Finnes SiO-forbindelse?

Kort svar: Det gjør det, men ustabilt og vanskelig å oppdage pålitelig ..

Langt svar.

Først og fremst bør vi se på strukturen til karbondioksid og silisiumdioksid. Det er ganske lett å se at silisium danner polymert dioksid uten dobbeltbindinger, mens karbon danner molekyler med to dobbeltbindinger. en anomali, å oppnå silisiumforbindelser med dobbeltbindinger $ \ ce {Si-E} $ er i beste fall vanskelig. Dette tilskrives større atomstørrelse og mer diffuse $ p $ -orbitaler for silisium, noe som gjør dannelsen av dobbeltbindinger ugunstig i de fleste tilfeller .

Nå, la oss se på karbonmonoksid. Det er et molekyl med binding veldig lik det i dinitrogenmolekylet. Karbonatomet har formell negativ ladning og oksygen har formell positiv ladning. Imidlertid, på grunn av høy elektronegativitet av oksygen, trekkes elektrontettheten tilbake mot oksygen, slik at det resulterende dipolmomentet er lite. Molekylene inneholder ikke dobbelt, men trippelbinding, noe som gjør dannelse av lignende molekyl for silisium svært ugunstig. Likevel kan silisiummonoksid oppdages i gassfase.

Nå, hvorfor solid fase med sammensetning $ \ ce {SiO} $ ikke er dannet, er et mer interessant spørsmål. Dessverre har slike spørsmål ikke alltid et enkelt svar, ettersom regler som beskytter støkiometri av faste faser ofte er basert på arkane begreper atompakninger og elektronantall. Det er fullt mulig at en slik fase vil bli oppnådd en dag under eksotiske forhold. For klarhetens skyld vil jeg bruke steriske hensyn. $ \ ce {Si-O-Si} $ fragment er omtrent lineært, mens $ \ ce {Si} $ atom favoriserer tetraedral koordinering. Når vi går herfra, kan bare to enkle faser uten dinglende bindinger dannes, basert på diamantstruktur. Det er strukturer med enten $ \ ce {Si} $ eller $ \ ce {SiO4} $ enheter i struktur nodene. Det ER en forenkling, ettersom silisiumdioksid danner mange ganske esoteriske krystallstrukturer, fordi $ \ ce {Si-O-Si} $ fragment ikke er perfekt lineært, men er etter min mening nær nok.

Ikke stol på oksidasjonstilstander i spådommer om eksistensen av kovalente forbindelser, +2 oksidasjonstilstand for silisium er en ting. Den eksisterer i $ \ ce {Si6Cl12} $, ved å ta struktur som ligner cykloheksan.

Kommentarer

• Et fast stoff med sammensetningen dannes i henhold til no.wikipedia.org/wiki/Silicon_monoxide . Det er imidlertid polymert og ikke molekylær SiO.

Siden spørsmålet ditt er et spørsmål på skolenivå , Jeg tror svaret er som følger. Selv om karbon og silisium har lignende elektronkonfigurasjoner i valensorbitalene, er silisium et skall høyere enn karbon. Det gjør bindingsenergiene annerledes. $ \ Ce {Si} $ har bare et oksidasjonsnummer på $ \ ce {+4} $, så den må ha $ \ ce {2} $ oksygener for å danne $ \ ce {SiO2} $. Karbon kan imidlertid ha et oksidasjonsnummer på $ \ ce {+4} $, $ \ ce {-4} $ og $ \ ce {2} $, slik at det kan danne $ \ ce {CO} $.

I virkeligheten eksisterer $ \ ce {SiO} $ i naturen. Silisiummonoksid er den kjemiske forbindelsen med formelen $ \ ce {SiO} $ der silisium er tilstede i oksidasjonstilstanden $ \ ce {+2} $. I dampfasen er det et diatomisk molekyl. Når $ \ ce {SiO} $ gass avkjøles raskt, kondenserer den til å danne et brunt / svart polymert glassaktig materiale, $ \ ce {(SiO) _ {n}} $, som er tilgjengelig kommersielt og brukes til å deponere filmer på $ \ ce {SiO} $.

Selve silisiumdioksyd, eller ildfaste materialer som inneholder $ \ ce {SiO2} $, kan reduseres med $ \ ce {H2} $ eller $ \ ce {CO} $ ved høye temperaturer,

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

Da $ \ ce {SiO} $ -produktet samles og fjernes , forskyves likevekten til høyre, noe som resulterer i fortsatt forbruk på $ \ ce {SiO2} $.

Kommentarer

• Hvorvidt det glassholdige materialet faktisk er silisiummonoksid, er et vidt omtvistet spørsmål. Se denne artikkelen for å få et innblikk.
• Kjernen jeg tror er at SiO er en veldig reaktiv art og bare egentlig eksisterer i en gassformig tilstand under " eksotisk " laboratorieforhold på jorden.