Γιατί ο δεσμός C-H σε CH4 ισχυρότερο από το Si-H SiH4;
1. Διαφορά ηλεκτροαρνητικότητας:
* Ο άνθρακας είναι πιο ηλεκτροαρνητικός από το πυρίτιο.
* Αυτό σημαίνει ότι ο άνθρακας προσελκύει τα κοινόχρηστα ηλεκτρόνια στον δεσμό C-H πιο έντονα από ό, τι κάνει το πυρίτιο στον δεσμό Si-H.
* Αυτή η ισχυρότερη έλξη οδηγεί σε υψηλότερη αντοχή δεσμού για τον δεσμό C-H.
2. Μήκος ομολόγων:
* Ο δεσμός C-H είναι μικρότερος από τον δεσμό Si-H.
* Αυτή η βραχύτερη απόσταση έχει ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη επικάλυψη των τροχιακών ηλεκτρονίων, οδηγώντας σε ισχυρότερο σχηματισμό δεσμών.
3. Ατομικό μέγεθος:
* Το πυρίτιο είναι ένα μεγαλύτερο άτομο από τον άνθρακα.
* Αυτό το μεγαλύτερο μέγεθος σημαίνει ότι ο δεσμός Si-H είναι ασθενέστερος επειδή τα ηλεκτρόνια διατηρούνται λιγότερο αποτελεσματικά στον δεσμό.
4. ORBITAL Επικάλυψη:
* Το άτομο άνθρακα στο CH4 χρησιμοποιεί υβριδικά τροχιακά SP3 για να σχηματίσει τους δεσμούς του.
* Το πυρίτιο, από την άλλη πλευρά, χρησιμοποιεί μεγαλύτερα και πιο διάχυτα τροχιακά, οδηγώντας σε ασθενέστερη τροχιακή επικάλυψη και ασθενέστερο δεσμό.
5. Υβριδισμός:
* Ο άνθρακας στο CH4 υφίσταται υβριδοποίηση SP3, με αποτέλεσμα ισχυρότερους δεσμούς λόγω της μεγαλύτερης επικάλυψης των υβριδικών τροχιακών.
* Το πυρίτιο στο SIH4 υφίσταται επίσης υβριδισμό SP3, αλλά λόγω του μεγαλύτερου μεγέθους του, τα τροχιακά είναι λιγότερο αποτελεσματικά στην επικάλυψη, με αποτέλεσμα έναν ασθενέστερο δεσμό.
6. Ενέργεια διάστασης ομολόγων:
* Η ενέργεια διάστασης των ομολόγων (BDE) είναι ένα άμεσο μέτρο της αντοχής του δεσμού.
* Το C-H BDE σε μεθάνιο είναι σημαντικά υψηλότερο από το Si-H BDE σε σιλάνη.
Συνοπτικά:
Ο συνδυασμός παραγόντων όπως η υψηλότερη διαφορά ηλεκτροαρνητικότητας, το μικρότερο μήκος του δεσμού, το μικρότερο ατομικό μέγεθος, η καλύτερη τροχιακή επικάλυψη και ο ισχυρότερος υβριδισμός οδηγούν σε ισχυρότερο δεσμό C-H σε CH4 σε σύγκριση με τον δεσμό Si-H στο SIH4.
