хлорсилан
В неорганической химии хлорсиланы — реакционноспособных хлорсодержащих группа химических соединений , родственных силанам ( SiH 4 ) и используется во многих химических процессах. Каждое такое химическое вещество содержит по крайней мере один кремний -хлор ( Si-Cl ) связь. Трихлорсилан производится в крупнейших масштабах. хлорсилан Исходный представляет собой тетрахлорид кремния ( SiCl 4 ). [ 1 ]
Синтез
[ редактировать ]Гидрохлорсиланы
[ редактировать ]К ним относятся хлорсилан (H 3 SiCl) , дихлорсилан (H 2 SiCl 2 ) и, самое главное, трихлорсилан (HSiCl 3 ) . Идеализированное уравнение производства трихлорсилана : [ 2 ]
- 2 Si + 6 HCl → 2 HSiCl 3 + 2 H 2
Метилхлорсиланы
[ редактировать ]Метилтрихлорсилан (CH 3 SiCl 3 ) , диметилдихлорсилан ((CH 3 ) 2 SiCl 2 ) и триметилсилилхлорид ((CH 3 ) 3 SiCl) производятся прямым способом . Реакция хлористого метила со кремния и меди сплавом . Каждый из этих трех метилхлорсиланов является обычным реагентом в кремнийорганической химии.
Реакции
[ редактировать ]Метилхлорсиланы реагируют с водой с образованием хлористого водорода , давая силоксаны. В случае триметилсилилхлорида продуктом гидролиза является гексаметилдисилоксан :
- 2 ((CH 3 ) 3 SiCl + H 2 O → [(CH 3 ) 3 Si] 2 O + 2 HCl
Аналогичная реакция диметилдихлорсилана дает силоксановые полимеры или кольца:
- n (CH 3 ) 2 SiCl 2 + n H 2 O → [(CH 3 ) 2 SiO] n + 2 n HCl
Многие соединения, содержащие связи Si-Cl, можно превратить в гидриды с помощью алюмогидрида лития . Такое превращение было продемонстрировано для получения силана:
- SiCl 4 + LiAlH 4 → SiH 4 + AlCl 3 + LiCl
Использовать
[ редактировать ]Тетрахлорид кремния и трихлорсилан являются полупродуктами в производстве сверхчистого кремния в полупроводниковой промышленности. кремния, очищают методом фракционной перегонки , а затем восстанавливают водородом с получением кремния чистотой 99,999-999-999 Хлорсиланы , полученные из сырого % .
Органические хлорсиланы часто используются в качестве покрытий для кремниевых и стеклянных поверхностей, а также при производстве силиконовых (полисилоксановых) полимеров. Хотя можно использовать фенилхлорсиланы и многие другие, в наибольших количествах производятся метилсилоксаны. [ нужна ссылка ]
Метилхлорсиланы имеют от одной до трех метильных групп . В случае диметилдихлорсилана доступны два атома хлора, так что реакция с избытком воды образует линейную цепочку эфироподобных связей между атомами кремния. Как и в полиэфирах , эти гибкие связи образуют каучуковый полимер полидиметилсилоксан (ПДМС). Метилтрихлорсилан можно использовать для индукции разветвления и сшивки в молекулах ПДМС, тогда как хлортриметилсилан служит для замыкания основных цепей, ограничивая молекулярную массу.
Другие кислотообразующие соединения, особенно ацетат , могут заменить хлор при синтезе силикона с небольшой разницей в химическом составе готового полимера. Эти аналоги хлорсиланов довольно распространены в герметиках и клеях, продаваемых потребителям, а также в качестве предшественников медицинского силикона из-за пониженной токсичности.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Рёш, Л.; Джон, П.; Рейтмайер, Р. (2003). «Органические соединения кремния». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a24_021 . ISBN 978-3527306732 . .
- ^ П.В. Шенк (1963). «Кремний и германий». В Г. Брауэре (ред.). Справочник по препаративной неорганической химии, 2-е изд . Том. 2 страницы = 691. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Академическая пресса.