514-2硅及其化合物 Silicon and its Compounds 、 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)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NCH3)3 与N(SH3)3的碱性也不同,前者的Lews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(SiO2) 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 SC← 40°cs142Mg+si Me,s (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+1 8HF 3H2SiF6+4NO+ 8H20 硅与氢氟酸反应:Si+4HF SiF4+2H2, SiF4+ 2HF H2SiF6 (3)硅溶于碱并放出H2:Si+2KOH+H2O=K2SO3+2H2↑ (4)硅在高温下与水蒸气反应:Si+2H2O(g)=H2SiO3+2H2 (1)SiCl4+ 2Zn Si+ 2ZnCI2 (2)SO2和C混合,在电炉中加热:SO2(s)+2C(s)电S(s)+2COg)↑ (3)SiO2 + CaC Si+ Ca+2C0 (4)硅烷的分解:SiH4=Si+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、IA族硅化物:CaSi、CaSi、CaSi2不稳定,与水反应 (2)副族元素硅化物:Mo3Si、 MosSi、MoSi、 MoSi2(2050℃)高熔、沸点,不溶于 H和王水,仅溶于HF一HNO3混合液或者在碱液中 wSi2(2165℃), TisI3(2120℃),VsSi(2150℃),f元素的硅化物在反应堆 中吸收中子。 2.[+4 JO.S. SiHal4, SiO2, Si3N4, SiC H SiH4 (1) structure:正四面体结构单元:SiO4、SiS4、SiN4、SiC4205 §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 (SiO2) 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     ⎯⎯⎯⎯ ⎯→ ⎯⎯⎯⎯ ⎯→     ⎯⎯⎯⎯⎯ ⎯⎯ ⎯⎯     2 600 C O 4 400 C Cl 1000 C N 3 4 2000 C C SiO SiCl Si Si N SiC 3 2 2 2Mg + Si Mg2Si (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 + 18HF 3H2SiF6 + 4NO + 8H2O 硅与氢氟酸反应：Si + 4HF SiF4 + 2H2，SiF4 + 2HF H2SiF6 (3) 硅溶于碱并放出 H2：Si + 2KOH + H2O K2SiO3 + 2H2↑ (4) 硅在高温下与水蒸气反应：Si + 2H2O(g) H2SiO3 + 2H2 2．Preparation: (1) SiCl4 + 2Zn Si + 2ZnCl2 (2)SiO2 和 C 混合，在电炉中加热：SiO2(s) + 2C(s) 电炉 Si(s) + 2CO(g)↑ (3) SiO2 + CaC2 Si + Ca + 2CO (4) 硅烷的分解：SiH4 Si + 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) structure：正四面体结构单元：SiO4、SiS4、SiN4、SiC4