二酸化ケイ素はSiO2なのに、なぜ「一個のケイ素原子に4個の酸素原子が共有結合した正四面体構造を単位

締切済

質問者：トイストーリーマニア
質問日時：2021/06/09 13:14
回答数：6件

二酸化ケイ素はSiO2なのに、なぜ「一個のケイ素原子に4個の酸素原子が共有結合した正四面体構造を単位とする結晶構造」なんですか？
SiO2だから、一個のケイ素原子に酸素原子は2個なのではないか？と思ったのですがなぜこうなるのか分かりません…

調べたところSiO4の構造式が出てきました。それは4個の酸素原子で、正四面体構造でした。

SiO4も二酸化ケイ素なんですか？？
問いにはSiO2と書いてあるのですが…

通報する

この質問への回答は締め切られました。

質問の本文を隠す

回答 (6件)

最新から表示
回答順に表示

No.6

回答者： pointbeat
回答日時：2021/06/10 00:55

下記リンクにSiO2の3Dモデルがあります。

(動かせます)
四角い枠の中に入っている赤色と肌色の玉の数を数えるとちょうど1：2になるのがわかっていただけると思います。なお、数える時に、枠から半分出ている玉は0.5個と数えてください。
https://materialsproject.org/materials/mp-6930/

- 0
- 件

通報する

この回答へのお礼

リンクありがとうございます！わかりました！！^ ^

通報する

お礼日時：2021/06/14 20:03

No.5

回答者： Tacosan
回答日時：2021/06/09 23:59

SiO2 にはいくつかの構造があるんだけど, 基本的には

1個の Si が 4個の O と結合し, 1個の O が 2個の Si と結合する
形をとる.

この場合, 原子数の比率を考えると 1個の Si に対して 2個の O が存在する.

- 0
- 件

通報する

この回答へのお礼

分かりました！！回答ありがとうございました！！^ ^

通報する

お礼日時：2021/06/14 20:02

No.4

回答者： konjii
回答日時：2021/06/09 16:11

ＣＯ₂はガスなのに、ＳｉＯ₂は固体です。

ＣＯ₂のＣＯ結合長は約１４３ｐｍなので、σ結合とπ結合が同時にできます。
よって、Ｏ＝Ｃ＝Ｏの分子構造がとれます。
一方、ＳｉＯ₂のＳｉＯ結合長は１６２ｐｍもあり、σ結合は出来ますが
π結合は出来ません。よって、Ｓｉはｓｐ³軌道をとって、Ｏもｓｐ³をとって
高分子になったと思えばよろしい。
構造図は以下の通り

- 0
- 件

通報する

この回答へのお礼

画像までご丁寧に、回答ありがとうございます^ ^
分かりました！！

通報する

お礼日時：2021/06/14 20:02

No.3

回答者： psa29
回答日時：2021/06/09 15:39

No.1さんがSiO2は分子式ではなく、組成式だと指摘されていますよね。

NaClも組成式です。
つまり、結晶の中に存在する割合が1:1ということですよね。
SiO2も組成式ですから、存在割合が1:2だよという事を表しています。
Si原子の周りにO原子が４つあり、多過ぎるのではないか？
という疑問ですよね。
Siの周りに４つある酸素原子のさらに向こうに何がありますか？
そうSi原子ですよね。
Si原子の周りにあるO原子は、隣のSi原子と共有されています。
１つのO原子は２つのSi原子に共有されているので、Si原子1つに対しては
0.5個分の寄与だと考えられます。
質問者さんが
＞なぜ「一個のケイ素原子に4個の酸素原子が共有結合した
＞正四面体構造を単位とする結晶構造」
と疑問に持ちましたが、その形は上記理由により
存在割合が1:2となる組み合わせなのです。

- 0
- 件

通報する

この回答へのお礼

わかりました！回答ありがとうございました！！^ ^

通報する

お礼日時：2021/06/14 20:02

No.2

回答者： kairou
回答日時：2021/06/09 14:05

確かに SiO₄ は四面体構造ですが、

実際の岩石には Fe⁺⁺ と Mg⁺⁺ が含まれていて、
(Mg,Fe)₂SiO₄ の形になっているようです。
つまり組成上は MgO+FeO+SiO₂ です。
二酸化ケイ素は SiO₂ です。（酸素が2つと云う意味です）
他に一酸化ケイ素 SiO （酸素が 1つ）が知られていますが、
SiO₄ は単なる酸化ケイ素です。