СИЛАНЫ
(кремневодороды)
SinH2n+2, где n = 1 - 8. С.-аналоги
предельных углеводородов, отличаются от них неустойчивостью цепей —Si—Si—. Высший
известный член гомологич. ряда-октасилан Si8H18. Плотности
С. (см. табл.) выше плотностей соответствующих "углеводородов, т-ры кипения
и плавления повышаются более резко, чем у углеводородов.
Моносилан SiH4
и дисилан Si2Нб-бесцв. газы с неприятным запахом, остальные
С.-бесцв., легко подвижные, ядовитые, летучие жидкости с еще более неприятным
запахом. С. пирофорны, дисилан взрывает при контакте с воздухом. Наиб. термически
стоек моносилан, энергия связи Si — H 364 кДж/моль, т. разл. 500 °С
в отсутствие катализаторов, в стеклянном сосуде он разлагается при 300 °С.
С. раств. в этаноле, бензине, органосиланах, CS2; при попадании воздуха
в сосуд с р-ром С. в CS2 происходит взрыв.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,Дж/(моль·К)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, кДж/моль
|
|
|
|
|
|
, Дж/(моль·К)
|
|
|
|
|
|
* DHпл
0,67 кДж/моль. ** Для газа120,8
кДж/моль.
|
Характерное св-во С.-их
чрезвычайно легкое окисление. Для соед. с п3
р-ция происходит с сильным взрывом. Моносилан в присут. О2 окисляется
со вспышкой даже при т'-ре жидкого воздуха. В зависимости от условий р-ции продуктом
окисления является либо SiO2, либо промежут. в-ва. С.-хорошие восстановители,
они переводят КМnО4 в MnO2, Hg(II) в Hg(I), Fe(III) в
Fe(II) и т.д. Др. характерное св-во С.-легкость гидролиза, особенно в щелочной
среде, напр.:
SiH4 + 2Н2О
: SiO2 + 4Н2 SiH4 + 2NaOH + Н2О
: Na2 SiO3 + 4Н2
Р-ция протекает количественно
и может служить для определения С. Под действием щелочи возможно также расщепление
связи Si — Si, напр.:
H3Si—SiH2—SiH3
+ 6H2O : 3SiO2 + 10H2
С галогенами С. реагируют
со взрывом, при низких т-рах образуются галогениды кремния (см. Кремния фториды,
Кремния хлориды). С галогеноводородами, ацил- или алкил-галогенидами
С. также образуют галогениды Si (кат.-АlСl3 или АlВr3,
т-ра 100-200°С):
С кислородсодержащими соед.,
напр. с ацетоном, диэти-ловым эфиром, С. реагируют в газовой фазе при высокой
т-ре с образованием алкоксисиланов ROSiH3. С алифатич. спиртами в
присут. ионов ОН- (катализатор) С. образуют тетраэфиры.
Получают С. след. способами:
1) разложение силицидов металлов к-тами или щелочами. Часто используют Mg2
Si, к-рый разлагают соляной к-той в инертной атмосфере. Вероятная схема р-ции:
Mg2Si + 2Н2
О : Н2Si(MgOH)2
H2Si(MgOH)2
+ 4НСl : 2MgCl2 + 2H2O + H2 + (SiH2)2
(SiH2 )2 + H2О : H2SiO
+ SiH4
Образующиеся С. разделяют
ступенчатой конденсацией, а затем отдельные фракции разгоняют при низкой т-ре.
2) Восстановление галогенидов
Si гидридом Li или LiAlH4. В среде этанола при нормальной т-ре идут,
напр., след. р-ции:
SiCl4 + LiAlH4
: SiH4 + LiCl + A1Cl3 2Si2 Cl6
+ 3LiAlH4 : 2Si2 H6 + 3LiСl + 3AlCl3
С LiAlH4 образуются
чистые С. с высоким выходом.
3) Восстановление галогенидов
Si водородом. Процесс ведут в присут. галогенидов А1 или же добавляют Аl или
Zn как компоненты р-ции. SiH4 получают также разложением (C2H5O)3SiH
при 20-80°С в присут. Na. Моносилан-исходное в-во при получении полупроводникового
кремния.
|