Кремниевый тетрахлорид
| |||
| |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Имя IUPAC
Тетрахлорсилан
| |||
| Другие имена
Кремниевый тетрахлорид
Тетрахлорсилан | |||
| Идентификаторы | |||
3D model ( JSmol )
|
|||
| Chemspider | |||
| Echa Infocard | 100.030.037 | ||
| ЕС номер |
| ||
PubChem CID
|
|||
| Rtecs номер |
| ||
| НЕКОТОРЫЙ | |||
| Номер | 1818 | ||
Comptox Dashboard ( EPA )
|
|||
| Характеристики | |||
| SICL 4 | |||
| Молярная масса | 169.90 g/mol | ||
| Появление | Бесцветная жидкость | ||
| Плотность | 1,483 г/см 3 | ||
| Точка плавления | −68,74 ° C (-91,73 ° F; 204,41 К) | ||
| Точка кипения | 57,65 ° C (135,77 ° F; 330,80 К) | ||
| Реагирует на формирование кремнезема | |||
| Растворимость | растворимый в бензоле , толуоле , хлороформе , эфире [ 1 ] | ||
| Давление паров | 25,9 кПа при 20 ° C | ||
| −88.3·10 −6 см 3 /мол | |||
| Структура | |||
| Тетраэдрический | |||
| 4 | |||
| Термохимия | |||
Std Molar
энтропия ( с ⦵ 298 ) |
240 j · моль −1 · K −1 [ 2 ] | ||
Энтальпия STD
образование (Δ f h ⦵ 298 ) |
-687 кДж · раз −1 [ 2 ] | ||
| Опасности | |||
| GHS Маркировка : | |||
| |||
| Предупреждение | |||
| H315 , H319 , H335 | |||
| P261 , P264 , P271 , P280 , P302+P352 , P304+P340 , P305+P351+P338 , P312 , P321 , P332+P313, P337+P313 , , P362 P403 P403 +P233, P405, P501, P501, P501, P501 , P362, +P233 , P405 , P501 , P362, P403+P233, P3 | |||
| NFPA 704 (Огненная бриллиант) | |||
| Лист данных безопасности (SDS) | ICSC 0574 MSDS | ||
| Связанные соединения | |||
Другие анионы
|
Кремний тетрафлюрид Кремниевый тетрабромид Кремний тетраодид | ||
Другие катионы
|
Углеродный тетрахлорид Германия тетрахлорид Олово (IV) хлорид Титановый тетрахлорид | ||
Связанные хлорсиланы
|
Хлорсилан Дихлорсилан Трихлорсилан | ||
| Дополнительная страница данных | |||
| Силиконовый тетрахлорид (страница данных) | |||
За исключением случаев, когда отмечены, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
| |||
Кремниевый тетрахлорид или тетрахлорсилан является неорганическим соединением с формулой SICL 4 . Это бесцветная нестабильная жидкость , которая падает в воздухе. Он используется для производства кремния и кремния высокой чистоты для коммерческих применений. Это часть семьи хлорзиланов .
