为什么碳的氢化物成千上万,而硅的氢化物只有十几种?请用大学的结构上来说明.

为什么碳的氢化物成千上万,而硅的氢化物只有十几种?请用大学的结构上来说明.

硅氢化物的形成条件及特性 由硅变为硅氢化物的条件不苛刻,在一定温度、压力下的强还原富氢环境,Si,SiO2,SiO2-3均可形成硅氢化物.Si0+2H2=SiH4 SiO2+4H2=SiH4+2H2O SiO2-3+4H2=SiH4+2OH-+H2O 纳米硅、纳米硅合金微粒有很大的比表面积,有许多悬空键,容易与氢结合形成氢化物,也容易与其它单质结合形成合金,产生协同氢化反应.SiH4的熔点为-185°C,沸点为-111.8°C,具高挥发性、高扩散性.工业上常利用此特性使之与杂质分离.SiH4的化学性质很活泼,在空气中能自燃,甚至发生爆炸,并生成SiO2和H2O.SiH4+2O2=SiO2+2H2O+81 565.873 7 J SiH4在一定条件下具有热稳定性和水解性,它在中性和微酸性水中不水解,但碱性对其水解则有催化作用.SiH4+(n+2)H2OOH-SiO2·Nh2o+4H2 2 呈硅氢化物迁移的依据 在大量核反应实验数据基础上建立的化学元素起源、演化为：①大爆炸产生氢,氢燃烧产生氦；②氦燃烧产生碳、氧、氖、镁；③碳燃烧—氧燃烧产生氖、钠、镁、硫、磷、硅；④硅燃烧产生铁、镍；⑤质量数大于铁族元素的“重元素”通过“中子俘获反应”形成.其中氢燃烧所释放的能量数倍于其余各阶段能量的总和.类地行星是富氢强还原性的.地球与其它类地行星来源于同一团星云物质,作为太阳系的一员,必然具有太阳系演化的共性及后天的差异性.木星、土星的星壳均为液态氢,海王星的星壳为气态氢和氦,星幔为甲烷、氨、水.月球亦处于强还原富氢环境,自然铁广布于月壤及其矿物岩石中,没有高价铁的矿物,月壤中氢含量达10×10-6～211×10-6.分布广泛众多的陨石矿物、宇宙尘的化学成分多为单质及合金矿物,还有许多低价矿物.以原子分数计,氢占地壳的17%,地幔、地核含有固态氢、金属氢(H0)及氢化物,地幔实为氢的大储库.在地球内部的气体中,氢起着决定性的作用.它既是地球内部最重要的还原剂、热传递媒体和热载体,也是岩石的软化剂和熔化剂.水圈、气圈主要是地球排气的产物.大洋的缺氧事件是由于地球排出大量还原性气体(CH4,H2,CO,H2S等)耗氧所致.地球的深度越大、年代越早,其氢及氢化物的浓度越高,还原性越强.金伯利岩及某些岩浆岩中产出众多的单质矿物及其合金矿物、硅化物、碳化物就是证明.地面的氧化性则是后天形成的.与硅化密切相关的岩石矿物流体包裹体成分普遍含有H2及其相关物质,如CH4,CO,CO2,H2O等.在一定条件下,CH4与H2O作用可产生H2；而当条件变化时,H2与CO,CO2作用则可产生CH4,它们处于动态平衡中.氢的原子半径很小,扩散逃逸很快,氢是强还原剂,能将许多物质还原并形成氢化物及合金氢化物.火山喷气带含有CO2,CH4,H2,NH3,SiO2,Al,Fe,K,Cu,Zn,Pb,As,Ag,Sn等.地热泉常含H2,CH4等.H2是构造活动的灵敏指示剂,其蚀变矿物有石英、玉髓、蛋白石、硼矿物、铀石、沥青铀矿、黄铁矿等,有的含有高岭石、叶蜡石、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉锑矿、雄黄、雌黄、毒砂、自然金、银金矿等.伴随火山喷发、地热事件出现的NH3,是在一定温度、压力和自燃触媒条件下N2与H2化合的产物,N2与CH4反应亦能形成NH3.NH3的出现表明为富氢的还原环境.在火山喷发、地热泉中氢和硅质总是共生的,显然其有密切的成因联系.地球、月球、陨石、宇宙尘均产出单质硅及其合金矿物.这可能是H0,H2,H-,C,CO,CH4等作用于氧化硅及硅酸盐的结果.最近,天津地质研究院王郁、孟海军在石英脉蚀变岩型金矿床中发现了硅金矿,用Cl-,S2-,HS-,S2O2-3,H3SiO-4等配合物均难以解释其形成机理.若用硅金合金氢化物从地球深部迁移至地壳浅部,突然减压,降温,Eh值上升,氢逃逸,硅金合金氢化物被氧化而成矿,则可得到合理的解释.2AuSi3H13=2AuSi3+13H2↑ 4AuSi3H13+13O2=4AuSi3+26H2O 3 形成硅化的新机制 地质事件产生富氢的强还原环境,硅氢化物随岩浆、热液、热气迁移至地壳浅部被氧化成石英(即硅化),若硅化的规模、强度大,则可形成硅化岩,甚至硅化带.湘南地区就产出“全硅质”岩.石英形态有自形、半自形、长条锯齿状、云雾状、羽毛状、叶片状、似斑片状、它形粒状等.它们的集合体常呈花瓣状,交织状,斑杂状,等粒细晶状,歪、正细晶状,还有微晶和隐伏硅质物,黄铁矿呈烟灰状.这暗示这些矿物是由气态演化而成的.硅化带的矿物成分主要为石英、玉髓,少量高岭石、水云母、叶蜡石、沥青铀矿、辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等.这些矿物中铝、铁、铀、铜、铅、锌等均能与氢形成氢化物并与硅氢化物共同迁移成矿,在硅化带中形成上述共生矿物组合,因此硅化的形成与有关矿化密切相关.