[化学-选修3：物质结构与性质]
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

M

M

，该能层具有的原子轨道数为

9

9

、电子数为

4

4

．
（2）硅主要以硅酸盐、

二氧化硅

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

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

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NH₄Cl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

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-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

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．

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

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，SiO

4

-

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

sp³

sp³

，Si与O的原子数之比为

1：3

1：3

，化学式为

SiO₃^2-

SiO₃^2-

．