Onko SiO-yhdistettä olemassa?

Lyhyt vastaus: Kyllä, mutta epävakaa ja vaikeasti havaittavissa luotettavasti.

Pitkä vastaus.

Ensinnäkin meidän on tarkasteltava hiilidioksidin ja piidioksidin rakennetta. On melko helppo nähdä, että pii muodostaa polymeeridioksidia ilman kaksoissidoksia, kun taas hiili muodostaa molekyylejä kahdella kaksoissidoksella. poikkeama, piiyhdisteiden saaminen kaksoissidoksilla $ \ ce {Si-E} $ on parhaimmillaan hankalaa. Tämä johtuu suuremmasta atomikoolta ja diffuusemmista piin $ p $ -sorbitaaleista, jolloin kaksoissidosten muodostuminen suosii useimmissa olosuhteissa .

Tarkastellaan nyt hiilimonoksidia. Se on molekyyli, jonka sitoutuminen on hyvin samanlaista kuin typpityppimolekyylissä. Hiiliatomilla on muodollinen negatiivinen varaus ja hapella muodollinen positiivinen varaus. Hapen suuren elektronegatiivisuuden takia elektronitiheys vedetään takaisin kohti happea, joten tuloksena oleva dipolimomentti on vähäinen. Molekyylit eivät sisällä kaksoissidosta, vaan kolmoissidoksen, mikä tekee samanlaisen piimolekyylin muodostumisesta erittäin epäedullista. Silti piimonoksidi voidaan havaita kaasufaasissa.

Nyt miksi kiinteä vaihe koostumuksella $ \ ce {SiO} $ ei muodostu, on mielenkiintoisempi kysymys. Valitettavasti tällaisiin kysymyksiin ei ole aina helppoa vastata, koska kiinteiden faasien stökiometriaa valvovat säännöt perustuvat usein atomipakkausten ja elektronien määrän arkaan käsitteisiin. On täysin mahdollista, että tällainen faasi saavutettaisiin jonain päivänä joissakin eksoottisissa olosuhteissa. Selkeyden vuoksi käytän steerisiä näkökohtia. $ \ ce {Si-O-Si} $ -fragmentti on suunnilleen lineaarinen, kun taas $ \ ce {Si} $ -atom suosii tetraedristä koordinaatiota. Tästä eteenpäin voidaan muodostaa vain kaksi yksinkertaista vaihetta, joissa ei ole riippuvia sidoksia, timanttirakenteen perusteella. Se on rakenteita, joissa joko $ \ ce {Si} $ tai $ \ ce {SiO4} $ yksikköä on rakennesolmuissa. Se on yksinkertaistettu asia, koska piidioksidi muodostaa monia melko esoteerisia kristallirakenteita, koska $ \ ce {Si-O-Si} $ -fragmentti ei ole täysin lineaarinen, mutta on mielestäni tarpeeksi lähellä.

Älä luota hapettumistiloihin ennustettaessa kovalenttisten yhdisteiden olemassaoloa, +2: n hapettumistila piille on asia. Se esiintyy $ \ ce {Si6Cl12} $: ssa ja omaksuu samanlaisen rakenteen kuin sykloheksaani.

Kommentit

• Koostumukseltaan kiinteä aine muodostuu fi.wikipedia.org/wiki/Silikonimonoksidi mukaisesti. on kuitenkin polymeerinen eikä molekyylipainoinen SiO.

Koska kysymyksesi on koulutason kysymys Luulen, että vastaus on seuraava. Vaikka hiili ja pii ovat samanlaisissa elektroniyhdistelmissä valenssirataansa, pii on yksi kuori korkeampi kuin hiili. Se tekee sitoutumisenergiat erilaisiksi. $ \ Ce {Si} $: lla on vain hapetusluku $ \ ce {+4} $, joten sillä on oltava $ \ ce {2} $ oxygens muodostaen $ \ ce {SiO2} $. Hiilen hapetusluku voi kuitenkin olla $ \ ce {+4} $, $ \ ce {-4} $ ja $ \ ce {2} $, joten se voi muodostaa $ \ ce {CO} $.

Todellisuudessa $ \ ce {SiO} $ on luonnossa. Piimonoksidi on kemiallinen yhdiste, jolla on kaava $ \ ce {SiO} $, jossa piitä on läsnä hapetustilassa $ \ ce {+2} $. Höyryvaiheessa se on piimaa. Kun $ \ ce {SiO} $ -kaasu jäähdytetään nopeasti, se kondensoituu muodostaen ruskean / mustan polymeerisen lasimateriaalin $ \ ce {(SiO) _ {n}} $, jota on saatavana kaupallisesti ja jota käytetään $ -elokuvien tallettamiseen \ ce {SiO} $.

Itse piidioksidia tai tulenkestäviä materiaaleja, jotka sisältävät $ \ ce {SiO2} $, voidaan vähentää korkeilla lämpötiloilla $ \ ce {H2} $ tai $ \ ce {CO} $,

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

Koska $ \ ce {SiO} $ -tuote kerätään ja poistetaan , tasapaino siirtyy oikealle, mikä johtaa $ \ ce {SiO2} $ -kulutuksen jatkumiseen.

Kommentit

• Onko lasimainen aine todella piimonoksidia, on kiistanalainen asia. Katso tämä artikkeli saadaksesi oivalluksen.
• Olen sitä mieltä, että SiO on erittäin reaktiivinen laji ja että sitä esiintyy todella vain kaasumaisessa muodossa. tilaa " eksoottisissa " laboratorio-olosuhteissa maan päällä.