Si와 NaOH의 반응 속도가 SiO2보다 빠른 이유는 무엇입니까?

왜 반응속도가규소수산화나트륨은 이산화규소보다 뛰어날 수 있으며 다음과 같은 측면에서 분석할 수 있습니다.

화학 결합 에너지의 차이

▪ 규소와 수산화나트륨의 반응: 규소가 수산화나트륨과 반응할 때 규소 원자 사이의 Si-Si 결합 에너지는 176kJ/mol에 불과합니다. Si-Si 결합은 반응 중에 끊어지며, 이는 상대적으로 끊어지기 쉽습니다. 역학적 관점에서 보면 반응이 더 쉽게 진행됩니다.

▪ 이산화규소와 수산화나트륨의 반응: 이산화규소의 규소 원자와 산소 원자 사이의 Si-O 결합 에너지는 460kJ/mol로 비교적 높습니다. 반응 중에 Si-O 결합을 끊는 데는 더 높은 에너지가 필요하므로 상대적으로 반응이 일어나기 어렵고 반응 속도도 느리다.

다양한 반응 메커니즘

▪ 규소는 수산화나트륨과 반응합니다. 규소는 먼저 물과 반응하여 수산화나트륨과 반응하여 수소와 규산을 생성하고, 그 다음 규산이 수산화나트륨과 반응하여 규산나트륨과 물을 생성합니다. 이 반응 중에 실리콘과 물 사이의 반응은 열을 방출하여 분자 운동을 촉진하여 반응을 위한 더 나은 운동 환경을 조성하고 반응 속도를 가속화합니다.

▪ 이산화규소는 수산화나트륨과 반응합니다. 이산화규소는 먼저 물과 반응하여 수산화나트륨과 반응하여 규산을 생성한 다음, 규산이 수산화나트륨과 반응하여 규산나트륨을 생성합니다. 이산화규소와 물 사이의 반응은 매우 느리며 반응 과정은 기본적으로 열을 방출하지 않습니다. 역학적 관점에서 볼 때 이는 빠른 반응에 도움이 되지 않습니다.

다양한 재료 구조

▪ 실리콘 구조:규소특정 결정 구조를 가지고 있으며 원자 사이에 특정 간격과 상대적으로 약한 상호 작용이 있어 수산화나트륨 용액이 실리콘 원자와 접촉하고 반응하기가 더 쉽습니다.

▪ 구조규소이산화물:규소이산화물은 안정적인 공간 네트워크 구조를 가지고 있습니다.규소원자와 산소 원자는 공유 결합으로 단단히 결합되어 단단하고 안정적인 결정 구조를 형성합니다. 수산화나트륨 용액은 내부까지 침투해 실리콘 원자와 완전히 접촉하기 어려워 빠른 반응이 어렵다. 이산화규소 입자 표면의 규소 원자만이 수산화나트륨과 반응하여 반응 속도를 제한할 수 있습니다.