| |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Название ИЮПАК Кремний (IV) хлорид | |||
| Другие имена Тетрахлорид кремния тетрахлорсилан | |||
| Идентификаторы | |||
3D модель ( JSmol ) | |||
| ChemSpider | |||
| ECHA InfoCard | 100.030.037  | ||
| Номер ЕС |
| ||
PubChem CID | |||
| Номер RTECS |
| ||
| UNII | |||
| Номер ООН | 1818 г. | ||
CompTox Dashboard ( EPA ) | |||
| |||
| |||
| Характеристики | |||
| SiCl 4 | |||
| Молярная масса | 169,90 г / моль | ||
| Внешность | Бесцветная жидкость | ||
| Плотность | 1,483 г / см 3 | ||
| Температура плавления | -68,74 ° С (-91,73 ° F, 204,41 К) | ||
| Точка кипения | 57,65 ° С (135,77 ° F, 330,80 К) | ||
| Реакция | |||
| Растворимость | растворим в бензоле , толуоле , хлороформе , эфире [1] | ||
| Давление газа | 25,9 кПа при20 ° C | ||
| −88,3 · 10 −6 см 3 / моль | |||
| Структура | |||
| Тетраэдр | |||
| 4 | |||
| Термохимия | |||
Стандартная мольная энтропия ( S | 240 Дж · моль −1 · K −1 [2] | ||
Std энтальпия формации (Δ F H ⦵ 298 ) | −687 кДж · моль −1 [2] | ||
| Опасности | |||
| Паспорт безопасности | См .: страницу данных MSDS | ||
Классификация ЕС (DSD) (устарела) | Раздражающий ( Си ) | ||
| R-фразы (устаревшие) | R14 , R36 / 37/38 | ||
| S-фразы (устарели) | (S2) , S7 / 8 , S26 | ||
| NFPA 704 (огненный алмаз) |  0 3 2 W | ||
| Родственные соединения | |||
Другие анионы | Тетрафторид кремния Тетрабромид кремния Тетраиодид кремния | ||
Другие катионы | Тетрахлорид углерода Тетрахлорид германия Хлорид олова (IV) Тетрахлорид титана | ||
Родственные хлорсиланы | Хлорсилан Дихлорсилан Трихлорсилан | ||
| Страница дополнительных данных | |||
Структура и свойства | Показатель преломления ( n ), диэлектрическая проницаемость (ε r ) и т. Д. | ||
Термодинамические данные | Фазовое поведение твердое тело – жидкость – газ | ||
Спектральные данные | УФ , ИК , ЯМР , МС | ||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |||
 проверить ( что есть ?)  | |||
| Ссылки на инфобоксы | |||
Тетрахлорид кремния или тетрахлорсилан представляет собой неорганическое соединение с формулой SiCl 4 . Это бесцветная летучая жидкость, которая дымится на воздухе. Он используется для производства кремния и кремния высокой чистоты для коммерческого применения.
Подготовка [ править ]
Тетрахлорид кремния получают хлорированием различных соединений кремния, таких как ферросилиций , карбид кремния или смеси диоксида кремния и углерода. Ферросилиций путь наиболее распространен. [3]
В лаборатории, SiCl 4 может быть получен путем обработки кремния с хлором : [1]
- Si + 2 Cl 2 → SiCl 4
Впервые он был подготовлен Йенсом Якобом Берцелиусом в 1823 году.
Рассол может быть загрязнен кремнеземом, если производство хлора является побочным продуктом процесса рафинирования металла из хлоридно-металлической руды. В редких случаях диоксид кремния в диоксиде кремния превращается в тетрахлорид кремния при электролизе загрязненного рассола . [4]
Реакции [ править ]
[ править ]
Как и другие хлорсиланы, тетрахлорид кремния легко реагирует с водой :
- SiCl 4 + 2 H 2 O → SiO 2 + 4 HCl
Напротив, четыреххлористый углерод нелегко гидролизуется. Реакция может быть замечена при контакте жидкости с воздухом, пар выделяет пары, поскольку он реагирует с влагой, образуя облачный аэрозоль соляной кислоты . [5]
Со спиртами и этанолом он реагирует с образованием тетраметилортосиликата и тетраэтилортосиликата :
- SiCl 4 + 4 ROH → Si (OR) 4 + 4 HCl
Хлориды поликремния [ править ]
При более высоких температурах гомологи тетрахлорида кремния могут быть получены по реакции:
- Si + 2 SiCl 4 → Si 3 Cl 8
Фактически, хлорирование кремния сопровождается образованием гексахлордисилана Si 2 Cl 6 . Ряд соединений, содержащих до шести атомов кремния в цепи, можно выделить из смеси с помощью фракционной перегонки . [1]
Реакции с другими нуклеофилами [ править ]
Тетрахлорид кремния по своей реакционной способности является классическим электрофилом. [6] Он образует ряд кремнийорганических соединений при обработке реактивами Гриньяра и литийорганическими соединениями :
- 4 RLi + SiCl 4 → R 4 Si + 4 LiCl
Восстановление гидридными реагентами дает силан .
