Abstract
矽和同族碳在化學上的差異性是一個有趣的問題。它們之間的差別可例舉如下表: 原子大小(in cm3/mol) 離子化能量(IE)(in KJ/mol) C 3.58(共軛半徑:77 pm) 1086.4 Si 11.48(共軛半徑:117 pm) 786.5 電子親和力(EA)(in KJ/mol) s-p軌域之能量間隔(in eV) C 121.85 7.41 Si 133.60 6.30 當然原子的基本性質如原子大小, 離子化能量和電子親和性差異導致各原子陰電性(EN)的區別,例如Mulliken陰電性定義為EN=(IE-EA)/2。 進而造成化學性質上的區別。而造成它們之間在化學性質上有所差異的基本因素可分為四點:(1)在空間上的大小差別,4 (2) 電負度的不同,6 (3)s和p軌域半徑期望值差的大小,5 (4) s與p鍵強弱差的不同。5 本篇論文主要以前兩個因素來探討其間之差別。而後兩者所造成的影響則在第四章綜合討論有簡略的說明。並且,我們也在第二章時簡單的說明了本研究所用的計算方法。在第一個討論的系統?碳鹵化物及矽鹵化物中,我們可知雖然矽的電負度比碳小,所以它與氟的電荷分離的效用應較強,但因為在矽上的氫原子也是帶負電,故矽氟化合物的聚合反應在熱力學上並沒有較碳氟化合物顯著。可是由於矽在空間上較大因此比較容易形成五配位,所以進行反應時活化能較小,導致矽鹵化合物在動力學上較碳鹵化合物容易進行聚合反應。 在第二個討論的系統?醇類. 硫醇類及對應矽醇類中,我們可發現醇類及硫醇類不易進行縮合反應是由於動力學上的因素(其活化能太高),而相對應的含矽化合物較容易進行。 在第三個討論的系統所計算出之結果我們可知矽氟鍵較碳氟鍵強,這可能是因為在矽氟鍵中由於矽的電負度較碳小故與氟有較大的電荷分離,而造成有較強的庫倫作用力。 在第四個討論的系統我們可知由於矽與碳在電負度上的不同,導致矽烷類的氫帶負電而烷類的氫帶正電。致使它們在與一些帶有正電性的氫之分子時反應有難易的不同。 在第五及第六個討論系統可知由於矽在空間中較容易形成五配位,故矽烷類較易進行裂解反應。一分子中同時有矽與碳原子,其較喜歡以矽端與別的分子反應。