科学:六键硅对化学家来说很惊讶

日期:2017-09-24 02:35:02 作者:傅珩 阅读:

作者:JOHN EMSLEY美国化学家发现了一种制造硅化合物的便宜而简便的方法,其中硅与五个或六个氧原子键合新材料可用于制造导电聚合物,玻璃和陶瓷通常,硅仅与四个氧原子键合在地壳中,硅出现在硅酸盐中,占岩石的75%每个硅原子与四面体中的四个氧原子连接这产生的分子结构不仅在化学侵蚀下非常稳定,而且机械强度高并且具有高熔点这些性质均由二氧化硅(SiO 2)显示,二氧化硅(SiO 2),不同地称为二氧化硅,沙子或石英如果化学家能找到突破二氧化硅化学惰性障碍的方法,他们就可以生产有机硅聚合物,有机硅试剂,半导体和陶瓷目前,他们必须通过用碳加热来剥离硅周围的氧原子然后,他们在300℃下使硅与氯化氢和氯甲烷反应,制得更具反应性的甲基硅化合物密歇根大学的理查德莱恩和他的同事发现了一种活化二氧化硅的方法,它不是去除氧原子,而是加入氧原子令人惊讶的是,他们使用的不比普通的工业溶剂乙二醇复杂(Nature,vol 353,p 642)这产生了所谓的五配位硅酸盐,这种结构以前在实验室中很难实现五配位硅衍生物具有高反应性 Laine的方法包括在强碱如氢氧化钾的帮助下将硅胶或熔融二氧化硅溶解在乙二醇中乙二醇分子通过用自己的氧原子替换二氧化硅的氧原子而附着在二氧化硅上(见图)然后将混合物在氮气中加热6小时当反应混合物冷却时,产物结晶新硅酸盐的产率超过80%尽管沙子在加热一周以上后才会溶解,但这种反应甚至适用于沙子如果五配位硅酸盐溶解在甲醇中,加入乙腈将使硅酸盐重结晶无色晶体的X射线分析显示出与硅键合的五个氧原子 Laine还发现,当硅酸盐溶解在甲醇中时,溶剂分子会随着硅周围的乙二醇而发生变化这个过程是可逆的莱恩认为,这种“可交换性”是提高新化合物化学反应性的关键 Laine的研究小组由美国空军和美国陆军资助,用新的硅酸盐制造聚合物,玻璃和陶瓷该团队目前正在调查其中一种聚合物,Laine认为这种聚合物将导电莱恩还表明,他的反应可以产生六配位硅酸盐化学家们知道一些化合物,其中硅被六个原子包围,但这些通常被认为是好奇心一些,如矿物石榴石,在特殊条件下自然形成 1960年,在亚利桑那州的流星陨石坑下发现了stishovite,这是一个巨大的陨石撞击现场 Laine团队成员Martin Hoppe最近用乙二醇制备了六配位硅酸盐他发现它就像五配位硅酸盐一样具有反应性它也可以变成硅酸盐聚合物,