Ha létezhet szén-monoxid, akkor miért nincs szilícium-monoxidunk? A szén és a szilícium is a 14. csoportba tartozik, és hasonló kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek.
Válasz
Rövid válasz: Igen, de instabil és nehezen észlelhető megbízhatóan.
Hosszú válasz.
Először is meg kell vizsgálnunk a szén-dioxid és a szilícium-dioxid szerkezetét. Nagyon könnyű látni, hogy a szilícium kettős kötés nélküli polimer-dioxidot, míg a szén két kettős kötéssel alkot molekulákat. egy anomália, amely szerint a szilíciumvegyületek kettős kötésekkel nyerhetők, a $ \ ce {Si-E} $ a legjobb esetben is bonyolult. Ez a szilícium nagyobb atomméretének és diffúzabb $ p $ -koritaljának tulajdonítható, ami a kettős kötések kialakulását a legtöbb esetben nem támogatja .
Most nézzük meg a szén-monoxidot. Ez egy olyan molekula, amelynek kötése nagyon hasonló a dinitrogén molekulához. A szénatomnak formális negatív töltése van, az oxigénnek pedig formális pozitív töltése van. Az oxigén nagy elektronegativitása miatt azonban az elektron sűrűsége visszahúzódik az oxigén felé, így az így létrejövő dipólus pillanat csökkenő. A molekulák nem kettős, hanem hármas kötést tartalmaznak, így a szilíciumhoz hasonló molekulák képződése rendkívül kedvezőtlen. Ennek ellenére a szilícium-monoxid a gázfázisban kimutatható.
Érdekesebb kérdés, hogy miért nem jön létre a szilárd fázis a $ \ ce {SiO} $ összetételű összetételű. Sajnos ezekre a kérdésekre nem mindig van egyszerű válasz, mivel a szilárd fázisok sztöchiometriáját őrző szabályok gyakran az atomtömörítések és az elektronszám számításán alapulnak. Teljesen lehetséges, hogy egy ilyen fázis valamilyen egzotikus körülmények között egy napon létrejön. Az egyértelműség kedvéért szterikus szempontokat alkalmaznék. A $ \ ce {Si-O-Si} $ töredék nagyjából lineáris, míg a $ \ ce {Si} $ atom a tetraéderes koordinációt támogatja. Innen továbbhaladva csak két egyszerű, lógó kötés nélküli fázis képződhet, a gyémántszerkezet alapján. Olyan struktúrákról van szó, amelyek $ \ ce {Si} $ vagy $ \ ce {SiO4} $ egységekkel vannak a struktúra csomópontjaiban. Túl egyszerűsítés, mivel a szilícium-dioxid sok meglehetősen ezoterikus kristályszerkezetet alkot, mert a $ \ ce {Si-O-Si} $ töredék nem tökéletesen lineáris, de véleményem szerint elég közel van.
A kovalens vegyületek létezésének előrejelzésében ne támaszkodjon oxidációs állapotokra, a szilícium +2 oxidációs állapota nagyon fontos dolog. $ \ Ce {Si6Cl12} $ értékben létezik, a ciklohexánhoz hasonló szerkezetet alkalmazva.
Megjegyzések
- Az összetételű szilárd anyag a hu.wikipedia.org/wiki/Silicon_monoxid szerint alakul. azonban polimer és nem molekuláris SiO.
Válasz
Mivel a kérdésed iskolai szintű kérdés , Azt hiszem, hogy a válasz a következő: Noha a szén és a szilícium vegyértékpályáiban hasonló elektronkonfigurációk vannak, a szilícium egy héjjal magasabb, mint a szén. Ez a kötési energiákat különbözővé teszi. $ \ Ce {Si} $ csak oxidációs számmal rendelkezik $ \ ce {+4} $, tehát meg kell adnia a $ \ ce értéket {2} $ oxigének a $ \ ce {SiO2} $ képződéséhez. A szén oxidációs száma azonban $ \ ce {+4} $, $ \ ce {-4} $ és $ \ ce {2} $ lehet, tehát $ \ ce {CO} $.
A valóságban a $ \ ce {SiO} $ létezik a természetben. A szilícium-monoxid a $ \ ce {SiO} $ képletű vegyület, ahol a szilícium jelen van a $ \ ce {+2} $ oxidációs állapotban. A gőzfázisban egy diatóma molekula. Amikor a $ \ ce {SiO} $ gáz gyorsan lehűl, kondenzálódva barna / fekete polimer üveges anyagot, $ \ ce {(SiO) _ {n}} $ képez, amely kereskedelmi forgalomban kapható, és $ filmek lerakására szolgál. \ ce {SiO} $.
Maga a szilícium-dioxid vagy a tűzálló anyagok, amelyek $ \ ce {SiO2} $ -ot tartalmaznak, magas hőmérsékleten csökkenthetők a $ \ ce {H2} $ vagy $ \ ce {CO} $ értékkel,
$$ \ ce {SiO2 (s) + H2 (g) ⇌ SiO (g) + H2O (g)} $$
Mivel a $ \ ce {SiO} $ terméket összegyűjtik és eltávolítják , az egyensúly jobbra tolódik, ami a $ \ ce {SiO2} $ folyamatos fogyasztását eredményezi.
Megjegyzések
- Az, hogy az üveges anyag valóban szilícium-monoxid-e, széles körben vitatott kérdés. Ha betekintést szeretne kapni, lásd ezt a cikket .
- A lényeg szerintem az, hogy a SiO nagyon reaktív faj, és csak gázneműen létezik. állam " egzotikus " laboratóriumi körülmények között a földön.