Силан газ

Применение силана

Назад к списку статей

Силан – водородное соединение кремния — SiH4. Бесцветный газ с характерным неприятным запахом. Он получается из силицидов различных металлов при взаимодействии их с кислотами.

Этот кремневодород никогда не образуется как моносилан. Вместе с ним получаются ди- и трисиланы, где атомы кремния связаны между собой.

Как и моносилан, дисилан – газообразное вещество, остальные представители силанов – летучие ядовитые жидкости, а высшие члены семейства – твердые вещества.

Чем интересны силаны?

Силаны делятся на три вида:

  1. 1.Силаны из первой группы могут вступать в реакции с неорганическими поверхностями, в качестве соединяющего вещества между разными по составу материалами.
  2. 2.Нефункциональные силаны, имеющие только одну активную группу, способны вступать в реакции с неорганическими веществами. Они нашли применение в специфической трансформации поверхностей материалов.
  3. 3.Есть еще одна группа силанов – бифункциональные, так называемые сшивающие вещества. Они применяются в сталелитейном и шинном производстве.

Сферы применения

Силаны можно назвать одними из основных современных стратегических материалов, которые нашли применение в разных сферах:

  • Добыча и разработка нефти и газа. Они используются при эксплуатации и ремонте нефтяных и газовых скважин в качестве гидрофобизаторов, смесей для тампонажа, пеногасителей и т. д
  • Транспортировка природного газа. Их используют в качестве защитных покрытий подземных емкостей, а также в качестве гидравлических жидкостей и термостойких лаков.
  • Строительные материалы: гидрофобизаторы, герметики, битумные смеси, битумная кровля.
  • Строительство дорог: полимерные защитные составы, битумные эмульсии.
  • Химическая промышленность: производство пластмасс, технических масел, смазок и резины, антиадгезивов.
  • Сталелитейная промышленность: в качестве связующего материала в изготовлении керамических форм для точного литья и как термоустойчивые краски.
  • Автомобилестроение: термоустойчивые лаки, герметики, технические масла и смазки.
  • Электротехническая индустрия: электроизоляционные, пропиточные и покровные материалы.
  • Текстильное производство: материалы для пеногашения, замасливания.
  • Парфюмерная индустрия: в качестве компонентов косметических средств – кремов, помад для губ и т.д.

Этим перечислением сферы применения силанов не ограничиваются. Так, например, сегодня трудно представить себе современную стоматологию без использования силанов.

Они применяются в фиксации и реставрационном керамическом ремонте коронок и мостовидных протезов. А также они незаменимы в изготовлении ортопедических конструкций.

Силаны отлично зарекомендовали себя как композитные пломбировочные материалы.

Моносилан кремния применяется в производстве поликристаллического кремния и в полупроводниковом производстве. Его применяют как исходный материал для получения поликристаллических стержней кремния, который обладает высокой чистотой и используется в современной электронной промышленности.

Преимущества силанов

Силаны, имеют целый ряд важнейших эксплуатационных качеств:

  • Способность сохранять высокую функциональную активность в большом температурном диапазоне.
  • Незначительный температурный градиент вязкости.
  • Оптимальную степень инертности к коррозии.
  • Высокую температуру вспышки.
  • Уникальный гидрофобный эффект.
  • Максимальную электроизоляционную стойкость.
  • Высокую термостойкость.
  • Высокую биологическую инертность.
  • Почти полное отсутствие окисляемости.

Как мы видим, в современном мире роль силанов трудно переоценить. Сфера применения силанов постоянно расширяется, что делает эти материалы универсальными.

Источник: https://russoindustrial.ru/articles/docs/primenenie-silana.php

Разница между метаном и силаном

Атомы углерода и кремния, пребывая в характерном для этих химических элементов состоянии sp3-гибридизации, способны взаимодействовать с водородом, образуя два абсолютно различных газа – метан (CH4) и силан (SiH4). Метан – природный газ, а его аналог – силан получают только косвенным путем в результате химических реакций, производимых в лабораторных либо промышленных условиях.

Содержание статьи

Метан – простейший природный углеводород, рудничный или болотный газ, с химической формулой – CH4. Именно с него начинается гомологический ряд всех насыщенных углеводородов. Метан довольно инертен, он проявляет завидную устойчивость к химическим воздействиям. Этот газ, как и прочие алканы, взаимодействует с рядом веществ в реакциях радикального замещения.

Он бесцветен и не обладает запахом, поэтому прежде чем допустить его к использованию в быту.

