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，电子占据的能量最 [化学——选修3：物质结构与性质]（15分）硅是重要的半导体...
[\u5316\u5b66-\u9009\u4fee3\uff1a\u7269\u8d28\u7ed3\u6784\u4e0e\u6027\u8d28]\u7845\u662f\u91cd\u8981\u7684\u534a\u5bfc\u4f53\u6750\u6599\uff0c\u6784\u6210\u4e86\u73b0\u4ee3\u7535\u5b50\u5de5\u4e1a\u7684\u57fa\u7840\uff0e\u8bf7\u56de\u7b54\u4e0b\u5217\u95ee\u9898\uff1a\uff081\uff09\uff081\uff09\u7845\u539f\u5b50\u6838\u5916\u670914\u4e2a\u7535\u5b50\uff0c\u5176\u57fa\u6001\u539f\u5b50\u7684\u6838\u5916\u7535\u5b50\u6392\u5e03\u5f0f\u4e3a1s22s22p63s23p2 \uff0c\u5bf9\u5e94\u80fd\u5c42\u5206\u522b\u522b\u4e3aK\u3001L\u3001M\uff0c\u5176\u4e2d\u80fd\u91cf\u6700\u9ad8\u7684\u662f\u6700\u5916\u5c42M\u5c42\uff0c\u8be5\u80fd\u5c42\u6709s\u3001p\u3001d\u4e09\u4e2a\u80fd\u7ea7\uff0cs\u80fd\u7ea7\u67091\u4e2a\u8f68\u9053\uff0cp\u80fd\u7ea7\u67093\u4e2a\u8f68\u9053\uff0cd\u80fd\u7ea7\u67095\u4e2a\u8f68\u9053\uff0c\u6240\u4ee5\u5171\u67099\u4e2a\u539f\u5b50\u8f68\u9053\uff0c\u7845\u539f\u5b50\u7684M\u80fd\u5c42\u67094\u4e2a\u7535\u5b50\uff083s23p2\uff09\uff1b\u6545\u7b54\u6848\u4e3a\uff1aM\uff1b9\uff1b4\uff1b\uff082\uff09\u7845\u5143\u7d20\u5728\u81ea\u7136\u754c\u4e2d\u4e3b\u8981\u4ee5\u5316\u5408\u6001\uff08\u4e8c\u6c27\u5316\u7845\u548c\u7845\u9178\u76d0\uff09\u5f62\u5f0f\u5b58\u5728\uff0c\u6545\u7b54\u6848\u4e3a\uff1a\u4e8c\u6c27\u5316\u7845\uff083\uff09\u7845\u6676\u4f53\u548c\u91d1\u521a\u77f3\u6676\u4f53\u7c7b\u4f3c\u90fd\u5c5e\u4e8e\u539f\u5b50\u6676\u4f53\uff0c\u7845\u539f\u5b50\u4e4b\u95f4\u4ee5\u5171\u4ef7\u952e\u7ed3\u5408\uff0e\u5728\u91d1\u521a\u77f3\u6676\u4f53\u7684\u6676\u80de\u4e2d\uff0c\u6bcf\u4e2a\u9762\u5fc3\u6709\u4e00\u4e2a\u78b3\u539f\u5b50\uff08\u6676\u4f53\u7845\u7c7b\u4f3c\u7ed3\u6784\uff09\uff0c\u5219\u9762\u5fc3\u4f4d\u7f6e\u8d21\u732e\u7684\u539f\u5b50\u4e3a 