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【硅或其氧化物为何能与氢氟酸反应(从微观解释)如题。老师说这是因为SiF4比较稳定且为气体,脱离反应体系,反应朝正方向进行。微观中,我疑问的是,为什么硅原子可以和氟离子结合,】
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问题描述:

硅或其氧化物为何能与氢氟酸反应(从微观解释)

如题。老师说这是因为SiF4比较稳定且为气体,脱离反应体系,反应朝正方向进行。微观中,我疑问的是,为什么硅原子可以和氟离子结合,它也可以和别的粒子结合吧,并且,为什么它们俩结合之后突然变成了气体呢?是不是跟它们之间的相互作用力,角度有关呢?

同样地,为什么二氧化硅也可以呢?

我问的题就是这么“钻牛角尖”,但我认为并不是这样,所以不要对我说:它们本来就是这样反应的,没有原因。我想这样说只是说明你不会解释。

李武朝回答:
  从微观角度解释……那别怪我扯一些你不明白的东西了。   硅单质和二氧化硅都是原子晶体,纯粹靠共价键结合成巨型“分子”,   其中的共价键种类是Si---Si单键和Si---O单键。这两种键的键能都不小(Si---O更大)所以这两种晶体硬度大。   但硅原子半径小,分子中的轨道(这是大学化学的内容了)更容易有效地和其它原子的轨道重叠而形成共价键(而不易失去电子形成离子键)   所以硅的化合物都是共价型的。   Si---F键,由于F原子半径很小,且是7电子结构,吸电子能力强,但Si原子也有一定的吸电子能力,所以使得F和Si形成一个稳定的共价键,电子偏向F一边。这个键能比Si---Si和Si---O都强(O原子吸电子能力比F弱)。而Si和其它元素结合成的共价键键能都比Si---Si键能弱一点,所以Si于其它元素原子形成的共价键没有Si---Si和Si---O强,更不如Si---F。这些化合物(如SiCl4)能被一些还原剂还原成单质Si,也能水解生成SiO2或与HF作用形成SiF4。   根本原因,就是不稳定(键能低)的共价键有形成更稳定(键能高)的共价键的趋势!   PS.所谓键能,就是形成一个这种共价键时释放的能量(破坏这个共价键需要在这个键上释放相等的能量,所以键能越高键越稳定)   事实上SiF4也能水   2SiF4+H2O======F3SiOSiF3+2HF   所以SiF4离开体系和这个反应能迅速进行有关。但   2HF+SiF4======H2SiF6这个反应也是存在的。
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