Подготовка
[ редактировать ]Кремниевый тетрахлорид готовится хлорированием различных кремниевых соединений, таких как ферросиликон , карбид кремния или смеси диоксида и углерода кремния. Маршрут Ferrosilicon наиболее распространен. [ 3 ]
В лаборатории, SICL 4 может быть получен путем обработки кремния хлором : при 600 ° C (1112 ° F) [ 1 ]
- Да + 2 Cl 2 → SICL 4
Впервые он был подготовлен Йонсом Якобом Берзелиусом в 1823 году. [ 4 ]
Рассох может быть загрязнен кремнеземом , когда производство хлора представляет собой побочный продукт процесса переработки металла из хлоридной руды металла. В редких случаях диоксид кремния в кремнеземах превращается в тетрахлорид кремния, когда загрязненный рассол электролизуется . [ 5 ]
Реакция
[ редактировать ]Гидролиз и связанные с ними реакции
[ редактировать ]Как и другие хлорсиланы или силаны , кремниевый тетрахлорид легко реагирует с водой :
- SICL 4 + 2 H 2 O → SIO 2 + 4 HCl
Напротив, тетрахлорид углерода не легко гидролизуется. Реакция может быть замечена при воздействии жидкости на воздух, пара производит пары, поскольку он реагирует с влажностью, чтобы получить облачный аэрозоль соляной кислоты . [ 6 ]
С спиртами он реагирует, чтобы дать ортосиликатные сложные эфиры :
- SICL 4 + 4 ROH → Si (OR) 4 + 4 HCl
Полисиликоны хлориды
[ редактировать ]При более высоких температурах гомологи тетрахлорида кремния могут быть получены реакцией:
- И + 2 sicl 4 → и 3 Cl 8
Фактически, хлорирование кремния сопровождается образованием гексахлордизилана Si 2 Cl 6 . Серия соединений, содержащих до шести атомов кремния в цепи, может быть отделена от смеси с использованием фракционной дистилляции . [ 1 ]
Реакции с другими нуклеофилами
[ редактировать ]Силиконовый тетрахлорид - это классический электрофил в его реактивности. [ 7 ] Он образует разнообразные органозиликонные соединения при лечении реагентами Grignard и соединениями органолита :
- 4 rli + sicl 4 → r 4 si + 4 licl
Снижение реагентов гидридов дает силан .
Сравнение с другими шестью 4 соединениями
[ редактировать ]| SIH 4 | SIF 4 | SICL 4 | Sibr 4 | Siit 4 | |
|---|---|---|---|---|---|
| BP (° С) [ 8 ] | -111.9 | -90.3 | 56.8 | 155.0 | 290.0 |
| Мп (° С) [ 8 ] | -185 | -95.0 | -68.8 | 5.0 | 155.0 |
| Длина связи SI-X (Å) | > 0,74 [ 9 ] | 1.55 | 2.02 | 2.20 | 2.43 |
| Энергия связи Si-X (KJ/моль) [ 10 ] | 384 | 582 | 391 | 310 | 234 |
Использование
[ редактировать ]Кремниевый тетрахлорид используется в качестве промежуточного соединения в производстве полисиликона , формы кремния в гиперчике, [ 3 ] Поскольку он имеет точку кипения, удобную для очистки путем повторной дробной дистилляции . Он сводится к трихлорзилану (HSICL 3 ) газом водорода в реакторе гидрирования и либо непосредственно используется в процессе Siemens , либо дополнительно уменьшается до силана (SIH 4 ) и вводится в реактор с жидкостью . Кремниевый тетрахлорид вновь появляется в обоих этих двух процессах в качестве побочного продукта и перерабатывается в реакторе гидрирования. Фазовая фаза Эпитаксия восстанавливающего кремниевого тетрахлорида с водородом при приблизительно 1250 ° С была выполнена:
- Шекель
4 (г) + 2 часа
2 (g) → Si (s) + 4 Hcl (g) при 1250 ° C [ 11 ]
Производимый полисиликон используется в качестве пластин в больших количествах фотоэлектрической промышленностью для обычных солнечных элементов, изготовленных из кристаллического кремния , а также полупроводниковой промышленностью.
Кремниевый тетрахлорид также может быть гидролизирован до фуминного кремнезема . Высокая чистота кремниевая тетрахлорид используется при изготовлении оптических волокон. Эта оценка должна быть свободна от водорода, содержащего примеси, такие как трихлорсилан. Оптические волокна изготавливаются с использованием таких процессов, как MCVD и OFD, где тетрахлорид кремния окисляется до чистого кремнезема в присутствии кислорода.
Как сырье в производстве плавленого кремнезема .
