Finns SiO-förening?

Kort svar: Det gör det, men instabilt och svårt att upptäcka pålitligt ..

Långt svar.

Först och främst bör vi titta på strukturen för koldioxid och kiseldioxid. Det är ganska lätt att se att kisel bildar polymer dioxid utan dubbelbindningar, medan kol bildar molekyler med två dubbelbindningar. en anomali, att erhålla kiselföreningar med dubbelbindningar $ \ ce {Si-E} $ är i bästa fall knepigt. Detta hänför sig till större atomstorlek och mer diffusa $ p $ -orbitaler för kisel, vilket gör bildandet av dubbelbindningar ogynnsamma under de flesta omständigheter .

Nu ska vi titta på kolmonoxid. Det är en molekyl med bindning som mycket liknar den i dinitrogenmolekyl. Kolatomen har formell negativ laddning och syre har formell positiv laddning. På grund av den höga elektronegativiteten hos syre dras emellertid elektrontätheten tillbaka mot syre, så det resulterande dipolmomentet är diminutivt. Molekylerna innehåller inte dubbel, men trippelbindning, vilket gör bildning av liknande molekyl för kisel mycket ogynnsam. Fortfarande kan kiselmonooxid detekteras i gasfas.

Nu, varför solid fas med komposition $ \ ce {SiO} $ inte är en mer intressant fråga. Tyvärr har sådana frågor inte alltid ett enkelt svar, eftersom regler som skyddar stökiometri av fasta faser ofta baseras på arkana begrepp med atomförpackningar och elektronantal. Det är fullt möjligt att en sådan fas skulle uppnås en dag under exotiska förhållanden. För tydlighetens skull skulle jag använda steriska överväganden. $ \ ce {Si-O-Si} $ -fragmentet är ungefär linjärt, medan $ \ ce {Si} $ -atomen gynnar tetraedral koordination. Härifrån kan bara två enkla faser utan dinglande bindningar bildas baserat på diamantstruktur. Det är strukturer med antingen $ \ ce {Si} $ eller $ \ ce {SiO4} $ -enheter i strukturnoderna. Det ÄR en överförenkling, eftersom kiseldioxid bildar många ganska esoteriska kristallstrukturer, eftersom $ \ ce {Si-O-Si} $ -fragmentet inte är helt linjärt, men är enligt min mening tillräckligt nära.

Förlita dig inte på oxidationstillstånd för att förutsäga existensen av kovalenta föreningar, +2 oxidationstillstånd för kisel är en sak. Det finns i $ \ ce {Si6Cl12} $, antar en struktur som liknar cyklohexan.

Kommentarer

• Ett fast ämne med kompositionen bildas enligt sv.wikipedia.org/wiki/Silicon_monoxide . Det är dock polymert och inte molekylärt SiO.

Eftersom din fråga är en fråga på skolnivå Jag tror att svaret är som följer. Även om kol och kisel har liknande elektronkonfigurationer i sina valensorbitaler är kisel ett skal högre än kol. Det gör bindningsenergierna annorlunda. $ \ ce {+4} $, så det måste ha $ \ ce {2} $ oxygens för att bilda $ \ ce {SiO2} $. Kol kan dock ha ett oxidationsnummer på $ \ ce {+4} $, $ \ ce {-4} $ och $ \ ce {2} $, så det kan bilda $ \ ce {CO} $.

I verkligheten finns $ \ ce {SiO} $ i naturen. Kiselmonoxid är den kemiska föreningen med formeln $ \ ce {SiO} $ där kisel finns i oxidationstillståndet $ \ ce {+2} $. I ångfasen är det en diatomisk molekyl. När $ \ ce {SiO} $ -gas kyls snabbt kondenserar den till att bilda ett brunt / svart polymeriskt glasmaterial, $ \ ce {(SiO) _ {n}} $, som är tillgängligt kommersiellt och används för att deponera filmer på $ \ ce {SiO} $.

Själva kiseldioxiden, eller eldfasta material som innehåller $ \ ce {SiO2} $, kan reduceras med $ \ ce {H2} $ eller $ \ ce {CO} $ vid höga temperaturer,

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

Eftersom $ \ ce {SiO} $ -produkten samlas in och tas bort flyttas jämvikten åt höger, vilket resulterar i fortsatt konsumtion av $ \ ce {SiO2} $.

Kommentarer

• Huruvida det glasiga materialet faktiskt är kiselmonoxid är en mycket omtvistad fråga. Se denna uppsats för att få en inblick.
• Kärnan jag tror är att SiO är en mycket reaktiv art och bara existerar i en gasformig tillstånd under " exotiskt " laboratorieförhållanden på jorden.