15.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M,该能层具有的原子轨道数为9、电子数为4.
(2)硅主要以硅酸盐、二氧化硅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共价键相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献3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NH4CI在液氨介质中反应制得SiH4,该反应的化学方程式为Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2
(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-CC-H
 
C-OSi-SiSi-HSi-O
键能(KJ/mol)
 
356
 
413336226318452 
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.
②SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是C-H键的键能大于C-O键,C-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)在硅酸盐中,SiO44-四面体(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sp3.Si与O的原子数之比为1:3化学式为SiO32-
 0  173812  173820  173826  173830  173836  173838  173842  173848  173850  173856  173862  173866  173868  173872  173878  173880  173886  173890  173892  173896  173898  173902  173904  173906  173907  173908  173910  173911  173912  173914  173916  173920  173922  173926  173928  173932  173938  173940  173946  173950  173952  173956  173962  173968  173970  173976  173980  173982  173988  173992  173998  174006  203614 

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