[化學-選修3：物質結構與性質]
硅是重要的半導體材料，構成了現代電子工業的基礎．請回答下列問題：
（1）基態Si原子中，電子占據的最高能層符號為
M
M
，該能層具有的原子軌道數為
9
9
、電子數為
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）單質硅存在與金剛石結構類似的晶體，其中原子與原子之間以
共價鍵
共價鍵
相結合，其晶胞中共有8個原子，其中在面心位置貢獻
3
3
個原子．
（4）單質硅可通過甲硅烷（SiH
4）分解反應來制備．工業上采用Mg
2Si和NH
4Cl在液氨介質中反應制得SiH
4，該反應的化學方程式為
Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2
Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2
．
（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-1） |
356 |
413 |
336 |
226 |
318 |
452 |
①硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數量上都遠不如烷烴多，原因是
C-C鍵和C-H鍵較強，所形成的烷烴穩定．而硅烷中Si-Si鍵和Si-H鍵的鍵能較低，易斷裂，導致長鏈硅烷難以生成．
C-C鍵和C-H鍵較強，所形成的烷烴穩定．而硅烷中Si-Si鍵和Si-H鍵的鍵能較低，易斷裂，導致長鏈硅烷難以生成．
．
②SiH
4的穩定性小于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鍵穩定．而Si-H鍵的鍵能卻遠小于Si-O鍵，所以Si-H鍵不穩定而傾向于形成穩定性更強的Si-O鍵
C-H鍵的鍵能大于C-O鍵，C-H鍵比C-O鍵穩定．而Si-H鍵的鍵能卻遠小于Si-O鍵，所以Si-H鍵不穩定而傾向于形成穩定性更強的Si-O鍵
．
（6）在硅酸鹽中，SiO
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
sp3
sp3
，Si與O的原子數之比為
1：3
1：3
，化學式為
SiO32-
SiO32-
．
