炭素は2重結合を作るよね。じゃあシリコンは？

質問

炭素原子は、１重結合（sp3混成）、２重結合（sp2混成）、３重結合（sp混成）とバラエティに富んだ結合を取ります。

それじゃあ、周期律表で１個下のシリコン原子はどうでしょう？
１重結合以外はあまり聞いたことがありません。

なんでシリコンは炭素みたいに容易に２重結合などを取らないのでしょうか？

回答No.5

101325 · ベストアンサー

> そういう状況であれば、ポリマーは無理ですかね？

ポリアセチレンのようなケイ素ポリマーをつくるのは、かなり難しいでしょうね。

ブタジエンに相当する、共役二重結合をもったケイ素化合物は、既に合成されているようです。
http://dx.doi.org/10.1002/anie.199725031
http://dx.doi.org/10.1021/om040056s
ですけど、残念なことに、どちらの化合物もSi=Si-Si=Siは平面上にはないですね。ちょっと調べてみた限りでは、二重結合を三つ持った、ヘキサトリエンに相当するケイ素化合物は見つかりませんでした。

お礼

早速のご返事ありがとうございました。

回答No.4

101325

炭素原子に比べるとケイ素原子はかなり大きいので、化合物中のケイ素原子間の距離は、炭素原子どうしの距離に比べるとかなり長くなります。そのため、π結合をつくるのに必要なケイ素の3p軌道どうしの重なりは、炭素の2p軌道どうしの重なりよりもずっと小さくなり、ケイ素原子間のπ結合は、炭素原子間のπ結合と比べると弱く不安定なものになります。

…というのがよくある説明ですね。ただ、ここでちょっと気をつけていただきたいのは、熱的な観点からみるとSi=Si結合は以外と安定で、室温くらいの温度では簡単には切れない、ということです。No.1さんとNo.2さんの回答にある「不安定」とは、「化学的に不安定」ということでして、他の分子からアタックされるとすぐにπ結合が切れてしまう、ということを意味します。つまりSi=Si結合は反応性が高いということですね。そのため安定なSi=Si化合物では、他の分子が容易にはSi=Si結合に近づけないように、ケイ素にかさ高い保護基（バルキーな基）をつけてSi=Si結合を覆い隠す、という工夫がなされています。

シュライバー無機化学(上) 10.12節 有機ケイ素化合物 p.615の前後 (東京化学同人)

にもう少し詳しい説明（活性化エネルギーとかHOMO-LUMOギャップとか）があります。

補足

ありがとうございます。
そういう状況であれば、ポリマーは無理ですかね？

ポリシランは確かsp3のポリマーでSiは平面上にないけれど、
sp2のSi高分子であれば、Siが平面上にあるものができるかと。

回答No.3

Tacosan

ついでにいうと Ge, Sn, Pb のアセチレン類似物質も (やはりかさ高い保護基を使って) 合成されています. Pb-Pb はほぼ単結合, Ge-Ge や Sn-Sn は二重結合的だとか.

補足

ありがとうございます。
そういう状況であれば、ポリマーは無理ですかね？

ポリシランは確かsp3のポリマーでSiは平面上にないけれど、
sp2のSi高分子であれば、Siが平面上にあるものができるかと。

回答No.2

Ryofui

3重結合は2004年に合成されていますね(リンクをごらんください)
しかし大変不安定なのでバルキーな基で保護しています。

ちなみに炭素が作ることが出来る酸素との2重結合(カルボニル)
に対応する化合物Si=Oは未だに合成されていません。
Siの元素半径が大きくてうまく軌道が重ならないため合成が困難(不可能？)とされているようです。

余談ですがシリコーンゴムは最初に合成した人が
Si=O結合をもつ分子を合成したと勘違いして(元素分析が一緒なので)
silicon(シリコン)+one(ケトン)からsilikone(シリコーン)と
名付けたものの、後に(Si-O)nというポリマーであることが判明しました。

参考URL：

http://www.org-chem.org/yuuki/mow/0502/disilyne.html

補足

ありがとうございます。
リンク読みました。ケイ素生物は難しいですか。

そういう状況であれば、ポリマーは無理ですかね？

ポリシランは確かsp3のポリマーでSiは平面上にないけれど、
sp2のSi高分子であれば、Siが平面上にあるものができるかと。

回答No.1

noname#160321

２０年ほど前まではＳi＝Ｓi結合は不安定で出来ないものということにされていました。
最近の研究で安定なＳi＝Ｓi結合を持つ化合物がたくさん知られるようになりました。Ｓi-Ｓi化合物がジシランなのでＳi＝Ｓi化合物はジシレンと呼ばれます。ただ、あまり一般の目には触れない学術論文の中だけの世界で、工業的に使われている例は知りません。
まだ三重結合のＳi≡Ｓi結合を持つ化合物は「探索中」だったはずです。

補足

ありがとうございます。
そういう状況であれば、ポリマーは無理ですかね？

ポリシランは確かsp3のポリマーでSiは平面上にないけれど、
sp2のSi高分子であれば、Siが平面上にあるものができるかと。