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为什么CO2中是碳氧双键,而Si02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

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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 具有与CO 2 相同结构,

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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。则可通过键能近似计算“双键式SiO2’转化为“单键式 SiO2” 的焓变:ΔrHm=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:ΔrHm=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,形成无限聚合态一一 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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