碳氮属元素第二周期,原子半径分别为77、74pm,且第二电子层没有d轨道。硅磷属第三周期,原子半径分别为118、110pm,第三电子层有d轨道。原子半径小,待客空间小,相互间却容易形成π键(有利于p轨道就近重叠)。
注意到大小π键各种纠缠的对象主要是第二周期的碳氮氧而不是第三周期的硅磷硫。
于是,下列问题的“文科味”可能消弭八九:
1.磷有PCl3和PCl5,氮有NCl3没有NCl5。后者空间小,且无2d轨道参与。
2. 高价磷有三元酸H3PO4,高价氮只有一元酸HNO3。硅有H4SiO4,碳没有H4CO4只有H2CO3。
3. CO2有小分子O=C=O,SiO2没有π键,只能是原子晶体。
4.氮单质在自然界以N2的形式存在,分子中含两个π键,磷单质却不能以叁键P2稳定存在。后者原子半径大,不易形成π键。比如白磷P4中就只有σ键。
5.碳单质既可以是纯σ键的金刚石,也可以是σ、π键共存的石墨和富勒烯,硅单质只能类似金刚石。
………