6\u00d712=3\u4e2a\uff1b\u6545\u7b54\u6848\u4e3a\uff1a\u5171\u4ef7\u952e\uff1b3\uff1b\uff084\uff09Mg2Si\u548cNH4Cl\u5728\u6db2\u6c28\u4ecb\u8d28\u4e2d\u53cd\u5e94\u5236\u5f97SiH4\u3001NH3\u548cMgCl2\uff0c\u65b9\u7a0b\u5f0f\u4e3a\uff1aMg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2\uff0c\u6545\u7b54\u6848\u4e3a\uff1aMg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2\uff1b\uff085\uff09\u2460\u70f7\u70c3\u4e2d\u7684C-C\u952e\u548cC-H\u952e\u5927\u4e8e\u7845\u70f7\u4e2d\u7684Si-Si\u952e\u548cSi-H\u952e\u7684\u952e\u80fd\uff0c\u6240\u4ee5\u7845\u70f7\u4e2dSi-Si\u952e\u548cSi-H\u952e\u7684\u952e\u80fd\u6613\u65ad\u88c2\uff0c\u5bfc\u81f4\u957f\u94fe\u7845\u70f7\u96be\u4ee5\u751f\u6210\uff0c\u6545\u7b54\u6848\u4e3a\uff1aC-C\u952e\u548cC-H\u952e\u8f83\u5f3a\uff0c\u6240\u5f62\u6210\u7684\u70f7\u70c3\u7a33\u5b9a\uff0c\u800c\u7845\u70f7\u4e2dSi-Si\u952e\u548cSi-H\u952e\u7684\u952e\u80fd\u8f83\u4f4e\uff0c\u6613\u65ad\u88c2\uff0c\u5bfc\u81f4\u957f\u94fe\u7845\u70f7\u96be\u4ee5\u751f\u6210\uff1b\u2461\u952e\u80fd\u8d8a\u5927\u3001\u7269\u8d28\u5c31\u8d8a\u7a33\u5b9a\uff0cC-H\u952e\u7684\u952e\u80fd\u5927\u4e8eC-O\u952e\uff0c\u6545C-H\u952e\u6bd4C-O\u952e\u7a33\u5b9a\uff0c\u800cSi-H\u952e\u7684\u952e\u80fd\u8fdc\u5c0f\u4e8eSi-O\u952e\uff0c\u6240\u4ee5Si-H\u952e\u4e0d\u7a33\u5b9a\u800c\u503e\u5411\u4e0e\u5f62\u6210\u7a33\u5b9a\u6027\u66f4\u5f3a\u7684Si-O\u952e\uff1b\u6545\u7b54\u6848\uff1aC-H\u952e\u7684\u952e\u80fd\u5927\u4e8eC-O\u952e\uff0cC-H\u952e\u6bd4C-O\u952e\u7a33\u5b9a\uff0e\u800cSi-H\u952e\u7684\u952e\u80fd\u5374\u8fdc\u5c0f\u4e8eSi-O\u952e\uff0c\u6240\u4ee5Si-H\u952e\u4e0d\u7a33\u5b9a\u800c\u503e\u5411\u4e8e\u5f62\u6210\u7a33\u5b9a\u6027\u66f4\u5f3a\u7684Si-O\u952e\uff1b\uff086\uff09\u7845\u9178\u76d0\u4e2d\u7684\u7845\u9178\u6839\uff08SiO 4?4 \uff09\u4e3a\u6b63\u56db\u9762\u4f53\u7ed3\u6784\uff0c\u6240\u4ee5\u4e2d\u5fc3\u539f\u5b50Si\u539f\u5b50\u91c7\u53d6\u4e86sp3\u6742\u5316\u65b9\u5f0f\uff1b\u6545\u7b54\u6848\u4e3a\uff1asp3 \u6839\u636e\u56fe\uff08b\uff09\u7684\u4e00\u4e2a\u7ed3\u6784\u5355\u5143\u4e2d\u542b\u67091\u4e2a\u7845\u30013\u4e2a\u6c27\u539f\u5b50\uff0c\u5316\u5b66\u5f0f\u4e3aSiO32-\uff1b\u6545\u7b54\u6848\u4e3a\uff1a1\uff1a3\uff1bSiO32-\uff1b
