Există compus SiO?

Răspuns scurt: Da, dar instabil și greu de detectat în mod fiabil ..

Răspuns lung.

În primul rând, ar trebui să analizăm structura dioxidului de carbon și a dioxidului de siliciu. Este destul de ușor să observăm că siliciul formează dioxid polimeric fără legături duble, în timp ce carbonul formează molecule cu două legături duble. Nu este o anomalie, obținerea compușilor de siliciu cu legături duble $ \ ce {Si-E} $ este dificil în cel mai bun caz. Acest lucru este atribuit dimensiunilor mai mari ale atomilor și orbitalilor $ p $ mai difuzi pentru siliciu, ceea ce face ca formarea legăturilor duble să fie favorizată în majoritatea circumstanțelor .

Acum, să vedem monoxidul de carbon. Este o moleculă cu legături foarte asemănătoare cu cea din molecula de dinitrogen. Atomul de carbon are sarcină formală negativă, iar oxigenul are sarcină pozitivă formală. Cu toate acestea, din cauza electronegativității ridicate a oxigenului, densitatea electronilor este trasă înapoi spre oxigen, astfel încât momentul dipol rezultat este diminuator. Moleculele conțin legături nu duble, ci triple, ceea ce face ca formarea unei molecule similare pentru siliciu să fie foarte nefavorabilă. Totuși, monoxidul de siliciu poate fi detectat în fază gazoasă.

Acum, de ce faza solidă cu compoziția $ \ ce {SiO} $ nu este formată este o întrebare mai interesantă. Din păcate, astfel de întrebări nu au întotdeauna un răspuns ușor, deoarece regulile care protejează stoichiometria fazelor solide se bazează adesea pe concepte arcane de ambalare a atomilor și de numărare de electroni. Este complet posibil ca o astfel de fază să fie obținută într-o zi în anumite condiții exotice. Pentru claritate, aș folosi considerații sterice. $ \ ce {Si-O-Si} $ fragment este aproximativ liniar, în timp ce $ \ ce {Si} $ atom favorizează coordonarea tetraedrică. Plecând de aici, se pot forma doar două faze simple, fără legături suspendate, pe baza structurii diamantate. Este structuri cu unități $ \ ce {Si} $ sau $ \ ce {SiO4} $ în nodurile structurii. Este o simplificare excesivă, deoarece dioxidul de siliciu formează multe structuri cristaline destul de ezoterice, deoarece fragmentul $ \ ce {Si-O-Si} $ nu este perfect liniar, dar este suficient de aproape în opinia mea.

Nu vă bazați pe stări de oxidare în prezicerea existenței compușilor covalenți, starea de oxidare +2 pentru siliciu este un lucru. Există în $ \ ce {Si6Cl12} $, adoptând o structură similară cu ciclohexanul.

Comentarii

• Un solid cu compoziția se formează conform en.wikipedia.org/wiki/Silicon_monoxide . Acesta este, totuși, SiO polimeric și nu molecular.

Deoarece întrebarea dvs. este o întrebare la nivel de școală , Cred că răspunsul este după cum urmează. Deși carbonul și siliciul au configurații similare de electroni în orbitalele lor de valență, siliciul este cu o coajă mai mare decât carbonul. Acest lucru face ca energiile de legătură să fie diferite. $ \ ce {+4} $, deci trebuie să aibă $ \ ce {2} $ oxigeni pentru a forma $ \ ce {SiO2} $. Cu toate acestea, carbonul poate avea un număr de oxidare de $ \ ce {+4} $, $ \ ce {-4} $ și $ \ ce {2} $, deci poate forma $ \ ce {CO} $.

În realitate, $ \ ce {SiO} $ există în natură. Monoxidul de siliciu este compusul chimic cu formula $ \ ce {SiO} $ unde siliciul este prezent în starea de oxidare $ \ ce {+2} $. În faza de vapori este o moleculă diatomică. Când gazul $ \ ce {SiO} $ este răcit rapid, acesta se condensează pentru a forma un material sticlos polimeric maro / negru, $ \ ce {(SiO) _ {n}} $, care este disponibil comercial și utilizat pentru a depune filme de $ \ ce {SiO} $.

Silica în sine sau materialele refractare care conțin $ \ ce {SiO2} $, pot fi reduse cu $ \ ce {H2} $ sau $ \ ce {CO} $ la temperaturi ridicate,

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

Deoarece produsul $ \ ce {SiO} $ este colectat și eliminat , echilibrul se deplasează spre dreapta, rezultând consumul continuu de $ \ ce {SiO2} $.

Comentarii

• Dacă materialul sticlos este de fapt monoxid de siliciu este o problemă larg contestată. Consultați această lucrare pentru a obține o perspectivă.
• Aspectul pe care îl cred este că SiO este o specie foarte reactivă și există într-adevăr într-un gaz starea în " exotice " condiții de laborator pe pământ.