31. 硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。请回答下列问题:
(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(SiH
4)分解反应来制备。工业上采用Mg
2Si和NH
4Cl在液氨介质中反应制得SiH
4,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—O | Si—Si | Si—H | Si—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
______。
②SiH
4的稳定性小于CH
4,更易生成氧化物,原因是
___________________________。
(6)在硅酸盐中,SiO
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
_________,化学式为
__________________。