高中化学竞赛辅导 无机化学 14.2硅及其化合物知识点素材-人教版高中全册化学素材VIP专享

§14-2 硅及其化合物Silicon and its Compounds一、General Properties 1．由于 Si 的原子半径大、电离能低、电子亲合能和极化率高，因此 Si 在化学性质上与碳有许多不同之处。例如 Si 和 Si 之间基本上不形成 pπ－pπ 键，换言之，Si 的 sp或 sp2杂化不稳定。 2．由于 Si 原子的价轨道存在 3d 空轨道，所以 Si 原子的最大配位数可以达到 6，可以形成 d－pπ 键，例如 N(SiH3)3中 N 原子采取 sp2杂化，分子为平面三角形。这是由于 N原子上的孤对电子对占有 Si 原子的 3d 空轨道，形成 d－pπ 键所致。显然 N(CH3)3与N(SiH3)3的碱性也不同，前者的 Lewis 碱性大于后者。 3．Si 在自然界中占第二位，仅次于氧。About half the earth’s crust consists of silica (SiO 2) and silicate, aluminosilicate rocks.二、The Simple Substance 1．Properties (1) 在通常情况下，硅非常惰性，但加热时与许多非金属单质化合，还能与某些金属反应 2Mg + SiMg2Si (2) 硅遇到氧化性的酸发生钝化性(passivation),它可溶于 HF－HNO3的混合酸中3Si + 4HNO3 + 18HF3H2SiF6 + 4NO + 8H2O 硅与氢氟酸反应：Si + 4HFSiF4 + 2H2，SiF4 + 2HFH2SiF6 (3) 硅溶于碱并放出 H2：Si + 2KOH + H2OK2SiO3 + 2H2↑ (4) 硅在高温下与水蒸气反应：Si + 2H2O(g) H2SiO3 + 2H2 2．Preparation: (1) SiCl4 + 2ZnSi + 2ZnCl2 (2)SiO2和 C 混合，在电炉中加热：SiO2(s) + 2C(s) Si(s) + 2CO(g)↑ (3) SiO2 + CaC2Si + Ca + 2CO (4) 硅烷的分解：SiH4Si + 2H2 用作半导体用的超纯硅（super pure silicon），需用区域熔融（zone melting）的方法提纯。三、The Compounds 1．[  4 ] O.S. 硅化物（silicides） (1) IA、IIA 族硅化物：Ca2Si、CaSi、CaSi2不稳定，与水反应 (2) 副族元素硅化物：Mo3Si、Mo5Si3、MoSi、MoSi2（2050℃）高熔、沸点，不溶于 HF 和王水，仅溶于 HF－HNO3混合液或者在碱液中WSi2（2165℃），Ti5Si3（2120℃），V5Si3（2150℃），f 元素的硅化物在反应堆中吸收中子。 2．[ +4 ]O.S. SiHal4，SiO2，Si3N4，SiC 和 SiH4 (1) stru ctu re：正四面体结构单元：SiO4、SiS4、SiN4、SiC4 (2) properties： a．与碱反应： SiO2 + Ca(OH)2CaSiO3 + H2O SiH4 + 2KOH + H2OK2SiO3 + 4H2 CaS...