La razón por la que el dióxido de carbono es un gas y el dióxido de silicio es un sólido es porque su química estructuras son diferentes.
El dióxido de carbono es una estructura lineal con dos dobles enlaces entre el carbono y el oxígeno. Es una molécula pequeña y no polar con sólo enlaces débiles entre las moléculas. Por lo tanto, es un gas.
El dióxido de silicio no está formado por pequeñas moléculas. Está formado por una serie infinita de siliconas en las que cada silicio está unido a cuatro oxígenos distintos (y cada oxígeno se comparte entre dos siliconas). Esto crea un sólido muy refractario (el vidrio y la arena son en su mayoría dióxido de silicio, también conocido como sílice). Por lo tanto, la misma fórmula general aparente no describe el verdadero estructura de los compuestos en absoluto. Pero el estructuras explicar la diferencia de comportamiento.
Por supuesto, esto no explica pourquoi El silicio prefiere enlazar con cuatro oxígenos cuando el carbono prefiere sólo dos. Esto no es del todo sencillo y resulta de las fuerzas de enlace relativas de los enlaces carbono-oxígeno, de los dobles enlaces carbono-oxígeno y de los enlaces equivalentes para el silicio y el oxígeno. La versión simple es que los enlaces silicio-oxígeno son fuertes en relación con sus equivalentes de doble enlace, mientras que los dobles enlaces carbono-oxígeno son fuertes en relación con sus equivalentes de enlace simple. O, más exactamente, si pudiéramos hacer un sólido de red de carbono-oxígeno con una estructura equivalente a la del sílice, tendería a deshacerse en dióxido de carbono. Si pudiéramos hacer moléculas de dióxido de silicio, reaccionarían con la liberación de energía para dar sílice.
Las explicaciones más profundas tendrían que analizar por qué las fuerzas relativas de los enlaces dobles y simples resultan así, pero eso entraría en la mecánica cuántica molecular y no sería mucho más útil como explicación.
La explicación más sencilla es el hecho de que las estructuras son diferentes.