Силан
Силан (моносилан) је токсичано, изузетно запаљиво хемијско једињење са формулом SiH4. Немачки хемичари Хеинрих Буф и Фридрих Воехлер су 1857. открили силан међу производима формираним дејством хлороводоничне киселине на алуминијум силикат, који су они претходно припремили. Они су назвали једињење нем. siliciuretted hydrogen.[3]
| |||
| Називи | |||
|---|---|---|---|
| IUPAC назив
Silan
| |||
| Други називи
Моносилан, Силикан, Силицијум хидрид, Силицијум тетрахидрид
| |||
| Идентификација | |||
3Д модел (Jmol)
|
|||
| ChEBI | |||
| ChemSpider | |||
| ECHA InfoCard | 100.029.331 | ||
| Гмелин Референца | 273 | ||
| RTECS | ВВ1400000 | ||
| УН број | 2203 | ||
| |||
| Својства | |||
| H4Si | |||
| Моларна маса | 32,12 g·mol−1 | ||
| Агрегатно стање | Безбојни гас | ||
| Густина | 1,342 g dm−3 | ||
| Тачка топљења | −185 °C (−301,0 °F; 88,1 K) | ||
| Тачка кључања | −112 °C (−170 °F; 161 K) | ||
| Структура | |||
| Облик молекула (орбитале и хибридизација) | тетраедрални
р(Си-Х) = 1.4798 ангстрома | ||
| Диполни момент | 0 D | ||
| Термохемија | |||
| Стандардна моларна ентропија S |
204.6 J mol−1 K−1 | ||
Стд енталпија
формирања (ΔfH⦵298) |
34.31kJ/mol | ||
| Опасности | |||
| Опасност у току рада | Екстремно запаљив | ||
| Безбедност приликом руковања | ICSC 0564 | ||
| НФПА 704 | |||
| Тачка паљења | запаљив гас | ||
| 21 °Ц (70 °Ф; 294 К) | |||
| Експлозивни лимити | 1.37–100% | ||
| САД здравствене границе излагања (НИОСХ): | |||
ПЕЛ (дозвољиво)
|
5 ppm (ACGIH TLV) | ||
| Сродна једињења | |||
Сродне моносилани
|
Фенилсилан | ||
Сродна једињења
|
Метан | ||
Уколико није другачије напоменуто, подаци се односе на стандардно стање материјала (на 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |||
 верификуј (шта је   ?)
| |||
| Референце инфокутије | |||
Производња уреди
Индустријска производња уреди
Индустријски се силан производи из силицијума металуршког квалитета путем двостепног процеса. У првом степену, силицијум у праху реагује са хлороводоником на око 300 °C. Тиме се производи трихлоросилан, HSiCl3 заједно са водоником:
- Si + 3 HCl → HSiCl3 + H2
Трихлоросилан се затим загрева на смоластој основи која садржи катализатор:
- 4 HSiCl3 → SiH4 + 3 SiCl4
Најчешће коришћени катализатори су метални халиди, посебно алуминијум хлорид. То се назива реакцијом редистрибуције.
Алтернативни метод за индустријску припрему силана високе чистоће, подесног за производњу силицијума полупроводничког квалитета, почиње са силицијумом металуршке чистоће, водоником, и силицијум тетрахлоридом. Он се састоји од комплексне серије редистрибуционих реакција (у којима се формирају споредни производи који се рециклирају у процесу) и дестилација.
- Si + 2 H2 + 3 SiCl4 → 4 SiHCl3
- 2 SiHCl3 → SiH2Cl2 + SiCl4
- 2 SiH2Cl2 → SiHCl3 + SiH3Cl
- 2 SiH3Cl → SiH4 + SiH2Cl2
Силан произведен овим путем се може термички разложити. Тиме се формира силицијум високе чистоће и водоник.
Други индустријски процеси производње силана користе редукцију SiF4 са натријум хидридом (NaH), или редукцију SiCl4 са литијум алуминијум хидридом (LiAlH4).
Лабораторијски методи уреди
Силан се може произвести загревањем песка са прахом магнезијума, чиме се формира магнезијум силицид (Mg2Si). Преливањем смеше у 20% неводеним раствором хлороводоничне киселине. Упозорење: Ако силан дође у контакт са водом, доћи ће до бурне реакције. Магнезијум силицид реагује са киселином и производи гасовити силан који сагорева у контакту са ваздухом производећи малу експлозију.[4]
- 4 HCl + Mg2Si → SiH4 + 2 MgCl2
Земноалкалини метали формирају силициде са следећом стехиометријом: MII2Si, MIISi, и MIISi2. У свим случајевима, те супстанце реагују Бренстед–Лауријевим киселинама да произведу неки тип хидрида силицијума у зависности од конективности Si ањона у силициду. Могући производи су SiH4 и/или виши молекули у хомологној серији SinH2n+2, полимерни хидриди силицијума, или силицијумове киселине.
Референце уреди
- ^ Li Q, Cheng T, Wang Y, Bryant SH (2010). „PubChem as a public resource for drug discovery.”. Drug Discov Today. 15 (23-24): 1052—7. PMID 20970519. doi:10.1016/j.drudis.2010.10.003.
- ^ Evan E. Bolton; Yanli Wang; Paul A. Thiessen; Stephen H. Bryant (2008). „Chapter 12 PubChem: Integrated Platform of Small Molecules and Biological Activities”. Annual Reports in Computational Chemistry. 4: 217—241. doi:10.1016/S1574-1400(08)00012-1.
- ^ J. W. Mellor, "A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry," Vol VI, Longmans, Green and Co. (1947), p. 216.
- ^ Making Silicon from Sand, by Theodore Gray. Originally published in Popular Science magazine.