Метан — термически устойчивый алкан. Он превосходен в качестве топлива и промышленного сырья.

Метан входит в состав природного газа, используемого в быту

Силан – газ, который синтезируют, разлагая силициды металлов кислотами. Он бесцветен, ядовит, а запах его довольно неприятен.

Обратите внимание

Это вещество способно легко воспламеняться на воздухе. В присутствии кислорода окисление силана происходит со вспышкой. Силан – отличный восстановитель.

Он устойчив в кислых и нейтральных средах, а в щелочной среде даже с ничтожными следами ионов OH— он мгновенно гидролизуется.

Силан необходим для проведения разнообразных реакций, органического синтеза, благодаря которым получают ценные кремнийорганические полимеры. Являясь источником чистого кремния, он весьма важен для микроэлектронной промышленности. Из него получают сверхчистый поликремний. Кроме того, из силана производят композиционные стоматологические материалы.

к содержанию ↑

Сравнение

В чем заключается разница между метаном и силаном? Метан – органическое, а силан – неорганическое вещество. Ковалентная связь C—H сильнее связи Si—H, следовательно, метан обладает повышенной устойчивостью и большей инертностью, чем силан.

Высокая реакционноспособность силана является причиной его бесконтрольного самовоспламенения в воздухе. Чистый метан, без примеси воздуха и кислорода, горит спокойно, а при их добавлении образуются взрывчатые смеси.

к содержанию ↑

Выводы TheDifference.ru

  1. Силан – обладатель неприятного запаха, а у метана запах отсутствует.
  2. Силан неустойчивое соединение, имеющее повышенную реакционную способность, метан, напротив, инертен.
  3. Силан – синтезируемый газ, а метан – природный.

Источник: https://TheDifference.ru/chem-otlichaetsya-metan-ot-silana/

Получение диоксида кремния, силицида магния и силана

Диоксид кремния – бесцветное кристаллическое вещество, обладающее высокой прочностью и твердостью. Формула SiO2.

Свойства:

  • температура плавления 1713 – 1728 °C
  • взаимодействует с основными оксидами и щелочами (при нагревании)
  • принадлежит к группе кислотных оксидов
  • растворим в плавиковой кислоте
  • является стеклообразующим оксидом (склонен к образованию переохлажденного расплава – стекла)
  • диэлектрик (эл. ток не проводит)
  • не реагирует с водой
  • прочен
Читайте также:  Как увеличить мощность газовой конфорки

Применение:

  • изготовление стекла, бетонных изделий, керамики, кремнеземистых огнеупоров, кремния, резины и пр.
  • электроника, радиоэлектроника, ультразвуковые приборы
  • аморфный непористый диоксид кремния используется в пищевой промышленности (E551), фармацевтической и парафармацевтической промышленности.
  • волоконно-оптические кабели

Получение диоксида кремния

Понадобится:

  • жидкое стекло (силикат натрия);
  • кислота (серная, хлороводородная или азотная);
  • вода;
  • сода.

Наливаем в стакан силикат натрия и добавляем кислоту.

При добавлении кислоты сразу начинает образовываться осадок диоксида кремния. Кислоту добавляем пока не образуется достаточного количества диоксида кремния.

В другом стакане разводим 5% раствор соды и помещаем туда полученный осадок. Таким образом, мы избавимся от остатка кислоты.
После, диоксид кремния необходимо промыть несколько раз чистой водой, чтобы избавится от остатков соды.

После промывки фильтруем осадок через бумажный фильтр.

Далее выкладываем диоксид кремния на термостойкую посуду и отправляем в печь прогретую до 200 °C., на 1.5 – 2 часа.

Результат.

Силицид магния – неорганическое бинарное соединение магния и кремния. Формула Mg2Si.

Свойства:

  • термически устойчив
  • температура плавления 1102 °C
  • молярная масса 76.7 г/моль
  • плотность 1.988 г/см3
  • гидролизуется водой
  • разлагаем в кислотах

Применение:

Получение силицида магния

Понадобится:

  • диоксид кремния;
  • магний (прошкообразный).

Измельчаем в ступке диоксид кремния.

Смешиваем 4 г., диоксида кремния и 6 г., магния. Если у вас порошок магния черного цвета, то необходимо перетереть его в ступке с диоксидом кремния.

