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La estructura de Lewis del dióxido de silicio es un doble enlace Si-O y un doble enlace Si-O; el Si central tiene 2 dominios de electrones (0 pares solitarios), dando una disposición lineal de dominio de electrones y una geometría molecular lineal con un ángulo de enlace 180°. Si se describe mejor como sp-hibridado, y óxido de silicio(IV) es apolar porque los dipolos de enlace se cancelan por simetría molecular.
Figura 1: Estructura de Lewis de óxido de silicio(IV) (O2Si)
| Fórmula química | O2Si |
| Número CAS | 7631-86-9 |
| Total de electrones de valencia | 16 |
| Estructura de Lewis | Doble enlace Si-O y doble enlace Si-O |
| Geometría electrónica | lineal |
| Geometría molecular | lineal |
| Modelo de hibridación | sp (Si central) |
| Ángulo de enlace | 180° |
| Polaridad | Molécula apolar |
El óxido de Si óxido de silicio(IV) 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 óxido de silicio(IV) de Lewis, primero contamos el total de electrones de valencia. O2Si contiene 2×6 (O) + 4 (Si); la carga neta de 0 da un total de 16 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 = 2×6 (O) + 4 (Si) = 16 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: doble enlace Si–O y doble enlace 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.
Esta especie está mejor representada por estructuras de resonancia; el enlace π se deslocaliza sobre los átomos terminales equivalentes, por lo que todos los enlaces Si-terminales son equivalentes en el híbrido de resonancia.
La teoría VSEPR establece que los dominios de electrones 2 alrededor del Si se organizan para minimizar la repulsión mutua, dando una geometría de dominio de electrones lineal.
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 lineal; el ángulo del enlace Si se establece en 180° 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 sp para formar las direcciones equivalentes 2 del dominio electrónico (2 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 dióxido de silicio es apolar. Aunque los enlaces individuales Si-terminales son polares cuando los átomos difieren en electronegatividad, la geometría lineal 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. Óxido de silicio(IV) muestra lo contrario: dipolos de enlace idénticos dispuestos con simetría lineal 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 |
|---|---|---|---|---|---|
| dióxido de silicio | O2Si | Si | 2 | lineal | Apolar |
| tetrafluoruro de silicio | F4Si | Si | 4 | tetraédrica | Apolar |
| silano | H4Si | Si | 4 | tetraédrica | Apolar |
El dióxido de silicio es apolar. Su simetría lineal cancela los dipolos de enlace exactamente.
Doble enlace Si–O y doble enlace Si–O; no hay pares solitarios en Si. Utiliza todos los 16 electrones de valencia y la estructura preferida lleva carga formal cero en el átomo central.
El ángulo Si es aproximadamente 180°. La repulsión de par solitario comprime el ángulo desde el valor lineal ideal.
El modelo convencional es sp. óxido de silicio(IV) tiene 2 dominios electrónicos alrededor del Si central.
El número CAS es 7631-86-9. PubChem (CID 24261) y NIST lo identifica con O2Si; 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 7631-86-9 identifica la sustancia, no una especificación de pureza universal.
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