Силан (SiH₄) — это простейшее химическое соединение кремния с водородом, аналог метана CH₄. Рассмотрим его электронную и структурную формулы:
Электронная формула:
Кремний (Si) находится в 14-й группе периодической системы, поэтому у него 4 валентных электрона. Водород (H) находится в 1-й группе и имеет 1 валентный электрон. Для образования стойкого соединения каждый атом водорода формирует ковалентную связь с атомом кремния, используя свои валентные электроны.
Электронная конфигурация кремния: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p².
При образовании молекулы SiH₄, кремний использует свои четыре валентных электрона (из 3s и 3p орбиталей) для формирования четырёх ковалентных связей с водородом. Каждый атом водорода предоставляет по одному электрону для этих связей.
Структурная формула:
Силан имеет тетраэдрическую геометрию с центральным атомом кремния, к которому прикреплены четыре атома водорода. Угол между связями H-Si-H составляет примерно 109.5°, что характерно для тетраэдрической формы.
Структурная формула может быть представлена следующим образом:
H
|
H - Si - H
|
H
Здесь каждый штрих (–) представляет собой пару общих электронов (ковалентную связь) между атомами. Все связи в молекуле SiH₄ являются σ-связями (сигма-связями), которые образуются за счет перекрывания орбиталей атомов.
Таким образом, молекула силана является простым примером тетраэдрической молекулярной геометрии, где центральный атом кремния окружен четырьмя атомами водорода. Это соединение является газом при стандартных условиях и используется в различных химических реакциях и процессах, таких как химическое осаждение из газовой фазы в производстве полупроводников.