 （2）二氧化硅； （3）共價鍵；3
（4）Mg₂Si＋4NH₄Cl=SiH₄＋4NH₃＋2MgCl₂
（5）①硅烷中的Si－Si鍵和Si－H鍵的鍵能小于烷烴分子中C－C鍵和C－H鍵的鍵能，穩定性差，易斷裂，導致長鏈硅烷難以形成，所以硅烷在種類和數量上都遠不如烷烴多。
②由于鍵能越大，物質越穩定，C－H鍵的鍵能大于C－O鍵的鍵能，故C－H鍵比C－O鍵穩定；而Si－H鍵的鍵能卻遠小于Si－O鍵的鍵能，所以Si－H鍵不穩定，而傾向于形成穩定性更強的Si－O鍵，即更易生成氧化物。
（6）sp³；1:3；[SiO₃]_n^2n－(或SiO₃^2－)

解析