Question

Чем отличается структура кристалла SiF4 от структуры кристаллов Si и F2? Какие виды связей существуют в кристаллах этих веществ?

Answer 1

Электронная формула 14Si : 1s2 2s2 2p6 3s2 3h2. Кремний является р-элементом, типичным неметаллом, имеет на внешнем энергетическом уровне 4 валентных е-. При возбуждении один 3s е- переходит на 3р-подуровень (на свободную 3р-орбиталь), и у атома Si появляется четыре неспаренных е-. При образовании кристалла образуется четыре молекулярных орбитали. 2/3 молекулярных орбитали занимают валентные е- (по два электрона на каждой молекулярной орбитали), образуя валентную зону. Свободные молекулярные орбитали образуют зону проводимости. Данные молекулярные орбитали обладают более высоким уровнем энергии. При передаче кристаллу энергии (теплового облучения), часть валентных электронов распаривается, покидает валентную зону, переходит в зону проводимости. На их месте образуется дырка. Когда кристалл помещают в электрическое поле, к аноду наблюдается дрейф электронов, к катоду. Таким образом, кристалл – полупроводник, обладающий собственной электронно-дырочной проводимостью.

Электронная формула 9F : 1s2 2s2 2p5 – типичный неметалл, р-элемент, на внешнем энергетическом уровне имеет только один неспаренный е-, что недостаточно для образования прочных ковалентных кристаллов. Атомы фтора связаны ковалентной неполярной связью в двухатомные молекулы, которые образуют молекулярный кристалл за счет сил межмолекулярного взаимодействия. Он непрочен, легко возгоняется, обладает низкой температурой плавления, изолятор.

Разница в электроотрицательности между атомами Si и F ΔОЭО = 2,2, образуются тетраэдрические симметричные молекулы тетрафторида кремния, в каждой из которых 4 атома фтора связаны ковалентными полярными связями с центральным ат. кремния, в рез. за счет сил межмолекулярного взаимодействия образуется молекулярный кристалл. Он непрочен, легко сублимируется, обладает низкой температурой плавления, изолятор. Температура плавления –90,2°C, что намного выше темп. пл. фтора (–219,62°C); это объясняется бОльшим эл. облаком и, как следствие, более прочными Ван-дер-Ваальсовами силами притяжения между молекулами в кр. решетке.