Тетрабромид кремния
| |||
 | |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Название ИЮПАК Тетрабромид кремния | |||
| Другие имена Бромид кремния Бромид кремния(IV) | |||
| Идентификаторы | |||
3D model ( JSmol ) | |||
| ХимическийПаук | |||
| Информационная карта ECHA | 100.029.257 | ||
| Номер ЕС |
| ||
ПабХим CID | |||
| НЕКОТОРЫЙ | |||
| Число | 3264 | ||
Панель управления CompTox ( EPA ) | |||
| Характеристики | |||
| Бр 4 Да | |||
| Молярная масса | 347.701 g·mol −1 | ||
| Появление | Бесцветная жидкость | ||
| Плотность | 2,79 г·см −3 | ||
| Температура плавления | 5 ° C (41 ° F; 278 К) | ||
| Точка кипения | 153 ° С (307 ° F; 426 К) | ||
| −-128.6·10 −6 см 3 /моль | |||
Показатель преломления ( n D ) | 1.5685 | ||
| Опасности | |||
| СГС Маркировка : | |||
  | |||
| Опасность | |||
| Х302 , Х312 , Х314 , Х332 , Х335 | |||
| P260 , P261 , P264 , P270 , P271 , P280 , P301+P312 , P301+P330+P331 , P302+P352 , P303+P361+P353 , P304+P312 , P304+P340 , P305+P351+P 338 , П310 , П312 , П321 , П322 , П330 , П363 , П403+П233 , П405 , П501 | |||
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |||
| Родственные соединения | |||
Родственные тетрагалосиланы | Тетрахлорид кремния Тетрафторид кремния Тетрайодид кремния | ||
Родственные соединения | Бромид платины(IV) Тетрабромид теллура Тетрабромметан Бромид олова(IV) Тетрабромид титана Бромид циркония(IV) | ||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |||
Тетрабромид кремния , также известный как тетрабромсилан, представляет собой неорганическое соединение формулы SiBr 4 . [1] Эта бесцветная жидкость имеет удушливый запах из-за склонности к гидролизу с выделением бромистого водорода . [2] Общие свойства тетрабромида кремния очень напоминают свойства более часто используемого тетрахлорида кремния . [2]
Сравнение SiX 4
[ редактировать ]На свойства тетрасиланов , все из которых являются тетраэдрическими, существенно влияет природа галогенида . Эти тенденции применимы и к смешанным галоидам. Точки плавления , температуры кипения и длины связей увеличиваются с увеличением атомной массы галогенида. Противоположная тенденция наблюдается для энергий связи Si-X .
| СиХ 4 | СиФ 4 | SiCl 4 | СиБр 4 | СиИ 4 | |
|---|---|---|---|---|---|
| BP (˚C) [3] | -111.9 | -90.3 | 56.8 | 155.0 | 290.0 |
| мп (˚С) [3] | -185 | -95.0 | -68.8 | 5.0 | 155.0 |
| Длина связи Si-X (Å) | 1.55 | 2.02 | 2.20 | 2.43 | |
| Энергия связи Si-X (кДж/моль) [4] | 384 | 582 | 391 | 310 | 234 |
кислотность по Льюису
[ редактировать ]Ковалентно-насыщенные комплексы кремния типа SiBr 4 , наряду с тетрагалогенидами германия (Ge) и олова (Sn), являются кислотами Льюиса . [5] Хотя тетрагалогениды кремния подчиняются правилу октетов , они добавляют основные лиганды Льюиса с образованием аддуктов с формулой SiBr 4 L и SiBr 4 L 2 (где L — основание Льюиса). [6] [7] [8] Кислотные свойства Льюиса тетрагалогенидов имеют тенденцию к увеличению в следующем порядке: SiI 4 < SiBr 4 < SiCl 4 < SiF 4 . Эта тенденция объясняется относительной электроотрицательностью галогенов. [7] [4]
Прочность связей Si-X уменьшается в порядке: Si-F > Si-Cl > Si-Br > Si-I. [4] [3]
Синтез
[ редактировать ]Тетрабромид кремния синтезируется реакцией кремния с бромистым водородом при 600 °С. [9]
- Si + 4 HBr → SiBr 4 + 2 H 2
Побочные продукты включают дибромсилан (SiH 2 Br 2 ) и трибромсилан (SiHBr 3 ). [9]
- Si + 2 HBr → SiH 2 Br 2
- Si + 3 HBr → SiHBr 3 + H 2
Его также можно получить обработкой кремниево-медной смеси бромом: [10]
- Si + Br 2 → SiBr 4
Реактивность
[ редактировать ]Как и другие галосиланы, SiBr 4 можно превращать в гидриды, алкоксиды , амиды и алкилы , т. е. продукты со следующими функциональными группами: Si-H, Si-OR, Si-NR 2 связи , Si-R и Si-X. соответственно. [2]
Тетрабромид кремния легко восстанавливается гидридами или комплексными гидридами. [3]
