Kohlenstoff & Silicium

2 Antworten

Gleiche Gruppe, gleiche Aussenelektronen, gleiche Bindigkeit - nur dass das Si-Atom mehr als doppelt so schwer ist und seine Bindungen ein wenig schwächer sind. Bei allen chemischen Ähnlichkeiten ergeben sich daraus alle bekannten Unterschiede, und die sind letztlich erheblich.

Gemeinsamkeiten:

Beide Stoffe sind vierbindig und bilden eine diamantartige Struktur, wegen des größeren Atomvolumens ist elementares Silizium jedoch nicht so hert die Diamant.

Beide Stoffe bilden eine homologe Reihe CnH(2n+2); im Gegensatz zu den Kohlenwasserstoffen werden jedoch die homologe, so ab Si6H14 recht instabil.

Im Gegensatz zu den Halogenkohlenwasserstoffen unterliegen wegen der Besetzbarkeit der d-Orbitale, die beim Kohlenstoff fehlen, die Siliciumhalogenverbindungen der Hydrolyse, das gilt auch für die Silane.

Unterschiede

Auf Grund der Größe des Si-Atoms können keine p-Orbitale in y- oder z-Richtung überlappen. Daher ist die Bildung von pi-Bundungen nicht möglich, es gibt also weder Siline oder Silene. Auch die Bildung von graphitartigen Strukturen ist nicht möglich.

Im Gegensatz zu der sehr unbeständige Kohlensäure H2CO3 ist die meta-Kieselsäure H2SiO3 beständig und fest. Darüber hinaus kennt man auch die wasserreichere ortho-Kieselsäure H4SiO4 und dazwischen eine ganze Palette von pyro, tri-, hexa- und Polyformen. Die daraus herleitbaren "Salze" sind vielfältig strukturiert (Inselsilikate, Pyroxene, Amphibole, ...); sie bilden zusammen mit Ca(2+) Na(+) K(+) vor allem aber AlO(+) und Al(3+) und anderen Begleitelementen wie Titan die Vielfalt unserer Erdkruste., an dem natürlich auch Kohlenstoff (Calcit, Dolomit, ...) beteiligt ist, aber bei weitem nicht so wie die große Welt der Silikate.

Während Kohlenstoff das gasförmige CO2 bildet, ist SiO2 polymer und vielfältig strukturiert (Quarz, Christobalit, ...) Dagegen gibt es wegen der fehlenden Möglichkeit des Siliziums, pi-Bindungen zu entwickeln kein dem CO entsprechendes Oxid.

Die Möglichkeit, d-Orbitale zur Bindung zu nutzen, gibt die Silizium dafür aber die Möglichkeit der Oktettaufweitung, zum Beispiel in H2SiF6, der Hexafuorokieselsäure.

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