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为什么CO2中是碳氧双键,而SiO2中却是硅氧单键?

来源:未知作者:化学自习室 点击:所属专题: 二氧化硅晶胞
CO 2 中 C 原子 和 O 原子 形成 2 个双 键,而SiO 2 中 Si 原子和 O 原子却形成 4 个单键。为什么?同一主族的最高价氧化物,成键方式会不同? 已知:E(C-O)=358KJ·mol -1 ,E(C=O)=805KJ·mol -1 ,E(Si-O)=466KJ·mol -1 ,E(Si=O)=638KJ·mol -1 。假设SiO 2 具有

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CO2 中 C 原子 和 O 原子 形成 2 个双 键,而SiO2 中 Si 原子和 O 原子却形成 4 个单键。为什么?同一主族的最高价氧化物,成键方式会不同?

已知:E(C-O)=358KJ·mol-1,E(C=O)=805KJ·mol-1,E(Si-O)=466KJ·mol-1,E(Si=O)=638KJ·mol-1。假设SiO2 具有与 CO2 相同结构,即形成 O=Si=O。则可通过为什么CO2中是碳氧双键,而SiO2中却是硅氧单键?键能近似计算“双键式 SiO2”转化为“单键式SiO2”的焓变:ΔH=638×2-466×4=-588KJ·mol-1

计算结果表明“双键式 SiO2”结构不稳定,Si 原子与 O 原子会通过 Si-O 单键形成热力学稳定的结构。

同理可算出“单键式 CO2”转化为“双键式CO2”的焓变:ΔH=358×4-805×2=-178KJ·mol-1

所以 C 原子与 O 原子倾向于通过 C=O 双键形成热力学稳定的结构 。

成键方式的差异导致晶体结构不同。在 SiO2中,形成 Si-O 单键后,O 原子还剩余一个价键,可再与另外一个 Si 原子结合,形成无限聚合态——原子晶体。在 CO2 中,形成 C=O 键后,O 原子已用完两个价键,所以就形成了分子晶体。

(责任编辑:化学自习室)
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