硅是重要的半导体材料，构成现代电子工业的基础．请回答下列问题：（1）硅原子中能量最高的电子处在_____

（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，一共有9个轨道，M层电子占有的原子轨道数为3，故答案为：M；3；

（2）硅晶体和金刚石晶体类似都属于原子晶体，硅原子之间以非极性共价键结合，单质硅是正四面体结构，14克单晶硅中存在Si-Si键的数目是

14g

28g/mol

×2NA=NA，故答案为：b； NA；

（3）SiH4在氧气中燃烧生成二氧化硅和水，方程式为：SiH4+O2 

点燃  .

SiO2+2H2O，故答案为：SiH4+O2 

点燃  .

SiO2+2H2O；

（4）根据元素周期律，非金属性C＞Si，则它们的气态氢化物的热稳定性CH4＞SiH4，

故答案为：非金属性C＞Si，它们的气态氢化物的热稳定性CH4＞SiH4；

（5）1200℃时发生反应为2（CaO?MgO）（s）+Si（s）?Ca2SiO4 （l）+2Mg（g），此时镁以蒸气的形式逸出，使平衡向正反应方向移动，使得化学反应能发生，故答案为：1200℃时反应生成的镁以蒸气的形式逸出，使平衡向正反应方向移动；

（6）a．化学平衡是动态平衡，反应物不再转化为生成物，则是证明反应结束的，故错误；

b．炉内Ca2SiO4与CaO?MgO的质量比保持不变，达到了平衡，故正确；

c．反应放出的热量不再改变，证明正逆反应速率是相等的，各个组分的浓度不随时间的变化而改变，故正确；

 d．单位时间内，n（CaO?MgO）消耗：n（Ca2SiO4）生成=2：1，不能证明正逆反应速率相等，故错误．

Mg的生成速率v=

b 96 × 1 2

at

=

0.5b

96at

 mol/（L?min），

故答案为：bc；

0.5b

96at

 mol/（L?min）．

（1）硅原子核外有14个电子，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2 ，对应能层分别别为K、L、M，其中能量最高的是最外层M层；故答案为：M；

（2）1s轨道与Si原子形成sp3杂化轨道，故答案为：sp3杂化；

（3）硅烷是分子晶体，结构相似，相对分子质量越大，分子间的范德华力越大，沸点越高，

故答案为：硅烷是分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高；

（4）碳原子半径小于硅的原子半径，C-O键键长比Si-O键键长短，键长越短键能越大，溶沸点更高，

故答案为：新型CO2晶体；二者都是原子晶体，碳原子半径小，C-O键键长短，键能大，溶沸点更高；

（5）硅酸盐中的硅酸根（SiO44-）为正四面体结构，所以中心原子Si原子采取了sp3杂化方式；

根据图（b）的一个结构单元中含有1个硅、3个氧原子，化学式为SiO32-；故答案为：1：3；SiO32-．

先说说硅：作为现在最广泛应用的半导体材料,它的优点是多方面的. 1）硅的地球储量很大,所以原料成本低廉. 2）硅的提纯工艺历经60年的发展,已经达到目前人类的最高水平. 3）Si/SiO2 的界面可以通过氧化获得,非常完美.通过后退火工艺可以获得极其完美的界面. 4）关于硅的掺杂和扩散工艺,研究得十分广泛,前期经验很多. 不足：硅本身的电子和空穴迁移速度在未来很难满足更高性能半导体器件的需求.氧化硅由于介电常数较低,当器件微小化以后,将面临介电材料击穿的困境,寻找替代介电材料是当务之急.硅属于间接带隙半导体,光发射效率不高. ------------------------------------ 锗：作为最早被研究的半导体材料,带给我们两个诺贝尔奖,第一个transistor和第一个IC.锗的优点是： 1）空穴迁移率最大,是硅的四倍；电子迁移率是硅的两倍. 2）禁带宽度比较小,有利于发展低电压器件. 3）施主/受主的激活温度远低于硅,有利于节省热预算. 4）小的波尔激子半径,有助于提高它的场发射特性. 5）小的禁带宽度,有助于组合介电材料,降低漏电流. 缺点也比较明显：锗属于较为活泼的材料,它和介电材料的界面容易发生氧化还原反应,生成GeO,产生较多缺陷,进而影响材料的性能；锗由于储量较少,所以直接使用锗作衬底是不合适的,因此必须通过GeOI（绝缘体上锗）技术,来发展未来器件.该技术存在一定难度,但是通过借鉴研究硅材料获得的经验,相信会在不久的将来克服.

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