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La estructura de Lewis del ion peróxido es un enlace simple Si-O, un enlace simple Si-O, un enlace simple Si-O y un enlace simple Si-O; el Si central tiene 4 dominios de electrones (0 pares solitarios), dando una disposición tetraédrica de dominio de electrones y una geometría molecular tetraédrica con un ángulo de enlace 109,5°. Si se describe mejor como sp3-hibridado, y zircón es apolar porque los dipolos de enlace se cancelan por simetría molecular.
Figura 1: Estructura de Lewis de zircón (O4SiZr)
| Fórmula química | O4SiZr |
| Número CAS | 14940-68-2 |
| Total de electrones de valencia | 28 |
| Estructura de Lewis | Enlace simple Si-O, enlace simple Si-O, enlace simple Si-O y enlace simple Si-O |
| Geometría electrónica | tetraédrica |
| Geometría molecular | tetraédrica |
| Modelo de hibridación | sp3 (Si central) |
| Ángulo de enlace | 109,5° |
| Polaridad | Molécula apolar |
El óxido de Si zircón es un intermedio industrial clave. Los óxidos no metálicos como SO3 y P4O10 son anhídridos ácidos para la fabricación de ácido sulfúrico y fosfórico, mientras que los óxidos metálicos/semimetálicos son cerámicos, refractarios, catalizadores y precursores de pigmentos.
Para dibujar la estructura zircón de Lewis, primero contamos el total de electrones de valencia. O4SiZr contiene 4×6 (O) + 4 (Si); la carga neta de 0 da un total de 28 electrones de valencia para colocar.
El átomo central es Si. Es el átomo menos electronegativo capaz de formar enlaces múltiples y está rodeado por los átomos terminales más electronegativos; El hidrógeno, cuando está presente, siempre ocupa una posición terminal. Las consideraciones de electronegatividad sitúan la densidad electrónica hacia los átomos terminales.
Electrones de valencia totales = 4×6 (O) + 4 (Si) = 28 electrones.
Coloque Si en el centro y conecte cada átomo circundante con un enlace simple, complete los octetos en los átomos terminales y coloque los electrones restantes en el átomo central. La distribución de electrones resultante es: Enlace simple Si–O, enlace simple Si–O, enlace simple Si–O y enlace simple Si–O; no hay pares solitarios en Si.
Por lo tanto, contar los electrones enlazantes y no enlazantes alrededor del Si satisface el requisito de octeto/octeto expandido para la estructura dibujada.
La teoría VSEPR establece que los dominios electrónicos 4 alrededor del Si se organizan para minimizar la repulsión mutua, dando una geometría de dominio electrónico tetraédrica.
Debido a que 0 de estos dominios son pares solitarios (y los pares solitarios se repelen más fuertemente que los pares enlazantes), la geometría molecular observada es tetraédrica; el ángulo del enlace Si se establece en 109.5° en lugar del valor ideal para la geometría del dominio electrónico.
Una aproximación VSEPR útil es: repulsión de par solitario-par solitario > repulsión de par solitario-par enlazante > repulsión de par enlazante-par enlazante. Con 0 pares solitarios en Si, los dominios de pares solitarios ocupan posiciones que minimizan la repulsión general al tiempo que acercan los dominios de enlace (y por lo tanto los átomos unidos).
En el modelo convencional de enlace localizado, Si utiliza orbitales híbridos sp3 para formar las direcciones equivalentes 4 del dominio electrónico (4 enlace + 0 par solitario).
Carga formal en Si central = V − N − ½B = 4 − 0 − ½×8 = 0. La estructura de Lewis preferida lleva carga formal cero en el átomo central (y en los terminales), por lo que es el contribuyente dominante.
el ion peróxido es apolar. Aunque los enlaces individuales Si-terminales son polares cuando los átomos difieren en electronegatividad, la geometría tetraédrica hace que su suma vectorial sea cero, por lo que no hay un dipolo molecular neto.
Un error común es creer que los enlaces polares garantizan una molécula polar. Zircón muestra lo contrario: dipolos de enlace idénticos dispuestos con simetría tetraédrica se cancelan exactamente, produciendo una especie apolar.
Interpretación consistente con referencias estándar VSEPR/geometría molecular.Su carácter apolar gobierna la solvatación y el comportamiento intermolecular; especifique el grado y el manejo al realizar el abastecimiento.
| Especies | Fórmula | Átomo central | Dominios de electrones | Geometría molecular | Polaridad |
|---|---|---|---|---|---|
| ion peróxido | O4SiZr | Si | 4 | tetraédrica | Apolar |
| tetrafluoruro de silicio | F4Si | Si | 4 | tetraédrica | Apolar |
| silano | H4Si | Si | 4 | tetraédrica | Apolar |
el ion peróxido es apolar. Su simetría tetraédrica cancela exactamente los dipolos del enlace.
Enlace simple Si–O, enlace simple Si–O, enlace simple Si–O y enlace simple Si–O; no hay pares solitarios en Si. Utiliza todos los 28 electrones de valencia y la estructura preferida lleva carga formal cero en el átomo central.
El ángulo Si es aproximadamente 109,5°. La repulsión de par solitario comprime el ángulo desde el valor tetraédrica ideal.
El modelo convencional es sp3. zircón tiene 4 dominios electrónicos alrededor del Si central.
El número CAS es 14940-68-2. PubChem (CID 61775) y NIST lo identifica con O4SiZr; Úselo para localizar proveedores y registros de bases de datos.
Alcance técnico: Las estructuras de Lewis, VSEPR y la hibridación son descripciones basadas en modelos para la comunicación química y la predicción de estructuras; La estructura electrónica molecular real se representa con mayor precisión mediante métodos de orbitales moleculares y de química cuántica. Los grados comerciales varían sustancialmente según el proveedor y el uso previsto; CAS 14940-68-2 identifica la sustancia, no una especificación de pureza universal.
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