\uff081\uff09M 9 4\uff082\uff09\u4e8c\u6c27\u5316\u7845\uff083\uff09\u5171\u4ef7\u952e 3\uff084\uff09Mg 2 Si+4NH 4 Cl=SiH 4 +4NH 3 +2MgCl 2 \uff085\uff09\u2460C\u2014C\u952e\u548cC\u2014H\u952e\u8f83\u5f3a\uff0c\u6240\u5f62\u6210\u7684\u70f7\u70c3\u7a33\u5b9a\u3002\u800c\u7845\u70f7\u4e2dSi\u2014Si\u952e\u548cSi\u2014H\u952e\u7684\u952e\u80fd\u8f83\u4f4e\uff0c\u6613\u65ad\u88c2\u3002\u5bfc\u81f4\u957f\u94fe\u7845\u70f7\u96be\u5f62\u6210\u3002\u2461C\u2014H\u952e\u7684\u952e\u80fd\u5927\u4e8eC\u2014O\u952e\uff0cC\u2014H\u952e\u6bd4C\u2014O\u952e\u7a33\u5b9a\u3002\u800c\uff0cSi\u2014H\u952e\u7684\u952e\u80fd\u8fdc\u5c0f\u4e8eSi\u2014O\u952e\uff0c\u6240\u4ee5Si\u2014H\u952e\u4e0d\u7a33\u5b9a\u800c\u503e\u5411\u4e8e\u5f62\u6210\u7a33\u5b9a\u6027\u66f4\u5f3a\u7684Si\u2014O\u952e\uff086\uff09sp 3 1\uff1a3 SiO 3 2- \u8bd5\u9898\u5206\u6790\uff1a\u2474\u6839\u636e\u7845\u7684\u539f\u5b50\u5e8f\u6570\u4e3a14\uff0c\u5176\u57fa\u6001\u539f\u5b50\u7684\u7535\u5b50\u6392\u5e03\u5f0f\u4e3a1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 \uff0c\u5219\u7535\u5b50\u5360\u636e\u7684\u6700\u9ad8\u80fd\u5c42\u7b26\u53f7\u4e3aM\uff08\u7b2c\u4e09\u5c42\uff09\uff0c\u8be5\u80fd\u5c42\u5177\u6709\u7684\u539f\u5b50\u8f68\u9053\u6570\u4e3a9\uff0c\u7535\u5b50\u6570\u4e3a4\u3002\u2475\u7845\u4e3b\u8981\u4ee5\u7845\u9178\u76d0\u3001\u4e8c\u6c27\u5316\u7845\u7b49\u5316\u5408\u7269\u7684\u5f62\u5f0f\u5b58\u5728\u4e8e\u5730\u58f3\u4e2d\u3002\u2476\u5355\u8d28\u7845\u5c5e\u4e8e\u539f\u5b50\u6676\u4f53\uff0c\u5176\u4e2d\u539f\u5b50\u4e0e\u539f\u5b50\u4e4b\u95f4\u4ee5\u5171\u4ef7\u952e\u76f8\u7ed3\u5408\uff0c\u5176\u6676\u80de\u4e2d\u5171\u67098\u4e2a\u539f\u5b50\uff0c\u67096\u4e2a\u4f4d\u4e8e\u9762\u5fc3\uff0c\u6545\u5728\u9762\u5fc3\u4f4d\u7f6e\u8d21\u732e3\u4e2a\u539f\u5b50\u3002\u2477Mg 2 Si\u548cNH 4 C1\u53cd\u5e94\u5236\u5907SiH 4 \uff0c\u636e\u539f\u5b50\u5b88\u6052\u751f\u6210\u7269\u8fd8\u6709NH 3 \u548cMgCl 2 \uff0c\u6700\u540e\u6839\u636e\u89c2\u5bdf\u6cd5\u5c06\u5176\u914d\u5e73\u3002\u2478\u2460\u7531\u4e8e\u975e\u91d1\u5c5e\u6027C\uff1eSi\uff0c\u53c8\u636e\u8868\u4e2dC\uff0dC\u952e\u548cC\uff0dH\u952e\u7684\u952e\u80fd\u6bd4Si\uff0dSi \u3001Si\uff0dH\u7684\u952e\u80fd\u5927\uff0c\u6545\u5f62\u6210\u7684\u70f7\u70c3\u6bd4\u7845\u70f7\u7a33\u5b9a\uff0c\u540c\u65f6\u4e5f\u5bfc\u81f4\u957f\u94fe\u7845\u70f7\u96be\u4ee5\u751f\u6210\uff0c\u6545\u7845\u70f7\u5728\u79cd\u7c7b\u548c\u6570\u91cf\u4e0a\u90fd\u8fdc\u4e0d\u5982\u70f7\u70c3\u591a\u3002\u2461\u7531\u4e8eC\uff0dH\u952e\u7684\u952e\u80fd\u5927\u4e8eC\uff0dO\u952e\uff0c\u8bf4\u660eC\uff0dH\u952e\u6bd4C\uff0dO\u952e\u7a33\u5b9a\uff0c\u800cSi\uff0dH\u952e\u7684\u952e\u80fd\u5374\u8fdc\u5c0f\u4e8eSi\uff0dO\u952e\uff0c\u6240\u4ee5Si\uff0dH\u952e\u4e0d\u7a33\u5b9a\u66f4\u503e\u5411\u4e8e\u751f\u6210\u66f4\u7a33\u5b9a\u7684Si\uff0dO\u952e\uff0c\u6545SiH 4 \u7684\u7a33\u5b9a\u6027\u5c0f\u4e8eCH 4 \uff0c\u66f4\u6613\u751f\u6210\u6c27\u5316\u7269\u3002\u2479\u6839\u636e\u201cSiO 4 4 \uff0d \u7684\u56db\u9762\u4f53\u201d\u7ed3\u6784\uff0c\u53ef\u77e5\u5176Si\u539f\u5b50\u7684\u6742\u5316\u5f62\u5f0f\u4e3asp 3 \uff1bSi\u4e0eO\u7684\u539f\u5b50\u6570\u4e4b\u6bd4\u4e3a1\uff1a\uff082+2\u00d7 \uff09\uff1d1\uff1a3\uff08\u6ce8\u610f\uff1a\u6bcf\u4e2a\u7ed3\u6784\u5355\u5143\u4e2d\u67092\u4e2a\u6c27\u539f\u5b50\u4e0e\u5176\u5b832\u4e2a\u7ed3\u6784\u5355\u5143\u5171\u7528\uff09\u3002
（1）原子中，离原子核越远的电子层其能量越高，所以Si原子中M电子层能量最高；该原子中含有3个s轨道、6个p轨道，所以一共有9个轨道，故答案为：M；9；
（2）硅属于亲氧元素，在自然界中不能以单质存在，主要以二氧化硅和硅酸盐存在，故答案为：二氧化硅；
（3）硅单质中硅硅之间以共价键结合，硅晶胞中每个顶点上有1个Si、面心是有1个Si、在晶胞内部含有4个Si原子，利用均摊法知，面心提供的硅原子个数=6×
| 1 |
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故答案为：共价键；3；
（4）可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是氨气，再根据元素守恒知还生成氯化镁MgCl2，所以反应方程式为：Mg2Si+4NH4Cl=SiH4↑+4NH3↑+2MgCl2，
故答案为：Mg2Si+4NH4Cl=SiH4↑+4NH3↑+2MgCl2；
（5）①键能越大形成的化学键越稳定，C-C键和C-H键的键能大于Si-Si键和Si-H键的键能，所以
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，故答案为：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；
②键能越大形成的化学键越稳定，CC-H键的键能大于Si-H键的键能，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，
故答案为：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）根据图片知，每个三角锥结构中Si原子是1个，O原子个数=2+2×
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故答案为：1：3；[SiO3]n2n- （或SiO32-）．
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