Насыпаем смесь в закрепленную на штативе пробирку и нагреваем газовой горелкой.
Важно! Все компоненты до нагревания должны быть хорошо просушены! Если в смеси будет присутствовать даже небольшое количество влаги, то при реакции начнет выделяться селан, который в последующем воспламениться.

Под воздействием высокой температуры в пробирке начинает образовываться силицид магния (вещество темного цвета).

Далее извлекаем полученное вещество из пробирки. Заворачиваем ее в бумагу и разбиваем.

Отделяем части пробирки от порошка.

Силан – пирофорный газ. Формула SiH4.

Свойства:

  • молярная масса 32.12 г/моль
  • состояние газообразное
  • бесцветен
  • ядовит
  • воспламеняется при контакте с воздухом
  • легко окисляем
  • устойчив в нейтральной и кислотной среде
  • растворяется в бензине, эталоне
  • плотность 0.001342 г/см3
  • температура плавления – 185 °C
  • температура кипения – 112 °C
  • температура разложения 500 °C

Применение:

  • при реакциях органического синтеза (получение ценных кремнийорганических полимеров и др.)
  • микроэлектроника
  • получение сверхчистого поликремния
  • связь между органической матрицей и неорганическим наполнителем в композиционных стоматологических материалах

Получение силана

Понадобится:

  • серная кислота;
  • силицид магния.

Наливаем в чашку немного серной кислоты (если налить много, то силан может не самовоспламениться) и добавляем силицид магния.

Начнут происходить вспышки – это самовоспламеняющийся на воздухе газ силан.

Видео инструкция получения чистого диоксида кремния, силицида магния и силана.

Loading…

Источник: https://all-he.ru/publ/svoimi_rukami/khimija/poluchenie_dioksida_kremnija_silicida_magnija_i_silana/3-1-0-130

Химические свойства силана

Термические превращения Моносилан является наиболее устойчивым из силанов. Он начинает заметно разлагаться на кремний и водород при температуре -380 С . Выше 500 С разложение идет с очень большой скоростью.

Водород, образующийся по реакции, тормозит разложение; но реакция не прекращается . SiH4 = SiH2 + H2 SiH2 = Si + H2 При температурах 300 С и выше силан частично превращается в дисилан и трисилан ..

Моносилан воспламеняется на воздухе даже при -180 С. Чистый силан можно смешать в определœенном соотношении с воздухом или кислородом при температуре 523 К и атмосферном давлении без взрыва, в случае если эти смеси лежат за пределами верхнего и нижнего пределов воспламенения.

Важно

При других условиях, особенно в присутствии высших силанов, наблюдается самовоспламенение или взрыв.

В процессе сгорания моносилана исходя из количества кислорода и температуры получаются SiO, Si02, производные кремниевой кислоты. Взаимодействие с водой Впервые взаимодействие силана с водой и водными растворами кислот и щелочей было изучено в работах .

Чистая вода в кварцевых сосудах не разлагает силан, но малейшие следы щелочи (достаточно щелочи, извлекаемой водой из стекла) ускоряют разложение.

Гидролиз протекает весьма быстро и приводит к отщеплению всœего водорода, связанного с кремнием: SiH4 + 2H20 = Si02 + 4H2 SiH4 + 2NaOH + Н20 =Na2Si03 + 4Н2 Гидролиз силана катализируется также и кислотами, но не так энергично, как щелочами.

Следы влаги в сочетании с достаточно активными поверхностями (к примеру, баллонов для хранения силана) реагируют с избытком моносилана практически полностью с образованием силоксанов и водорода по уравнению : 2SiH4+H20 = (H3Si)20+2H2 Взаимодействие с галогенами, галогенпроизводными и некоторыми другими веществами.

Галогены реагируют с силаном очень энергично, со взрывом. При низких температурах реакцию можно проводить с регулируемой скоростью.

Хлористый водород при атмосферном давлении в отсутствии катализаторов не реагирует с силаном даже при повышенной температуре.

В присутствии катализаторов, к примеру, хлорида алюминия, реакция гладко протекает уже при комнатной температуре и приводит к образованию хлорзамещенных силанов . SiH4 + HCl = SiH3Cl + H2

SiH4 + 2НС1 = SiH2Cl2 + H2 и т.д. С фосфином силан реагирует при температуре выше 400 С с образованием SiH3PH2 и малых количеств SiH2(PH2)2, PH(SiH3)2 и Si2P, аналогичные производные получены и с арсином . Взаимодействие с органическими соединœениями.

