[化學(xué)-選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]
硅是重要的半導(dǎo)體材料，構(gòu)成了現(xiàn)代電子工業(yè)的基礎(chǔ)．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）基態(tài)Si原子中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為
M
M
，該能層具有的原子軌道數(shù)為
9
9
、電子數(shù)為
4
4
．
（2）硅主要以硅酸鹽、
二氧化硅
二氧化硅
等化合物的形式存在于地殼中．
（3）單質(zhì)硅存在與金剛石結(jié)構(gòu)類似的晶體，其中原子與原子之間以
共價(jià)鍵
共價(jià)鍵
相結(jié)合，其晶胞中共有8個(gè)原子，其中在面心位置貢獻(xiàn)
3
3
個(gè)原子．
（4）單質(zhì)硅可通過(guò)甲硅烷（SiH
4）分解反應(yīng)來(lái)制備．工業(yè)上采用Mg
2Si和NH
4Cl在液氨介質(zhì)中反應(yīng)制得SiH
4，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2
Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2
．
（5）碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示，簡(jiǎn)要分析和解釋下列有關(guān)事實(shí)：
| 化學(xué)鍵 |
C-C |
C-H |
C-O |
Si-Si |
Si-H |
Si-O |
| 鍵能/（kJ?mol-1） |
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(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多，原因是
C-C鍵和C-H鍵較強(qiáng)，所形成的烷烴穩(wěn)定．而硅烷中Si-Si鍵和Si-H鍵的鍵能較低，易斷裂，導(dǎo)致長(zhǎng)鏈硅烷難以生成．
C-C鍵和C-H鍵較強(qiáng)，所形成的烷烴穩(wěn)定．而硅烷中Si-Si鍵和Si-H鍵的鍵能較低，易斷裂，導(dǎo)致長(zhǎng)鏈硅烷難以生成．
．
②SiH
4的穩(wěn)定性小于CH
4，更易生成氧化物，原因是
C-H鍵的鍵能大于C-O鍵，C-H鍵比C-O鍵穩(wěn)定．而Si-H鍵的鍵能卻遠(yuǎn)小于Si-O鍵，所以Si-H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si-O鍵
C-H鍵的鍵能大于C-O鍵，C-H鍵比C-O鍵穩(wěn)定．而Si-H鍵的鍵能卻遠(yuǎn)小于Si-O鍵，所以Si-H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si-O鍵
．
（6）在硅酸鹽中，SiO
四面體（如下圖（a））通過(guò)共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大類結(jié)構(gòu)型式．圖（b）為一種無(wú)限長(zhǎng)單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根，其中Si原子的雜化形式為
sp3
sp3
，Si與O的原子數(shù)之比為
1：3
1：3
，化學(xué)式為
SiO32-
SiO32-
．
