ケイ素

Question

炭素は高分子になるとき炭素同士でたくさんつながるのに、ケイ素はケイ素同士ではなく酸素とつながりながら高分子になるのはどうしてでしょうか？

Answer

炭素とケイ素の化学的性質は類似していますが、その違いは微細なものであり、化学反応の条件によって異なる結果をもたらします。
炭素は四価であるため、他の炭素原子との共有結合を形成することができます。これにより、炭素原子が長い鎖やリング状の構造を形成し、高分子化合物を作ることができます。
一方、ケイ素は炭素と同様に四価ですが、ケイ素-ケイ素結合は弱く、熱力学的に不安定であり、容易に切断されます。そのため、ケイ素同士で高分子を形成することは困難です。しかし、ケイ素は酸素との化学結合に強く、ケイ酸として知られる高分子化合物を形成することができます。ケイ酸は、石英や珪藻土の主成分であり、地球上で最も豊富な無機化合物の一つです。
したがって、炭素とケイ素の高分子化合物の形成には、それぞれの化学的性質と反応条件が重要な役割を果たします。

Answer

化学結合には結合エネルギーという潜在エネルギーがありこの値が高いほど不安定、低いほど安定になる。

地球の現在の環境では炭素は鎖を作れるがケイ素は難しい。
地球の温度がもっと低くなればケイ素も安定的に鎖を作ることができる。

Answer

ケイ素同士で結合する事もありますが、ケイ素同士の結合している力が弱いため高分子にはなり難いのです。
　一般的に共有結合の強さは、結合距離が長いほど弱くなる傾向があります。
　ケイ素原子は炭素原子と比べて原子核の周りを回っている電子の数が多く、原子の大きさが大きいため、ケイ素同士の結合距離は炭素原子同士の結合距離よりも長くなるため、ケイ素同士の共有結合の強さは弱くなります。

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