SiO化合物は存在しますか？

短い回答：ありますが、不安定で確実に検出するのは困難です。

長い回答。

まず、二酸化炭素と二酸化ケイ素の構造を見てみましょう。シリコンは二重結合のない二酸化高分子を形成し、炭素は2つの二重結合のある分子を形成します。そうではありません。異常、二重結合を持つシリコン化合物を取得する$ \ ce {Si-E} $は、せいぜいトリッキーです。これは、シリコンの原子サイズが大きく、$ p $軌道が拡散しているため、ほとんどの状況で二重結合の形成が不利になります。 。

それでは、一酸化炭素を見てみましょう。二窒素分子と非常によく似た結合を持つ分子です。炭素原子は形式的な負電荷を持ち、酸素は形式的な正電荷を持ちます。ただし、酸素の電気陰性度が高いため、電子密度は酸素に向かって引き戻され、結果として生じる双極子モーメントは小さくなります。分子には二重結合ではなく三重結合が含まれているため、シリコンの類似分子の形成は非常に不利になります。それでも、一酸化ケイ素は気相で検出できます。

ここで、組成$ \ ce {SiO} $の固相相が形成されない理由は、より興味深い質問です。残念ながら、固相の化学量論を保護する規則は、原子パッキングと電子数の不可解な概念に基づいていることが多いため、このような質問には必ずしも簡単な答えがあるとは限りません。そのような段階は、あるエキゾチックな条件でいつか得られる可能性があります。明確にするために、私は立体的な考慮事項を使用します。 $ \ ce {Si-O-Si} $フラグメントはほぼ線形ですが、$ \ ce {Si} $原子は四面体配位を優先します。ここから先は、ダイヤモンド構造に基づいて、ダングリングボンドのない2つの単純な相しか形成できません。これは、構造ノードに$ \ ce {Si} $または$ \ ce {SiO4} $単位のいずれかを持つ構造です。 $ \ ce {Si-O-Si} $フラグメントは完全に線形ではありませんが、私の意見では十分に近いため、二酸化ケイ素は多くのかなり難解な結晶構造を形成するため、これは過度に単純化されています。

共有化合物の存在を予測する際に酸化状態に依存しないでください。シリコンの+2酸化状態は重要です。これは$ \ ce {Si6Cl12} $に存在し、シクロヘキサンと同様の構造を採用しています。

コメント

• en.wikipedia.org/wiki/Silicon_monoxide に従って、組成のある固体が形成されます。ただし、は高分子であり、分子のSiOではありません。

質問は学校レベルの質問であるため、 、答えは次のとおりだと思います。炭素とシリコンの原子価軌道の電子配置は似ていますが、シリコンは炭素よりも1シェル高いため、結合エネルギーが異なります。$ \ ce {Si} $の酸化数は$ \ ce {+4} $なので、$ \ ceが必要です{2} $酸素が$ \ ce {SiO2} $を形成します。ただし、炭素の酸化数は$ \ ce {+4} $、$ \ ce {-4} $、および$ \ ce {2} $である可能性があるため、$ \ ce {CO} $を形成できます。

実際には、$ \ ce {SiO} $は自然界に存在します。一酸化ケイ素は、式$ \ ce {SiO} $の化合物であり、シリコンは酸化状態$ \ ce {+2} $で存在します。気相では、それは二原子分子です。 $ \ ce {SiO} $ガスが急速に冷却されると、凝縮して茶色/黒色の高分子ガラス材料$ \ ce {（SiO）_ {n}} $を形成します。これは市販されており、$の膜を堆積するために使用されます。 \ ce {SiO} $。

シリカ自体、または$ \ ce {SiO2} $を含む耐火材料は、高温で$ \ ce {H2} $または$ \ ce {CO} $を使用して還元できます。

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

$ \ ce {SiO} $製品が収集され、削除されると、平衡が右にシフトし、$ \ ce {SiO2} $の消費が継続されます。

コメント

• ガラス質の材料が実際に一酸化ケイ素であるかどうかは、広く議論されている問題です。洞察を得るには、この論文を参照してください。
• 私が思うに、SiOは非常に反応性の高い種であり、実際には気体中にのみ存在します。 "エキゾチック"地球上の実験室条件の下での状態。