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疑问：教材[1]146页第一自然段第二行：“在常温下，硅的化学性质不活泼，……”；145页第二节第一自然段第二行：“在自然界中，没有游离的硅，只有以化合态存在的硅，……”；既然在常温下，硅的化学性质不活泼，为什么自然界中没有游离态的硅单质？

回答：

    基态时,硅的原子电子组态为：Si:[Ne] 3s²3p²,硅原子价层3s、3p轨道有电子占据,能级相近的3d空轨道可以参加成键作用,因d轨道参加成键,除形成sp³d和sp³d²等杂化轨道外,还使Si—O等类型化学键因pπ-dπ作用而大大增强[2]。

                                           表  硅化学键的键长和键能[2]

    由表1可以看出键能（E）的关系：E(Si—O)>> E(Si—Si)

    自然界中硅的主要存在形式硅酸盐，主要是以[SiO₄]^4－基团组成，在[SiO₄]^4－基团中，Si除以sp³杂化轨道和4个氧原子按四面体方向形成4个σ键外，Si原子的dx²-y²和O原子的p轨道相互叠加，由O原子提供电子成键，如图1(a)所示，同时Si原子的dz²轨道也可和O原子的pπ轨道互相叠加，由O原子提供电子成键，如图1(b)所示。由于这种pπ→dπ的作用,使Si—O键增强，键长缩短，键能增加。在硅酸盐中, Si—O键的平均键长为162pm，它比和的共价单键半径和(113pm+77pm=190pm)短28pm[2]。

图   [SiO₄]^4-中的pπ→dπ配键(每种只示出一个)

(a)pπ→dx²-y²，(b) pπ→dz²，注：引自文献[2]。

     在地壳形成时温度很高，且硅与氧具有高亲和力[3]，能够生成更为稳定的Si—O四面体结构，因此，丰度仅次于氧的硅单质在自然界中就并不存在了，即自然界中不存在由Si—Si键连接的纯硅单质,而是基本上是以更为稳定的Si—O键结合的硅酸盐的形式存在[2]。

参考文献：

[1] 人民教育出版社化学室.全日制普通高级中学教科书（必修）化学第一册[M],北京：人民教育出版社,2003:145-146

[2] 周公度.碳和硅结构化学的比较[J] .大学化学,2005,20(4):1-3

[3] [英]C·A·皮尔斯.华东师范大学化学系翻译组译,硅化学及其应用[M],上海：上海教育出版社, 1984:6

[4] 白涛，魏群等.对“硅”教学中几个疑问的探讨[J],化学教学,2008，（3）