- 4 R 2 AlH + SiBr 4 → SiH 4 + 4 R 2 AlBr
Реакции со спиртами и аминами протекают следующим образом: [3]
- SiBr 4 + 4 ROH → Si(OR) 4 + 4 HBr
- SiBr 4 + 8 HNR 2 → Si(NR 2 ) 4 + 4 HNR 2 HBr
Реакции Гриньяра с алкилгалогенидами металлов являются особенно важными реакциями, поскольку в результате них образуются кремнийорганические соединения, которые можно превратить в силиконы . [3]
- SiBr 4 + n RMgX → R n SiBr 4− n + n MgXBr
Реакции перераспределения происходят между двумя различными тетрагалогенидами кремния (а также галогенированными полисиланами) при нагревании до 100 °C, что приводит к образованию различных смешанных галосиланов. [2] [4] Точки плавления и кипения этих смешанных галогенсиланов обычно повышаются по мере увеличения их молекулярной массы . [11] (Может возникнуть при X = H, F, Cl, Br и I)
- 2 SiBr 4 + 2 SiCl 4 → SiBr 3 Cl + 2 SiBr 2 Cl 2 + SiBrCl 3
- Si 2 Cl 6 + Si 2 Br 6 → Si 2 Cl n Br 6− n
Тетрабромид кремния легко гидролизуется на воздухе, вызывая дымление: [12]
- SiBr 4 + 2 H 2 O → SiO 2 + 4 HBr
Тетрабромид кремния стабилен в присутствии кислорода при комнатной температуре, но бромсилоксаны образуются при 670–695 °С. [12]
- 2 SiBr 4 + ½ O 2 → Br 3 SiOSiBr 3 + Br 2
Использование
[ редактировать ]есть несколько уникальных применений Из-за его близкого сходства с тетрахлоридом кремния у SiBr 4 . Пиролиз SiBr 4 действительно имеет преимущество, заключающееся в более быстром осаждении кремния, чем пиролиз SiCl 4 , однако SiCl 4 обычно предпочтительнее из-за его доступности высокой чистоты. [13] Пиролиз SiBr 4 с последующей обработкой аммиаком дает покрытия из нитрида кремния (Si 3 N 4 ) — твердое соединение, используемое для керамики, герметиков и производства многих режущих инструментов. [13]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ ПабХим. «Тетрабромсилан» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 22 декабря 2022 г.
- ^ Jump up to: а б с д Энциклопедия неорганической химии; Кинг, БР; John Wiley & Sons Ltd.: Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 1994 г.; Том 7, стр. 3779–3782.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Соединения кремния, галогениды кремния. Коллинз, В.: Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера; Джон Вили и сыновья, Inc, 2001.
- ^ Jump up to: а б с д Эбсворт, EAV в летучих соединениях кремния; Таубе, Х.; Мэддок, AG; неорганическая химия; Книга Pergamon Press: Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 1963; Том. 4.
- ^ Davydova, E. I.; Timoshkin, A. Y.; Sevastianova, T. N.; Suvorov, A. V.; Frenking, G. J. Mol. Struct. 2006 , vol, 767-1-3. doi : 10.1016/j.theochem.2006.05.011
- ^ Битти, ИК; Гилсон, Т.; Вебстер, М.; (частично) McQuillan, GP J. Chem. Соц. 1964 , 238–244. дои : 10.1039/JR9640000238
- ^ Jump up to: а б Mironov, S. L.; Gorlov, Y. I.; Chuiko, A. A. Theor. Exp. Chem. 1979 , vol, 14–16. дои : 10.1007/BF00519073
- ^ Битти, ИК; Озин, Г.А. J. Chem. Сок., неорган. Физ. Теор. 1969 , 2267–2269 гг .
- ^ Jump up to: а б Шумб, В. Б. Силикобромоформ «Неорганические синтезы», 1939, том 1, стр. 38-42. дои : 10.1002/9780470132326 .
- ^ П.В. Шенк (1963). «Кремний и германий». В Г. Брауэре (ред.). Справочник по препаративной неорганической химии, 2-е изд . Том. 2 страницы = 687. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Академическая пресса.
- ^ Гринвуд, Нью-Йорк; Эрншоу, А. Химия элементов; Pergamon Press Inc.: Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 1984; стр. 391-393.
- ^ Jump up to: а б Соединения кремния, силаны. Арклс, Б.; Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера; Джон Вили и сыновья, Inc, 2001.
- ^ Jump up to: а б Соединения кремния неорганические. Зиммлер В.; Энциклопедия промышленной химии Ульмана; Вили-ВЧ, 2002. два : 10.1002/14356007.a24_001