Silāni

Vikipēdijas lapa
Pārlēkt uz: navigācija, meklēt
Silāni
Silane-2D.png
Vienkāršākā silāna struktūrformula
Silane-3D-vdW.png
Silāna molekulas modelis
Citi nosaukumi Silīcija tetrahidrīds,
silīcija hidrīds,
monosilāns,
silikāns
CAS numurs 7803-62-5
Ķīmiskā formula SiH4
Molmasa 32,12 g/mol
Blīvums 0,7 g/ml (šķidrums)
1,342 kg/m3 (gāze) kg/m3
Kušanas temperatūra 88 K (−185 °C)
Viršanas temperatūra 161 K (−112 °C)
Šķīdība ūdenī nešķīst,
lēna hidrolīze

Silāni (silīcijūdeņraži, silīcija hidrīdi) — silīcija binārie savienojumi ar ūdeņradi, kopīgā formula SinH2n+2. Silāni ir piesātināto ogļūdeņražu analogi. Vienkāršākais silāns ir silīcija tetrahidrīds SiH4, ko sauc par monosilānu vai vienkārši par silānu.

Fizikālās īpašības[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Pēc fiziskām īpašībām silāni līdzīgi alkāniem. Monosilāns SiH4 un disilāns Si2Н6 ir bezkrāsas gāzes ar pretīgu smaku, trisilāns Si3Н8 - bezkrāsas, indīgs, gaistošs šķidrums. Homologās rindas augšējie locekļi ir cietas vielas. Silāni šķīst etanolā, benzīnā, organosilānos, CS2. Silāniem, borāniem un alkāniem ir līdzīgas formulas, bet dažādas īpašības.

Īpašības[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Silāni gaisā uzliesmo (Si2Н6) vai sadalās ar sprādzienu. Termiski visstabilākais ir monosilāns (saites enerģija Si—H = 364 kJ/mol).

Silāni ļoti viegli oksidējas. Pat pie sašķidrināta gaisa temperatūras skābekļa klātbūtnē monosilāns oksidējas uzliesmojot. Atkarībā no reakcijas apstākļiem, oksidēšanās rezultātā rodas vai nu SiO2, vai arī starpvielas:

SiH4(gāzveida) + 2O2 → SiO2 + 2H2O ΔHo298 = −1357 kJ

Silāni ir labi reducētāji, tie pārveido КМnО4 par MnO2, Hg(II) par Hg(I), Fe(III) par Fe(II) utt. Silāni stabili neitrālā un skābā vidē, taču viegli hidrolizējas pat pie minimāla ОН jonu daudzuma:

SiH4 + 4ОН → SiO44− + 4Н2
SiH4 + 2Н2О → SiO2 + 4Н2
SiH4 + 2NaOH + Н2О → Na2SiO3 + 4Н2

Reakcija norit kvantitatīvi un to var izmantot silāna kvantitatīvai noteikšanai. Sārma iedarbības rezultātā iespējams arī saraut saiti Si—Si:

H3Si—SiH2—SiH3 + 6H2O → 3SiO2 + 10H2

Ar halogēniem silāni reaģē sprādzienveidīgi, pie zemām temperatūrām izveidojas silīcija halogenīdi. Pie spiediena virs 50 atm monosilāns sadalās.

Atšķirība no ogļūdeņražiem[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Tā kā saites Si—Si un Si—H ir vājākas par saitēm C—C un C—H, silāni atšķiras no ogļūdeņražiem ar mazāku stabilitāti un paaugstinātu reaģēšanas spēju. Silānu blīvums, vārīšanās un kušanas temperatūras ir augstākas par attiecīgo ogļūdeņražu fizikālo lielumu vērtībām.

Iegūšana[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Parasti silānus iegūst, ar skābēm sadalot metālu silicīdus, piemēram, magnija silicīdu:

Mg2Si + 4H+ → 2Mg2+ + SiH4

Monosilāna sintēzei izmanto trietoksisilāna sadalīšanos Na klātbūtnē uzsildītā (t=80 °C) vidē:

4SiH(OC2H5)3 → SiH4↑ + 3Si(OC2H5)4

vai arī, izmantojot reakciju:

Li[AlH4] + SiCl4 → SiH4↑ + LiCl↓ + AlCl3

Pielietošana[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Izmanto dažādās organiskās sintēzes reakcijās (lai iegūtu vērtīgus silīcijorganiskos polimērus), ļoti tīra silīcija iegūšanai mikroelektroniskās rūpniecības vajadzībām.

Literatūra[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

  • Б. Д. Степин, А. А. Цветков Неорганическая химия: Учебник для химических и химико-технологических специальных вузов. — М. — ISBN 5-06-001740-0 (krieviski)