Проблемы безопасности и экологии
[ редактировать ]Загрязнение от производства тетрахлорида кремния было сообщено в Китае, связанном с повышенной потребностью в фотоэлектрических клетках, которые стимулировались программами субсидий. [ 12 ] MSDS отмечает, что следует «избегать всех контактов! Во всех случаях проконсультируйтесь с врачом! (...) вдыхание вызывает боль в горле и ощущение сжигания». [ 13 ]
Гидролиз тетрахлорида кремния водой добавляет опасность абразивного кремнезема к кислотной реакции соляной кислоты на повреждение кислоты, что составляет повреждение от коррозионного эффекта кислоты.
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный в PW Schenk (1963). «Фосфор (v) фторид». В G. Brauer (ред.). Справочник по подготовительной неорганической химии, 2 -е изд . Тол. 1. Нью -Йорк, Нью -Йорк: Академическая пресса. С. 282–683.
- ^ Jump up to: а беременный Zumdahl, SS (2009). Химические принципы (6 -е изд.). Хоутон Миффлин. п. A22. ISBN 978-0-618-94690-7 .
- ^ Jump up to: а беременный Симмлер В. "Кремниевые соединения, неорганические". Энциклопедия промышленной химии Уллмана . Вейнхайм: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a24_001 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ Берцелиус, Джейк. (1824). «Изучение фрукта Патсияна и его наиболее замечательных соединений» [Исследование гидрофлуорической кислоты и ее наиболее значимых соединений]. Новая академия наук о новых действиях [Новые процессы Королевской академии наук] . 3 -я серия (на шведском языке). 12 : 46–98. От стр. 57-58 : « кремний нагревается в потоке , он загорается и горит, и если газ содержал атм. Воздух, он оставляет кремниевую почву в форме Когда шерстяного скелета . смог предпринять » Не . Кремний был в некоторой степени окислен, а также силисенскую землю. -Потенерает; Земля не растворилась Если количество воды мало, например, каплю каждого, то хлорсиликон плавает вокруг, и кремнезем неразуется в отшелушенном полу-транспаративном состоянии. Эта жидкость аналогична соединению других электронгативных веществ с хлором. Реагирует как кислота с лакмусовой бумагой, так что благодаря ее волатильности бумага краснеет довольно далеко от точки контакта. Это второй известный пример соединения в Whice Silicon - Voatile. При обычной температуре воздуха калий не действует на него; Но если он нагревается в газе хлорсиликона, он зажигает и бур, с остатком калия из кремния. Кремний нагревается в потоке йод газ, не может быть сделан, чтобы связаться с ним.)
- ^ Уайт, Джордж Клиффорд (1986). Справочник по хлорированию (2 -е изд.). Нью -Йорк: Ван Ностроран Рейнхольд. С. 33–34. ISBN 0-442-29285-6 .
- ^ Clugston, M.; Флемминг Р. (2000). Усовершенствованная химия . Издательство Оксфордского университета. п. 342. ISBN 978-0199146338 .
- ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2 -е изд.). Баттерворт-Хейнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .
- ^ Jump up to: а беременный Кремниевые соединения, кремниевые галогениды. Коллинз, W.: Кирк-Отмер Энциклопедия химических технологий; John Wiley & Sons, Inc, 2001.
- ^ "Какова длина связи связи HH?" Полем Ответы.com .
- ^ Ebsworth, eav в летучих кремниевых соединениях; Taube, H.; Мэддок, Аг; Неорганическая химия; Pergamon Press Book: Нью -Йорк, Нью -Йорк, 1963; Тол. 4
- ^ Морган, DV; Правление, К. (1991). Введение в полупроводниковую микротехнологию (2 -е изд.). Чичестер, Западный Суссекс, Англия: Джон Уайли и сыновья. п. 23. ISBN 0471924784 .
- ^ «Солнечные энергетические фирмы оставляют отходы в Китае» . The Washington Post . 9 марта 2008 г.
- ^ «Международные карты химической безопасности тетрахлорсилан» .
| Базы данных управления авторитетом : национальный |
|---|