Совет

С предельными углеводородами силан не взаимодействует до 600 С . Олефины, к примеру этилен, присоединяются к силану при 460-510 С и атмосферном давлении . Основными продуктами реакции являются моно- и диалкилсиланы. При 100 С реакция идет только под давлением.

При обычных условиях взаимодействие наблюдается при облучении ультрафиолетовым светом. В результате термического взаимодействия ацетилена с силаном образуется немного винилсилана, но главным продуктом реакции является этинилдивинилсилан .

В результате фотохимической реакции получается, главным образом, винил силан .

Сегодня в литературе описаны десятки способов получения моносилана. Не всœе из них нашли промышленное развитие. К промышленным методам получения силана относятся: 1. Разложение силицидов металлов. 2. Восстановление галогенидов кремния гидридами металлов. 3. Каталитическое диспропорционирование триалкоксисилана. 4.

Читайте также:  Действия при утечке газа

Каталитическое диспропорционирование трихлорсилана. Разложение силицидов металлов Для получения силана по реакции разложения силицидов металлов, наиболее подходящим исходным сырьём является силицид магния .

Уравнение реакции данного метода получения силана выглядит следующим образом: Mg2Si + 4Н20 = SiH4 + 2Mg(OH)2 Суммарный выход силанов по кремнию, содержащемуся в силициде, составляет 25-30 %. Из них по данным [10,16, 30] 37 % — Sibi,; 30 % — Si2H6; 15 % — Si3H8 и 10 % — Si io; остальные — жидкие силаны Si5Hi2 и Si6H14, а также твердые состава (SiHi, .

При взаимодействии силицида магния с бромидом аммония в среде жидкого аммиака , выход силанов повышается до 70-80 % (SiH4 — 97,2 % и Si2H6-2,8%): Mg2Si + 4NH4Br = 2MgBr2 + SiH4 + 4NH3 . В силане, указано присутствие более 20 примесных веществ, среди которых гомологи силана до Si8Hi8, лёгкие углеводороды, аммиак, бензол, толуол, хлористый водород.

Восстановление галогенидов кремния гидридами металлов . Этот способ является удобным, так как реакция идёт при обычных температурах и атмосферном давлении и почти с количественным выходом. Полученный силан не загрязнён примесью высших силанов.

Гидриды кремния, так называемые силаны, образуют гомологический ряд, аналогичный ряду насыщенных алифатических углеводородов, но отличающийся неустойчивостью полисилановых цепей -Si-Si-.

Силан SiН4 — наиболее устойчивый первый представитель всœего гомологического ряда; только при температуре красного каления он разлагается на кремний и водород.

Обратите внимание

Дисилан Si2H6 разлагается при нагревании выше 3000 на силан и твердый полимер; гексасилан Si6H14, являющийся наивысшим известным членом гомологического ряда, медленно разлагается уже при нормальной температуре. Все силаны обладают характерным запахом и сильно ядовиты.

Основной схемой их получения является взаимодействие Mg2Si с соляной кислотой. Фракционированием образующейся смеси бывают получены соответствующие кремневодороды. Существуют и другие методы получения силанов. К примеру, восстановлением галоидсиланов гидридом лития или алюмогидридом лития, а также восстановлением галоидсиланов водородом в присутствии АIСl3

SiН 3 СI + H2->SiН4 + HCI. В противоположность очень инœертным углеводородам силаны являются чрезвычайно реакционноспособными соединœениями. Важным свойством, которым силаны отличаются от углеводородов, является легкость гидролиза связи Si-H в присутствии щелочных катализаторов. Гидролиз протекает весьма быстро, и данный процесс можно изобразить следующим образом:

SiH4 + 2H2О→SiО2 + 4Н2

SiH4 + 2NaOH + H2О→Nа2SiOз + 4Н2.

При каталитическом действии щелочи на высшие силаны происходит разрыв связи Si-Si

Н3Si-SiН3 + 6H2О→3SiО2 + 10H2.

Со свободными галоидами они реагируют аналогично углеводородам, последовательно обменивая на галоид один атом водорода за другим. С галоидводородами в присутствии катализатора (АIСl3) идет подобная же, но не имеющая себе аналогичной в химии углеводорода, реакция обмена водорода на галоид

SiН4 + HCI→H2 + SiН3СI.

Трихлорсилан SiН3СI должна быть получен прямым синтезом из Si и HCI при повышенной температуре.

С концентрированной серной кислотой силаны не реагируют.

Соединœения с его участием применяются для защиты металла.

