Силаны

Силаны
Силаны
Силаны: химическая формула
Силаны: вид молекулы
Общие
Систематическое наименование по хим. классификации
Химическая формула SiH4
Физические свойства
Состояние (ст. усл.) газообразное
Молярная масса 32.12 г/моль
Плотность 0.001342 г/см³
Термические свойства
Температура плавления −185 °C
Температура кипения −112 °C
Температура разложения 500 °C
Тройная точка ? K (? °C), ? Па
Критическая точка ? K (? °C), ? Па
Молярная теплоёмкость (ст. усл.) число Дж/(моль·К)
Энтальпия образования (ст. усл.) -1615 кДж/моль
Химические свойства
pKa число
Растворимость в воде нерастворимо г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS 7803-62-5
SMILES Хим. формула по SMILES

Силаны (кремневодороды, гидриды кремния) — соединения кремния с водородом общей формулы SinH2n+2.

Содержание

Физические свойства

По физическим свойствам силаны сходны с углеводородами. Моносилан SiH4 и дисилан Si2Н6 являются бесцветными газами с неприятным запахом, трисилан Si3Н8 — бесцветная, ядовитая, летучая жидкость. Высшие члены гомологического ряда — твёрдые вещества. Силаны растворяются в этаноле, бензине, органосиланах, CS2. Силаны, бораны и алканы имеют одинаковые формулы, но разные свойства.

Свойства

Силаны воспламеняются на воздухе, Si2Н6 взрывается при контакте с воздухом. Наиболее термически устойчивым является моносилан (энергия связи Si—H 364 кДж/моль)

Силаны чрезвычайно легко окисляются. Моносилан в присутствии кислорода окисляется со вспышкой даже при температуре жидкого воздуха. В зависимости от условий реакции, продуктом окисления является либо SiO2, либо промежуточные вещества:

\mathsf{SiH_4 + 2O_2 \rightarrow SiO_2 + 2H_2O} ΔHo298 = −1357 кДж

Силаны являются хорошими восстановителями, они переводят КМnО4 в MnO2, Hg(II) в Hg(I), Fe(III) в Fe(II) и т. д. Силаны устойчивы в нейтральной и кислой средах, но легко гидролизуются даже в присутствии малейших следов ОН-ионов:

\mathsf{SiH_4 + 4OH^- \rightarrow SiO_4^{4-} + 4H_2\uparrow}
\mathsf{SiH_4 + 2H_2O \rightarrow SiO_2 + 4H_2\uparrow}
\mathsf{SiH_4 + 2NaOH + H_2O \rightarrow Na_2SiO_3 + 4H_2\uparrow}

Реакция протекает количественно и может использоваться для количественного определения силана. Под действием щелочи возможно также расщепление связи Si—Si:

\mathsf{Si_2H_6 + 6H_2O \rightarrow 3SiO_2 + 9H_2\uparrow}

С галогенами силаны реагируют со взрывом, при низких температурaх образуются галогениды кремния.

Моносилан разлагается при давлении более 50 атм.

Получение

Силаны обычно получают, разлагая кислотами силициды металлов (например, силицид магния):

\mathsf{Mg_2Si + 4H^+ \rightarrow 2Mg^{2+} + SiH_4\uparrow}

Для синтеза моносилана используют разложение триэтоксисилана в присутствии Na, и нагревании (t=80 °C):

\mathsf{4SiH(OC_2H_5)_3 \xrightarrow[80^oC]{Na} SiH_4 + 3Si(OC_2H_5)_4}

либо применяют реакцию:

\mathsf{LiAlH_4 + SiCl_4 \rightarrow SiH_4 + LiCl + AlCl_3}

Отличия от углеводородов

Поскольку связи Si—Si и Si—H слабее связей C—C и C—H, силаны отличаются от углеводородов меньшей устойчивостью и повышенной реакционноспособностью. Плотность, температуры кипения и плавления силанов выше, чем у соответствующих углеводородов.

Применение

Применяют в различных реакциях органического синтеза (получение ценных кремнийорганических полимеров и др.), как источник чистого кремния для микроэлектронной промышленности. Моносилан широко используется в микроэлектронике и получает все большее применение при изготовлении кристаллических и тонкопленочных фотопреобразователей на основе кремния, ЖК-экранов, подложек и технологических слоев интегральных схем. В основном моносилан производится для дальнейшего получения сверхчистого поликремния, ввиду того, что этот метод себя зарекомендовал как наиболее экономически целесообразный. Также силаны используют для связи между органической матрицей и неорганическим наполнителем (диоксидом кремния) в композиционных стоматологических материалах.

Производство

По данным на 2008 год, мировое производство моносилана оценивается в 24000 тонн.

3 компании, производящие основное количество моносилана в мире:

  • REC Group (США/Норвегия) >50 % рынка
  • MEMC Electronic Materials (США/Италия)
  • Evonik (ранее Degussa) (Германия)

Однако эти компании производят моносилан для собственного производства поликремния. Лишь небольшая часть попадает в свободную продажу.

Основные поставщики на рынок:

Литература

  • Б. Д. Степин, А. А. Цветков Неорганическая химия: Учебник для химических и химико-технологических специальных вузов. — М.. — ISBN 5-06-001740-0

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Нужно решить контрольную?

Полезное


Смотреть что такое "Силаны" в других словарях:

  • СИЛАНЫ — то же, что кремневодороды …   Большой Энциклопедический словарь

  • силаны — то же, что кремневодороды. * * * СИЛАНЫ СИЛАНЫ, то же, что кремневодороды (см. КРЕМНЕВОДОРОДЫ) …   Энциклопедический словарь

  • Силаны — (от лат. Silicium кремний)         соединения кремния с водородом общей формулы SinH2n+2. Подробнее см. в ст. Кремневодороды …   Большая советская энциклопедия

  • Силаны — Имя Silanus встречается как cognomen, как прозвище, в целом ряду римских родов, напр., у Цэцилиев, Кассиев, Юлиев, Юниев, Лициниев, Сервилиев и др., чаще всего в роде Юниев. Из последних более замечательны: 1) Marcus Junius Silanus, в 207 г.… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • СИЛАНЫ — (кремневодороды) SinH2n+2, где n =1 8. С. аналоги предельных углеводородов, отличаются от них неустойчивостью цепей ЧSiЧSiЧ. Высший известный член гомологич. ряда октасилан Si8H18. Плотности С. (см. табл.) выше плотностей соответствующих… …   Химическая энциклопедия

  • СИЛАНЫ —    • Silāni,        1. см. Iunii, Юнии, II, b;        2. T. Turpilius Sil., см. Turpilii, Турпилии, 2 …   Реальный словарь классических древностей

  • СИЛАНЫ — то же, что кремневодороды …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • силаны — сил аны, ов, ед. ч. сил ан, а …   Русский орфографический словарь

  • силаны — кремневодороды …   Cловарь химических синонимов I

  • кремневодороды — силаны …   Cловарь химических синонимов I

Книги

Другие книги по запросу «Силаны» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»