Сравнение с другими соединениями SiX 4 [ править ]
| SiH 4 | SiF 4 | SiCl 4 | SiBr 4 | SiI 4 | |
|---|---|---|---|---|---|
| bp (˚C) [7] | -111,9 | -90,3 | 56,8 | 155,0 | 290,0 |
| т.пл. (˚C) [7] | -185 | -95,0 | -68,8 | 5.0 | 155,0 |
| Длина связи Si-X (Å) | > 0,74 [8] | 1,55 | 2,02 | 2,20 | 2,43 |
| Энергия связи Si-X (кДж / моль) [9] | 384 | 582 | 391 | 310 | 234 |
Использует [ редактировать ]
Тетрахлорид кремния используется в качестве промежуточного продукта при производстве поликремния , сверхчистой формы кремния [3], поскольку он имеет температуру кипения, удобную для очистки путем многократной фракционной перегонки . Он восстанавливается до трихлорсилана (HSiCl 3 ) газообразным водородом в реакторе гидрирования и либо напрямую используется в процессе Сименса, либо далее восстанавливается до силана (SiH 4 ) и вводится в реактор с псевдоожиженным слоем . Тетрахлорид кремния снова появляется в обоих этих двух процессах в качестве побочного продукта и возвращается в реактор гидрирования. Эпитаксия из паровой фазы восстановления тетрахлорида кремния водородом примерно при 1250 ° C было выполнено:
- SiCl
4(г) + 2 H
2(г) → Si (тв.) + 4 HCl (г) при 1250 ° C [10]
Произведенный поликремний в больших количествах используется в качестве пластин в фотоэлектрической промышленности для обычных солнечных элементов, изготовленных из кристаллического кремния, а также в полупроводниковой промышленности.
Тетрахлорид кремния также можно гидролизовать до коллоидального кремнезема . Тетрахлорид кремния высокой чистоты используется в производстве оптических волокон. Этот сорт не должен содержать водород, содержащий 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.
Безопасность и экология [ править ]
В Китае сообщалось о загрязнении в результате производства тетрахлорида кремния, связанном с повышенным спросом на фотоэлектрические элементы, который стимулировался программами субсидирования. [11] В паспорте безопасности материалов отмечается, что следует «избегать любого контакта! Во всех случаях обращаться к врачу! ... вдыхание вызывает боль в горле и ощущение жжения». [12]
См. Также [ править ]
- Тетрахлорид кремния (страница данных)
Ссылки [ править ]
- ^ a b c П. В. Шенк (1963). «Фторид фосфора (V)». В Г. Брауэре (ред.). Справочник по препаративной неорганической химии, 2-е изд . 1 . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Academic Press. С. 282–683.
- ^ a b Zumdahl, SS (2009). Химические принципы (6-е изд.). Хоутон Миффлин. п. A22. ISBN 978-0-618-94690-7.
- ^ a b Simmler, W. "Соединения кремния, неорганические". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a24_001 .
- ^ Уайт, Джордж Клиффорд (1986). Справочник по хлорированию (2-е изд.). Нью-Йорк: Ван Ностранд Рейнхольд. С. 33–34. ISBN 0-442-29285-6.
- ^ Clugston, M .; Флемминг, Р. (2000). Высшая химия . Издательство Оксфордского университета. п. 342. ISBN. 978-0199146338.
- ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ a b Соединения кремния, галогениды кремния. Коллинз, В .: Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера; John Wiley & Sons, Inc, 2001.
- ^ https://www.answers.com/Q/What_is_the_bond_length_of_the_H-H_bond
- ^ Ebsworth, EAV в летучих соединениях кремния; Taube, H .; Мэддок, АГ; Неорганическая химия; Книга Pergamon Press: Нью-Йорк, Нью-Йорк, 1963; Vol. 4.
- ^ Морган, Д.В.; Доска, К. (1991). Введение в полупроводниковую микротехнологию (2-е изд.). Чичестер, Западный Сассекс, Англия: John Wiley & Sons. п. 23. ISBN 0471924784.
- ^ "Фирмы солнечной энергии оставляют отходы позади в Китае" . Вашингтон Пост . 9 марта 2008 г.
- ^ "Международные карты химической безопасности тетрахлорсилана" .
