¿Por qué el SiCl4 se somete a hidrólisis mientras que CCl4 no?

Esta es una pregunta interesante, algo que no consideré cuando aprendí sobre Tendencias Periódicas hace años. Desde entonces, he aceptado automáticamente que el SiCl4 se somete a una hidrólisis rápida para dar gas SiO2 y HCl, mientras que siempre he sabido que CCl4 es una molécula muy estable.

Creo que las otras respuestas son correctas, al menos, me parecen razonables. Déjame resumirlos aquí:

  1. El impedimento estérico de Cl bloquea el átomo de C, evitando que el agua (nucleófilo) lo ataque fácilmente. Si es más grande, es más susceptible al ataque del nucleófilo.
  2. Falta de orbitales d bajos del átomo de C. Aunque personalmente no estoy tan familiarizado con los detalles de la teoría, parece lógico desde mi propio entendimiento.
  3. También me gustaría agregar un punto adicional que nadie más ha mencionado. El enlace C-Cl está menos polarizado que el enlace Si-Cl, porque la diferencia en la electronegatividad entre C y Cl es menor que la existente entre Si y Cl . C es más electronegativo que Si. En mi opinión, de hecho, esta es probablemente la razón más importante.

Espero que ayude 🙂

Considere las estructuras electrónicas de carbono y silicio:

[matemáticas] \ matemáticas {C ​​\, \, 1s ^ 22s ^ 22p ^ 2} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ matemáticas {Si \, \, 1s ^ 22s ^ 22p ^ 63s ^ 23p ^ 2} [/ matemáticas]

El silicio tiene orbitales 3d desocupados que pueden aceptar pares de electrones de los átomos de oxígeno en el agua para formar enlaces.

[math] \ mathrm {SiCl_4 + 3H_2O \ rightarrow {H_2SiO_3 + 4HCl}} [/ math]

Como no hay orbitales 2d, esto no puede suceder con el tetraclorometano.

¡Para que cualquier molécula se hidrolice fácilmente, debe tener un orbital de valencia bajo y bajo en el que la molécula de agua pueda atacar (reaccionar) e hidrolizarla! En SiCl4, el silicio tiene d-orbitales vacíos, estos son atacados por la molécula de agua y se hidroliza, no hay orbitales vacíos tan bajos con carbono, por lo que no hay razón con el agua.

El enlace entre Si y Cl es mucho más de naturaleza polar que entre C y Cl. A pesar de estar en la misma columna de la tabla periódica, la química de Si y C difiere enormemente. El dióxido de carbono es un gas que se puede convertir en dioxígeno en la fotosíntesis, el dióxido de silicio es un compuesto inerte que todos conocemos como arena. Se podría decir que esta es la razón por la cual la vida se construyó sobre la química del carbono en lugar de basarse en el elemento más abundante en la tierra, el silicio. En la vida artificial de los robots es al revés. Pero eso es física, no química.

SiCl4 sufre hidrólisis fácilmente por mecanismo SN 2. En el caso de SiCl4, el átomo de Si tiene orbitales d vacíos para acomodar el nucleófilo entrante, lo que da lugar a un estado de transición con hibridación SP3d y geometría bipiramidal trigonal.

CCl4 no está bajo hidrólisis debido a la falta de disponibilidad de orbitales d vacíos. Hacinamiento estático debido a la presencia de cuatro átomos de Cl alrededor del átomo de C que no permiten que la molécula de agua se acerque a los orbitales de unión de enlaces C-Cl.

Baja energía de unión. Los enlaces de carbono tienen un umbral de energía más alto antes de que se rompan. El silicio tiene una capa de electrones extra, y los enlaces son proporcionalmente más débiles. El resultado es que la aplicación de electricidad descompone más fácilmente los productos químicos basados ​​en silicio que los basados ​​en carbono.

la pregunta es incorrecta; ambos se someten a hidrólisis, reacción con agua; la pregunta correcta es: por qué SiCl4 es más reactivo que CCl4; La hidrólisis, como cualquier otra reacción de estos compuestos, es una escisión de los enlaces Si-Cl / C-Cl, la sustitución con un nucleófilo. Razón principal: el enlace Si-Cl más polar a medida que la electronegatividad desciende por el grupo y el Si es mucho menos electronegativo (C 2.55; Si 1.90; por ejemplo H 2.20 y Cl 3.16). Entonces, hay un gran delta + en el Si y delta minus en el Cl, lo que hace que este enlace sea muy reactivo, como en los cloroanhidratos.

SiCl4 tiene un átomo central más grande que CCl4, lo que lo hace más vulnerable al ataque en la hidrólisis. Las diferentes tasas de hidrólisis se atribuyen al mayor radio atómico del átomo de silicio que permite el ataque al silicio, y a la naturaleza polar de los enlaces Si-Cl favoreciendo el ataque nucleofílico.

SiCl4 también tiene una posibilidad porque puede expandir su octeto y reaccionar a diferencia de CCl4.

SiCl4 + 2H2O —— → SiO2 + 4HCl

Espero que mi respuesta sea útil para el interrogador

Debido a la falta de disponibilidad de d-orbitales vacíos en la configuración de carbono, no puede aceptar un par solitario de electrones del agua y, por lo tanto, no puede hidrolizarse.

Sicl4 tiene d orbitales que pueden acomodar un par solitario de electrones del agua donde ccl4 no tiene ningún orbital vacante

SiCl4 + H2O -> Si (OH) 4 + 4HCl

Mientras que el tetra fluoruro de silicio muestra la siguiente reacción

SiF4 + H2O → SiO2 + 2H2SiF6 (ácido harosilícico)

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