¿Cuáles son las similitudes y las diferencias entre el carbono y los compuestos de silicio? ¿Por qué tienen una clasificación diferente si están en la misma familia en la tabla periódica? ¿Es posible explicar esta pregunta con conceptos de estructura molecular?

Los elementos de la primera y segunda fila tienen propiedades electrónicas y físicas bastante bien entendidas. Pero incluso las diferencias entre hidrógeno y litio / flúor y las diferencias entre helio y neón desafían la periodicidad limpia. Es útil recordar las características generales como el número de oxidación y el emparejamiento de espín y el principio Aufbau. Pero no se pierda pensando que el modelo, o incluso modelos más sofisticados, hacen que las cosas se doblen a un estándar humano de simplicidad, periodicidad o lógica.

Hay una regla simple que establece claramente: los enlaces dobles no existen por encima de la segunda fila. De hecho, los enlaces dobles no existen realmente: no hay dos barras separables que unan los átomos en un enlace doble, solo hay un enlace. Sin embargo, si separa la imagen general en piezas ortogonales, puede ver densidades de electrones separadas en la pantalla de una computadora y olvidarse de que estas órbitas superpuestas que no se superponen nunca chocan, pero que ocupan el mismo espacio al mismo tiempo. No pueden hacer esto porque obedecen algún tipo de nueva regla cuántica que permite que dos cosas estén en el mismo espacio al mismo tiempo, sino porque solo se “superponen” en ecuaciones matemáticas, no en la vida real. No puede enumerar los electrones y asignar orbitales, aunque parezcan comportarse en orden, por razones.

Entonces el silicio es un animal completamente diferente del carbono. Odio arruinar la fiesta para ustedes, personas que esperan formas de vida basadas en silicio: son dos cosas diferentes, y es porque a medida que avanzan las filas, la distancia entre los electrones y los orbitales se reduce, y en lugar de comportarse como un buen hidrógeno de un solo electrón. Al igual que los lóbulos, comienzan a filtrarse entre sí debido a túneles y se “dividen” entre sí. Millones de pequeñas diferencias atómicas en un sólido se combinan para formar bandas y espacios de banda.