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La estructura de Lewis del ion silicato es un enlace simple Si-O, un enlace simple Si-O y un enlace simple Si-O; el Si central tiene 4 dominios de electrones (1 par solitario), dando una disposición tetraédrica de dominio de electrones y una geometría molecular trigonal piramidal con un ángulo de enlace ≈107°. Si se describe mejor como sp3-hibridado, y ion silicato es polar porque la forma piramidal trigonal (y/o los átomos terminales desiguales) evitan la cancelación de los dipolos de enlace.
Figura 1: Estructura de Lewis de ion silicato (O3Si)
| Fórmula química | O3Si |
| Número CAS | 14986-31-7 |
| Cargo neto | -2 |
| Total de electrones de valencia | 24 |
| Estructura de Lewis | Enlace simple Si-O, enlace simple Si-O y enlace simple Si-O |
| Geometría electrónica | tetraédrica |
| Geometría molecular | piramidal trigonal |
| Modelo de hibridación | sp3 (Si central) |
| Ángulo de enlace | ≈107° |
| Polaridad | Molécula polar |
En química acuosa y de procesos, O3Si existe como el anión ion silicato. Se encuentra como contraión y fuente controlada de Si en sales, tampones, electroquímica y protocolos analíticos, y como reactivo en síntesis que requieren un equivalente definido de material que contiene Si.
Para dibujar la estructura ion silicato de Lewis, primero contamos el total de electrones de valencia. O3Si contiene 3×6 (O) + 4 (Si) − 2 (anión neto); la carga neta de -2 da un total de 24 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 = 3×6 (O) + 4 (Si) − 2 (anión neto) = 24 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 y enlace simple Si–O; un par solitario 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 1 de estos dominios son pares solitarios (y los pares solitarios se repelen más fuertemente que los pares enlazantes), la geometría molecular observada es trigonal piramidal; el ángulo del enlace Si se establece en ≈107° 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 1 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 (3 enlace + 1 par solitario).
Carga formal en Si central = V − N − ½B = 4 − 2 − ½×6 = -1. La carga formal distinta de cero se distribuye por resonancia/separación de carga; la estructura dibujada es la que contribuye con menor energía.
El ion silicato es polar. La forma piramidal trigonal evita la cancelación de los dipolos de enlace. Los dipolos de enlace no se cancelan, dejando un dipolo molecular neto, que influye fuertemente en el comportamiento de solvatación y las interacciones intermoleculares.
El hecho estructural decisivo no es simplemente que los enlaces individuales sean polares; se trata de si la simetría molecular permite que su suma vectorial desaparezca. En ion silicato la disposición piramidal trigonal evita la cancelación, por lo que permanece un dipolo permanente.
Interpretación consistente con referencias estándar VSEPR/geometría molecular.Este perfil de polaridad sustenta su comportamiento como disolvente, reactivo o intermediario de proceso; al realizar el abastecimiento, especifique el grado y la compatibilidad del contenedor.
| Especies | Fórmula | Átomo central | Dominios de electrones | Geometría molecular | Polaridad |
|---|---|---|---|---|---|
| ion silicato | O3Si | Si | 4 | piramidal trigonal | Polar |
| tetrafluoruro de silicio | F4Si | Si | 4 | tetraédrica | Apolar |
| silano | H4Si | Si | 4 | tetraédrica | Apolar |
El ion silicato es polar. Su geometría piramidal trigonal (y/o átomos terminales desiguales) evita que los dipolos de enlace se cancelen.
Enlace simple Si–O, enlace simple Si–O y enlace simple Si–O; un par solitario en Si. Utiliza todos los 24 electrones de valencia y la estructura preferida lleva una carga formal de -1 en el átomo central.
El ángulo Si es aproximadamente ≈107°. La repulsión de par solitario comprime el ángulo desde el valor tetraédrica ideal.
El modelo convencional es sp3. ion silicato tiene 4 dominios electrónicos alrededor del Si central.
El número CAS es 14986-31-7. PubChem y NIST lo identifican con O3Si; 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 14986-31-7 identifica la sustancia, no una especificación de pureza universal.
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