První sloučenina křemíku s čtvercovou geometrií

Křemík je velmi zajímavý prvek, v běžném životě jsme jím doslova obklopeni, ať už jde o elektroniku, sklo a další aplikace. Ve svých sloučeninách preferuje koordinační číslo 4 a 6. U koordinačního čísla 4 pozorujeme, v souladu s teorií VSEPR, tetraedrickou geometrii (SiO₂, SiH₄) a u koordinačního čísla 6 pak oktaedrickou (SiF₆^2-, [Si(acac)₃]⁺).[1]

Důležité pojmy

Ligand – atom, molekula nebo ion, která se váže koordinační vazbou k centrálnímu atomu. Zpravidla jde o Lewisovy baze.

Koordinační číslo – počet σ vazeb mezi ligandy a centrálním atomem v komplexní sloučenině. Odpovídá počtu donorových atomů koordinovaných k centrálnímu atomu.

Teorie VSEPR – Valence Shell Electron Pair Repulsion, je teorie, která předpovídá rozložení vazebných elektronových párů v prostoru a tím i tvar molekuly.

Čtvercová geometrie u křemíku

U koordinačního čísla 4 je teoreticky možná i čtvercová geometrie, ta je běžná např. u sloučenin platiny. U křemíku je nutné využít ligandy, které si planární uspořádání vynutí. Už v roce 1979 byla výpočetně předpovězena struktura s aromatickými, bidentátními ligandy odvozenými od pyrokatecholu.[2]

V roce 2021 byla publikována příprava první sloučeniny křemíku s čtvercovou geometrií.[3,4]

Příprava a charakterizace

Látka byla připravena reakcí makrocyklického ligandu se čtyřmi pyrrolovými kruhy s SiCl₄ a PPh₄Cl. Vzniklá iontová sloučeniny byla redukována tetrakis(pentafluorofenyl)borátu sodného (Na[B(C₆F₅)₃]) a vznikla požadovaná sloučenina. Hodnota jejího ²⁹Si chemického posunu byla −55,6 ppm, což odpovídá křemíku s koordinačním číslem 4. Vazebné úhly N-Si-N byly blízké 90°:

• N1-Si-N2 90,2°
• N1-Si-N3 178,2°
• N2-Si-N4 176,1°

Tato sloučenina je určitě zajímavým doplněním chemie křemíku, navíc by mohla být i prvním krokem k nové skupině katalyticky aktivních sloučenin.

Odkazy

1. GREENWOOD, N. N. a Alan EARNSHAW. Chemie prvků. Praha: Informatorium, 1993. ISBN 80-85427-38-9. s 406-408
2. Planar tetrakoordiniertes Silicium
3. An isolable, crystalline complex of square-planar silicon(IV)
4. Silicon with a two-dimensional structure