Моносилан — бинарное неорганическое соединœение кремния и водорода с формулой SiH4, бесцветный газ с неприятным запахом, самовоспламеняется на воздухе, реагирует с водой, ядовит

Источник: http://referatwork.ru/category/metally-svarka/view/188926_himicheskie_svoystva_silana

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 2

Приведенная таблица не исчерпывает перечня высококипящих кремнийорганических соединений, обладающих низкими температурами плавления. Преимущественное применение в промышленности получили пока ароматические эфиры ортокремниевой кислоты; представляют практический интерес такжесмеси четырехзамещенных силанов и полиорганосил-оксанов.

Опыт показывает, что все эти вещества целесообразно использовать лишь в жидком состоянии при температурах на 60 — 80 ниже точки кипения ( чаще всего около 350 С), обеспечивающих незначительную степень их разложения или полимеризации.

Агрессивность всей рассматриваемой группы теплоносителей по отношению к распространенным конструкционным материалам ( включая углеродистую сталь) при указанных рабочих температурах незначительна.  [16]

Важно

Для получения моносилана применяют прибор, описанный для получения гермаиов ( см. рис. 95, стр.

Так, сборник 6 заменяют промывной склянкой с водой ( воду предварительно кипятят для удаления растворенных газои и слабо подкисляют соляной кислотой для предотвращения разложения силановК После промывания водой ( для удаления аммиака)смесь силанов и водорода проходит через большую трубку с пятиокисью фосфора и затем поступает в конденсатор, охлаждаемый жидким азотом. Нескондеисированный газ ( водород) откачивают вакуум-насосом; для улавливания силанов, которые могут быть унесены из первого ( по ходу газа) конденсатора, перед насосом дополнительно включают несколько кондеисаторои, охлаждаемых жидким азотом.  [17]

Только в 20 — х годах текущего столетия были получены высшие кремневодородыг или силаны, вплоть до гексасилана Si6Hi4, аналога гексана СеНн.

Источником этих веществ являются сплавы магния с кремнием, получаемые при прокаливании порошка чистого кварца SiOa с металлическим магнием.

Растворяя такие сплавы в соляной кислоте, получаютсмеси силанов, которые затем фракционируют при низких температурах.  [18]

Бораны и по способу получения и по свойствам чрезвычайно сходны с силанами. Для их получения сначала готовят борид магния MgsBa, сплавляя бор с магнием, а затем борид магния растворяют в соляной кислоте.

При соприкосновении с воздухом смеси боранов самопроизвольно воспламеняются, как исмеси силанов. Теплотворная способность боранов на единицу веса особенно велика, что позволяет использовать их как ракетное топливо.

 [19]

Чувствительны к воздуху, термически неустойчивы. Дисилан Si2He очень мало растворяется в холодной воде. Жидкие силаны практически не смешиваются с холодной водой. Энергично разлагаются горячей водой, щелочами. Получениесмеси силанов см. 1073; разделение смеси на отдельные силаны проводят фракционной конденсацией.  [20]

Страницы:      1    2

Источник: http://www.ngpedia.ru/id441627p2.html

H*Si — Бинарные химические соединения — Каталог статей — «МАТИ»- ХИМИЯ. КИБЕРХИМИЯ

SiH

SiH4

Si2H6

Si3H8

Si8H18

SinH2n+2

Силаны (кремневодороды) SinH2n+2, где n=1-8  — аналоги предельных углеводородов. Высший известный член гомологического ряда – октасилан Si8H18.

Моносилан SiH4  и дисилан Si2H6 – бесцветные газы с неприятным запахом, остальные силаны – бесцветные, легко подвижные, ядовитые, летучие жидкости с еще более неприятным запахом.

Читайте также:  Газовый котёл луч напольный

Силаны пирофорны, дисилан взрывает при контакте с воздухом.

Силаны растворяются в этаноле, бензине, органосиланах, CS2. При попадании воздуха в сосуд с раствором силана в CS2 происходит взрыв.

Совет

Характерное свойство силанов – их чрезвычайно легкое окисление. Для соединений с n≥3 реакция происходит с сильным взрывом.

Силаны-хорошие восстановители, они переводят KMnO4 в MnO2Hg(II)  в Hg(I), Fe(III) в Fe(II) и т.д.

Известны  реакции

H3Si-SiH2-SiH3 + 6H2O = 3SiO2 + 10H2

Si2H6 + 4H2O = 2SiO2 + 7H2

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

SiH4

Силан SiH4 является эндотермическим соединением (теплота его образования из элементов равна –8 ккал/моль). До 4500С он термически устойчив, а при дальнейшем нагревании начинает постепенно разлагаться на элементы.

