W 1978 roku Günther Maier przygotował pierwszy stabilny podstawiony czworościan, tetra -tert-butylowy czworościan. Te podstawniki tert-butylowe są bardzo masywne i całkowicie otaczają czworościenny rdzeń. Wiązania w tym rdzeniu nie mogą zostać zerwane z powodu sił Van der Waalsa, które utrzymują podstawniki bardzo blisko siebie (efekt gorsetu).
W tetra (trimetylosililo) tetraedrze ( I ) grupy tert-butylowe zostały zastąpione grupami trimetylosililowymi . Ten związek jest znacznie bardziej stabilny niż analog tert-butylowy. Jednak wiązanie krzem- węgiel (187 pikometrów , 1,87 angstremów ) jest znacznie dłuższe niż wiązanie węgiel-węgiel (154 µm , 1,54 A) i dlatego efekt gorsetu jest zmniejszony. Z drugiej strony, grupa trimetylosililowa jest sigma donora, co wyjaśnia większą stabilność tego czworościanu. Podczas gdy pochodna tert-butylowa topi się w temperaturze 135 ° C , czyli w temperaturze, w której rozpoczyna się jej rozkład do cyklobutadienu , trimetylosililo tetrahedran topi się w znacznie wyższej temperaturze 202 ° C i jest stabilny do 300 ° C , w której ulega przemianie do pochodnej acetylenu , która została użyta na początku jego syntezy.
Wiązania w szkielecie czworościanu są wygięte ( wiązań bananów ), przy czym hybrydyzacja z atomów orbitali ma znaczny sigma charakter. Z widma NMR można wywnioskować hybrydyzację sp orbitali węglowych, która normalnie odpowiada wiązaniom potrójnym . W rezultacie długość 152 µm (1,52 A) pojedynczych wiązań węgiel-węgiel jest niezwykle krótka.
Najnowszym osiągnięciem jest synteza i charakterystyka dimeru tetrahedranylo-tetrahedranu ( II ). Łącznik między dwoma tetraedranami jest jeszcze krótszy, 143,6 µm (1,436 Å)! -Zwykłe pojedyncze wiązanie węgiel-węgiel wynosi 154 µm (1,54 Å) -.W tetrasila-czworościanie atomy węgla są zastąpione przez krzem . Standardowa długość wiązań Si-Si jest większa (235 µm). Tylko pochodne podstawione bardzo dużymi sililami mają czworościenny rdzeń dostatecznie otoczony, aby był stabilny termicznie.
Tetra- (R-sililo) -tetrasila-tetrahedran, poniżej, mogą być zmniejszone przez potas, grafitu , tworząc tri (R-sililową) -tetrasila-tetrahedranide potasu . W związku tym jeden z atomów krzemu w rdzeniu utracił swój podstawnik R-sililowy i ma ładunek ujemny. Potasu kationów mogą być przechwytywane za pomocą eteru koronowego , a następnie potasu skomplikowane i sililo aniony są oddzielone na odległość 885 urn. Jedno z dwóch wiązań Si - - Si mierzy 272 µm, a Si - zachowuje symetrię czworościenną, ponieważ dublet elektronowy, który przenosi, skierowany jest na zewnątrz od czworościanu czworościanu. Jednakże cztery atomy krzemu rdzenia odpowiadają skali czasowej NMR (magnetyczny rezonans jądrowy), spektroskopia , która ze względu na bardzo szybką migrację podstawników R sililowe wokół rdzenia.
Reakcji dimeryzacji obserwowanej dla tetratrimetylosililotetrahedranu oczekiwano również dla tetrasila-tetrahedron.
W tetrasila-czworościanie pokazanym poniżej, rdzeń jest zamknięty w klatce przez 4 super grupy sililowe , w których każdy atom krzemu ma trzy podstawniki tert-butylowe . Ale dimeru nie można zsyntetyzować. Natomiast reakcja z jodem w benzenie, po której następuje reakcja tri-tert-butylosilanionu, tworzy ośmioatomowy klaster krzemu, który można opisać jako oś Si 2 (229 długości pm iz, dla Si geometrię, tak że 4 wiązania znajdują się po tej samej stronie powierzchni), umieszczonej pomiędzy dwiema prawie równolegle sI 3 pierścieni .
Wiadomo, że w klastrach z ośmioma atomami pierwiastków z tej samej grupy chemicznej co krzem, Sn 8 R 6 dla cyny i Ge 8 R 6 dla germanu , te osiem atomów znajduje się na wierzchołkach sześcianu .
Niepodstawiony tetrahedran na chwilę ucieka, ale przewiduje się, że będzie stabilny kinetycznie. Jedną ze strategii, która została zbadana, ale jak dotąd zakończyła się niepowodzeniem, jest reakcja propenu z atomowym węglem. Zamknięcie czworościanu w fullerenie zostało wypróbowane tylko in silico .