作者wnin (爱哭鬼)
看板Chemistry
标题[高中] 为什麽SiO2形成了共价网状晶体，CO2是共价分子?
时间Thu Apr 29 12:55:26 2021
我知道SiO2是共价网状晶体
CO2是共价分子
可是C和Si同样都是4A族
是什麽原因造成造成他们键结的时候形成不一样的轨域呢?
我自己化学程度只到完整的大一普化, 一点点的有机和无机
(课本是Zumdahl的Chemical Principles)
另外我上网查了资料
勉强在这个pdf档看到了相关的解释:
https://enr.kmu.edu.tw/yamgetdocbef.php?bno=tra,56&at=tra56_5.pdf
(不需要下载了,我把档案内容贴在下面)
109 学年度私立医学校院招考转学生试题参考答案疑义释疑公告
19.题目为:二氧化矽(SiO2)为何不像二氧化碳(CO2)分子可分散的存在？
(A) Si–O键不稳定
(B) 矽的3p轨域与氧的2p轨域重叠(overlap)较少
(C) 二氧化矽为固体，二氧化碳为气体
(D) SiO2的路易士结构有孤对电子
官方给的答案是B, 但我没有完全看懂下面的解释
释疑结果:
1. 二氧化矽(SiO2)和二氧化碳(CO2)皆属分子化合物，分子式相似，
但二氧化碳中的两个碳氧双键呈直线型
(碳的2p轨域分别与两个氧的2p轨域重叠(overlap))。
而二氧化矽是矽氧单键(Si–O单键，
矽的3p轨域分别与四个氧的2p轨域重叠)，形成正四面体网状结构，
虽二氧化碳碳氧双键(C=O双键)较矽氧单键(Si–O单键)强。
但并非造成二氧化矽(SiO2)和二氧化碳(CO2)分散不同之因素，
因此A为非正确
答案 Chang, R.; Goldsby, K. A., General Chemistry: The
Essential Concepts, 7th, Chapter. 8.6 and 10.2)。
2. 二氧化碳(CO2)分子间的作用力属於较弱凡得瓦力，常温下为气体。
二氧化矽彼此分子间之作用力，源至於矽的3p轨域分别自身两个氧与
其他二氧化矽的氧之2p轨域形成较强的共价键，或者以混成理论，
矽以sp3轨域和四个氧键结形成网状结构，常温下属为固体分子化合物，
硬度较大，熔沸点高。一般而言，固体分子间彼此作用力较气体分子间大，
而造成固体分子不易分散。但因题目无规范定於常温下，因此无法确认
二氧化碳(CO2)是固体或气体型式，因此C非正确答案
(Chang, R.; Goldsby, K. A., GeneralChemistry:
The Essential Concepts, 7th, Chapter. 8.6, 12.1, and12.5)。
3. 二氧化矽(SiO2)和二氧化碳(CO2)路易士结构中，氧原子上皆有孤对电子，
因此D为非正确答案
(Chang, R.; Goldsby, K. A., General Chemistry:
The Essential Concepts, 7th, Chapter. 10.2 and 12.5)。
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 1.200.77.201 (台湾)
※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Chemistry/M.1619672129.A.6D4.html
※ 编辑: wnin (1.200.77.201 台湾), 04/29/2021 12:55:59
※ 编辑: wnin (1.200.77.201 台湾), 04/29/2021 12:56:08
1F：推 Harston: 我觉觉得2p和3p轨域因为能量差比较多，所以没办法很好的 04/29 14:41
2F：→ Harston: 混层，而氧的2p轨域先经过混层後再重新和中心Si混层， 04/29 14:50
3F：→ Harston: 形成如下面的电子云结构 04/29 14:51
5F：→ Harston: 这样能量比稳定吧 04/29 14:55
6F：推 evanzxcv: A是错的，但解释牛头不对马嘴 04/29 15:16
7F：→ evanzxcv: 若要形成单独的XO2 (X=C,Si)分子，必须形成两个X=O双键 04/29 15:18
8F：→ evanzxcv: ；其中一个为sigma键，一个为pi键；而後者需要p轨域的尺 04/29 15:18
9F：→ evanzxcv: 寸匹配才能有良好的重叠。 04/29 15:18
10F：→ evanzxcv: 而Si与O分属於不同周期，前者3p与後者2p无法良好重叠故 04/29 15:21
11F：→ evanzxcv: 难以形成稳定pi键，因此Si宁愿与四个O形成单键，这样一 04/29 15:21
12F：→ evanzxcv: 来每个O也会形成两个单键，因为两者的配位数皆大於1，无 04/29 15:21
13F：→ evanzxcv: 法形成封闭性的小分子结构，故形成无限延伸的网状结构。 04/29 15:21
感谢楼上两位版友解释! 这样我大概有领悟了
※ 编辑: wnin (1.200.77.201 台湾), 04/29/2021 18:32:01
14F：→ faniour: 1的解释都在扯些什麽东西啊 04/29 21:40
15F：推 iamlittlede: 我记得无机课本说什麽 轨域配合度的 记不太清楚了 04/30 11:38
16F：→ iamlittlede: 有待其他大大回答 04/30 11:38
17F：→ iamlittlede: 1楼是喝醉了吗？ 04/30 11:38
18F：推 louisforever: 这题目不知道在写什麽... 05/04 14:32
19F：推 longface: AD明显错，C倒果为因 05/13 05:01
20F：推 frankxaio: 前天指考全模才写到一模一样的 06/09 16:59
21F：推 jason88900: 就是e大的说法吧，之前学到也是这个观念 07/11 02:16