Наиболее термически стоек моносилан, температура разложения 5000С в отсутствие катализаторов, в стеклянном сосуде он разлагается при 3000С.

Моносилан в присутствии O2 окисляется со вспышкой даже при температуре жидкого воздуха. В зависимости от условий реакции продуктом окисления является либо SiO2, либо промежуточные вещества.

По своему составу и структурным формулам силаны от SiH4, Si2H6  вплоть до последнего известного члена – Si8H18 аналогичны углеводородам ряда метана.

В противоположность инертным углеводородам силаны весьма реакционноспособны.

В частности, на воздухе они легко воспламеняются и сгорают до SiO2 и воды, причем горение сопровождается очень большим выделением тепла (341 ккал/моль SiH4), например

SiH4 + О2 = SiO2 + 2H2O

SiH4 + N2 = Si3N4 + …

Обратите внимание

Другое характерное свойство силанов – легкость гидролиза, особенно в щелочной среде, например

SiH4 + 2H2O = SiO2 + 4H2

SiH4 + 2NaOH + H2O  = Na2SiO3 + 4H2

Реакция протекает количественно и может служить для определения силана.

Силаны реагируют с водой

SiH4 + 3H2О = H2SiO3 + 4H2

и с кислотами, например

SiH4 + HCl = SiH3Cl+ H2

С галогенводородами образуются галогениды кремния (катализатор – AlCl3 или AlBr3, 100-2000С)

SiH4 + 2HBr = SiH2Br2 + 2H2

Получен смешанный гидрид кремния и фосфора SiH3PH2, образующийся при 5000С из силана SiH4 и фосфина PH3

SiH4 + PH3 = SiH5P + H2

SiH4+ NH3 = Si3N4 + …

С кремнием при обычной температуре водород непосредственно не реагирует. В то же время при температуре электрической дуги кремний соединяется с водородом. Водородные соединения кремния (кремневодороды, или силаны) также получаются в смеси друг с другом и с водородом при действии разбавленной HClна силицид магния Mg2Si

Mg2Si+ HCl = SiH4, Si2H6,

Получают силаны следующими способами:

1)       Разложением силицидов металлов кислотами или щелочами. Часто используют Mg2Si, который разлагают соляной кислотой в инертной атмосфере. Вероятная схема реакции

Mg2Si + 2H2O = H2Si(MgOH)2

H2Si(MgOH)2 + 4HCl = 2MgCl2 + 2H2O + H2 + (SiH2)2

(SiH2)2 + H2O = H2SiO + SiH4

Образующиеся силаны разделяют ступенчатой конденсацией, а затем отдельные фракции разгоняют при низкой температуре.

2)       Восстановлением галогенидов кремния гидридом лития или LiAlH4. В среде этанола при нормальной температуре идут, например, следующие реакции

SiCl4 + LiAlH4 = SiH4 + LiCl + AlCl3

2Si2Cl6 + 3LiAlH4 = 2Si2H6 + 3LiCl + 3AlCl3

С LiAlH4 образуются чистые силаны с высоким выходом.

3)       Восстановлением галогенидов кремния водородом. Процесс ведут в присутствии галогенидов Al или же добавляют Al или Zn как компоненты реакции. SiH4 получают также разложением  (C2H5O)3SiH при 20-800С в присутствии Na.

Важно

МоносиланSiH4 — исходное вещество при получении полупроводникового кремния.

Силаны (кремневодороды, гидриды Кремния) — соединения Кремния с Водородом общей формулы SinH2n+2.

Получение

Наиболее распространенный способ получения — разложение кислотами силицидов металлов. Например, силицида Магния[1]:

Для синтеза моносилана используют разложение триэтоксисилана в присутствии Натрия, при t=80 °C:

,

либо реакцией алюмогидрида Лития с тетрахлоридом Кремния:

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.

Химические 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:

 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:

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

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

Критическая точка моносилана достигается примерно при -4 С и давлении 50 атм.

Отличия от алканов

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.

 

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.

Результаты поиска:

Результаты поиска:

Кремневодороды     • Силаны SinH2n+2    http://mati-himia.3dn.ru/Papka/pap2/silany.doc

Источник: http://mati-himia.3dn.ru/publ/binarnye_khimicheskie_soedinenija/h_si/3-1-0-629

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector