Existuje sloučenina SiO?

Krátká odpověď: Je, ale nestabilní a spolehlivě detekovatelná.

Dlouhá odpověď.

Nejprve bychom se měli podívat na strukturu oxidu uhličitého a oxidu křemičitého. Je docela snadné vidět, že křemík tvoří polymerní oxid bez dvojných vazeb, zatímco uhlík tvoří molekuly se dvěma dvojnými vazbami. anomálie, získání sloučenin křemíku s dvojnými vazbami $ \ ce {Si-E} $ je přinejlepším složité. To se přičítá větší velikosti atomů a více rozptýleným $ p $ -orbitálům pro křemík, takže tvorba dvojných vazeb není ve většině případů výhodná .

Podívejme se nyní na oxid uhelnatý. Je to molekula s vazbami velmi podobná vazbě v molekule dinitrogenu. Atom uhlíku má formální záporný náboj a kyslík má formální kladný náboj. Kvůli vysoké elektronegativitě kyslíku je však elektronová hustota přitahována zpět ke kyslíku, takže výsledný dipólový moment je maličký. Molekuly neobsahují dvojnou, ale trojnou vazbu, takže tvorba podobné molekuly pro křemík je velmi nepříznivá. Přesto může být oxid křemičitý detekován v plynné fázi.

Proč pevná fáze se složením $ \ ce {SiO} $ není vytvořena, je zajímavější otázkou. Bohužel takové otázky nemají vždy snadnou odpověď, protože pravidla chránící stechiometrii pevných fází jsou často založena na tajemných koncepcích atomového balení a počtu elektronů. Je zcela možné, že taková fáze by byla získána jednoho dne v exotických podmínkách. Pro jasnost bych použil sterické úvahy. Fragment $ \ ce {Si-O-Si} $ je zhruba lineární, zatímco atom $ \ ce {Si} $ upřednostňuje čtyřstěnnou koordinaci. Od této chvíle lze na základě diamantové struktury vytvořit pouze dvě jednoduché fáze bez visících vazeb. Jedná se o struktury s jednotkami $ \ ce {Si} $ nebo $ \ ce {SiO4} $ v uzlech struktury. Jde o přílišné zjednodušení, protože oxid křemičitý tvoří mnoho spíše esoterických krystalických struktur, protože fragment $ \ ce {Si-O-Si} $ není úplně lineární, ale je podle mého názoru dostatečně blízký.

Při predikci existence kovalentních sloučenin se nespoléhejte na oxidační stavy, oxidační stav +2 pro křemík je věc. Existuje v $ \ ce {Si6Cl12} $ a přijímá strukturu podobnou cyklohexanu.

Komentáře

• Těleso se složením se vytváří podle en.wikipedia.org/wiki/Silicon_monoxide . je však polymerní a nikoli molekulární SiO.

Protože vaše otázka je otázkou na úrovni školy , Myslím, že odpověď je následující. Ačkoli uhlík a křemík mají podobné elektronové konfigurace na svých valenčních orbitálech, křemík je o jednu skořápku vyšší než uhlík. Tím se liší vazebné energie. $ \ Ce {Si} $ má pouze oxidační číslo $ \ ce {+4} $, takže musí mít $ \ ce {2} $ kyslíky za vzniku $ \ ce {SiO2} $. Uhlík však může mít oxidační číslo $ \ ce {+4} $, $ \ ce {-4} $ a $ \ ce {2} $, takže může tvořit $ \ ce {CO} $.

Ve skutečnosti $ \ ce {SiO} $ existuje v přírodě. Oxid křemičitý je chemická sloučenina se vzorcem $ \ ce {SiO} $, kde je křemík přítomen v oxidačním stavu $ \ ce {+2} $. V plynné fázi je to diatomická molekula. Když se plyn $ \ ce {SiO} $ rychle ochladí, kondenzuje za vzniku hnědočerného polymerního sklovitého materiálu $ \ ce {(SiO) _ {n}} $, který je komerčně dostupný a slouží k ukládání filmů o hodnotě $ \ ce {SiO} $.

Samotný oxid křemičitý nebo žáruvzdorné materiály obsahující $ \ ce {SiO2} $ lze při vysokých teplotách redukovat pomocí $ \ ce {H2} $ nebo $ \ ce {CO} $,

$$ \ ce {SiO2 (s) + H2 (g) ⇌ SiO (g) + H2O (g)} $$

Protože produkt $ \ ce {SiO} $ je shromažďován a odstraňován , rovnováha se posune doprava, což má za následek pokračující spotřebu $ \ ce {SiO2} $.

Komentáře

• Zda je skelný materiál ve skutečnosti oxidem křemičitým, je velmi spornou otázkou. Podívejte se na tento článek , abyste získali přehled.
• Podstata, kterou si myslím, je, že SiO je velmi reaktivní druh a skutečně existuje pouze v plynném stavu stav za " exotických " laboratorních podmínek na Zemi.