Σιλάνιο

Σιλάνιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	Σιλάνιο
Άλλες ονομασίες	Μονοσιλάνιο Σιλικάνιο Τετραϋδρίδιο τたうοおみくろんυうぷしろん πυριτίου
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	SiH4
Μοριακή μάζα	32,12 amu
Αριθμός CAS	7803-62-5
SMILES	[SiH4]
Αριθμός EINECS	231-635-3
Αριθμός RTECS	VV1400000
Αριθμός UN	2203
Δομή
Μήκος δεσμού	143 pm
Είδος δεσμού	ομοιοπολικός σしぐま (1s-3sp³)
Πόλωση δεσμού	3% (Si+H-)
Γωνία δεσμού	109°28'
Μοριακή γεωμετρία	τετραεδρική
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	−185 °C
Σημείο βρασμού	−112 °C
Πυκνότητα	1,342 kg/m³
Διαλυτότητα σしぐまτたうοおみくろん νερό	Αδιάλυτο μみゅーεいぷしろん αργή υδρόλυση
Εμφάνιση	Αέριο
Χημικές ιδιότητες
Σημείο αυτανάφλεξης	21 °C
Εκτός αあるふぁνにゅー σημειώνεται διαφορετικά, τたうαあるふぁ δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Τたうοおみくろん (μみゅーοおみくろんνにゅーοおみくろん)σιλάνιο (αγγλικά: silane) είναι ανόργανη δυαδική χημική ένωση μみゅーεいぷしろん μοριακό τύπο SiH₄. Θεωρείται ότι είναι τたうοおみくろん πυριτιούχο ανάλογο τたうοおみくろんυうぷしろん μεθανίου κかっぱαあるふぁιいおた φυσικά ταυτόχρονα είναι ένα από τたうαあるふぁ υδρίδια τたうωおめがνにゅー στοιχείων της ομάδας 14. Τたうοおみくろん χημικά καθαρό σιλάνιο, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, δηλαδή σしぐまεいぷしろん θερμοκρασία 25°C κかっぱαあるふぁιいおた υπό πίεση 1 atm, είναι άχρωμο τοξικό, εξαιρετικά εύφλεκτο αέριο, μみゅーεいぷしろん έντονη, απωθητική οσμή, πぱいοおみくろんυうぷしろん μοιάζει κάπως μみゅーεいぷしろん αυτήν τたうοおみくろんυうぷしろん αιθανικού οξέος. Από πρακτικής άποψης, τたうοおみくろん σιλάνιο ενδιαφέρει ως πρόδρομη ένωση γがんまιいおたαあるふぁ τたうηいーたνにゅー παραγωγή (καθαρού) στοιχειακού πυριτίου. Τたうοおみくろん 1857, οおみくろんιいおた Γερμανοί χημικοί Χάινριχ Μみゅーπぱいοおみくろんυうぷしろんφふぁい (Heinrich Buff) κかっぱαあるふぁιいおた Φρήντριχ Βέλερ (Friedrich Wöhler) ανακάλυψαν τたうοおみくろん σιλάνιο ανάμεσα σしぐまτたうαあるふぁ συστατικά πぱいοおみくろんυうぷしろん παράχθηκαν από τたうηいーたνにゅー επίδραση υδροχλωρικού οξέος (HCl) σしぐまεいぷしろん πυριτιούχο αργίλιο (Al₄Si₃), πぱいοおみくろんυうぷしろん οおみくろんιいおた ίδιοι είχαν προηγουμένως παρασκευάσει. Ονόμασαν τたうηいーたνにゅー (νέα τότε) ένωση siliciuretted hydrogen (πぱいοおみくろんυうぷしろん μπορεί νにゅーαあるふぁ μεταφραστεί σしぐまτたうαあるふぁ ελληνικά ως «πυριτιομένο υδρογόνο»). Τたうοおみくろん σιλάνιο είναι αναγωγικό μέσο, εφόσον περιέχει υδρογόνο σしぐまτたうηいーたνにゅー οξειδωτική βαθμίδα -1.

Ακόμη, ηいーた έννοια σιλάνιο, μπορεί νにゅーαあるふぁ επίσης νにゅーαあるふぁ αναφέρεται ευρύτερα σしぐまεいぷしろん μみゅーιいおたαあるふぁ μεγάλη ομάδα ανόργανων κかっぱαあるふぁιいおた οργανικών ενώσεων πぱいοおみくろんυうぷしろん επίσης περιέχουν πυρίτιο, όπως τたうοおみくろん τριχλωροσιλάνιο (SiHCl₃), τたうοおみくろん τετραμεθυλοσιλάνιο [Si(CH₃)₄] κかっぱαあるふぁιいおた τたうοおみくろん τετραιθοξυσιλάνιο [Si(CH₃CH₂Οおみくろん)₄].

Δομή

Ηいーた τετραεδρική μοριακή δομή τたうοおみくろんυうぷしろん ομοιάζει γεωμετρικά μみゅーεいぷしろん αυτήν τたうοおみくろんυうぷしろん μεθανίου. Ωστόσο, οおみくろんιいおた δεσμοί Si-Ηいーた είναι πολωμένοι κατά τたうηいーたνにゅー έννοια Si^δでるた+-H^δでるた-, δηλαδή αντίθετα από τους δεσμούς C-Ηいーた τたうοおみくろんυうぷしろん μεθανίου, πぱいοおみくろんυうぷしろん είναι πολωμένοι κατά τたうηいーたνにゅー έννοια C^δでるた--H^δでるた+, γιατί τたうοおみくろん πυρίτιο έχει μικρότερη ηλεκτραρνητικότητα (1,90 κατά Paouling) από τたうοおみくろん υδρογόνο (2,20 κατά Paouling), ενώ οおみくろん άνθρακας μεγαλύτερη (2,55 κατά Paouling) από τたうοおみくろん υδρογόνο.

Δεσμοί
Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός	Ισχύς δεσμού
Si-H	σしぐま	3sp³-1s	143 pm	3% Si+ H-	318 kJ/mol
Γωνίες
HSiH	109° 28'
Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο
Ηいーた (Si-H)	-0,03
Si	+0,12

Παραγωγή

1. Βιομηχανικά τたうοおみくろん σιλάνιο παράγεται συνήθως από μεταλλουργικού βαθμού καθαρότητας πυρίτιο (Si), σしぐまεいぷしろん δでるたυうぷしろんοおみくろん στάδια:

1. Μみゅーεいぷしろん επίδραση υδροχλωρίου σしぐまεいぷしろん σκόνη πυριτίου, στους περίπου 300 °C παράγεται τριχλωροσιλάνιο (SiHCl₃) κかっぱαあるふぁιいおた υδρογόνο:

$\mathrm {Si+3HCl{\xrightarrow {300^{o}C}}SiHCl_{3}+H_{2}}$

2. Τたうοおみくろん τριχλωροσιλάνιο βράζεται μαζί μみゅーεいぷしろん ρετσίνι, πぱいοおみくろんυうぷしろん περιέχει καταλύτη (συνήθως τριχλωριούχο αργίλιο, AlCl₃), κかっぱαあるふぁιいおた μετατρέπεται σしぐまεいぷしろん σιλάνιο κかっぱαあるふぁιいおた τετραχλωροπυρίτιο (SiCl₄):

$\mathrm {4SiHCl_{3}{\xrightarrow[{\rho \epsilon \tau \sigma {\acute {\iota }}\nu \iota }]{AlCl_{3}}}SiH_{4}+3SiCl_{4}}$

Συνήθως ως καταλύτες γがんまιいおたαあるふぁ αυτήν τたうηいーた διεργασία χρησιμοποιούνται αλογονἰδでるたιいおたαあるふぁ μετάλλων, ιδιαίτερα τριχλωριούχο αργίλιο (AlCl₃). Αυτού τたうοおみくろんυうぷしろん είδους ηいーた αντίδραση αναφέρεται ως αντίδραση ανακατανομής. Αποτελεί υποκατηγορία αντίδρασης διπλής αντικατάστασης πぱいοおみくろんυうぷしろん περιλαμβάνει τたうοおみくろん ίδιο κεντρικό στοιχείο. Μπορεί επίσης νにゅーαあるふぁ θεωρηθεί ως αντίδραση δυσαναλογοποίησης, παρόλο πぱいοおみくろんυうぷしろん δでるたεいぷしろんνにゅー υπάρχει μεταβολή σしぐまτたうοおみくろん βαθμό οξείδωσης τたうοおみくろんυうぷしろん πυριτίου, πぱいοおみくろんυうぷしろん παραμένει +4 γがんまιいおたαあるふぁ όλα τたうαあるふぁ πυριτιούχα χημικά είδη πぱいοおみくろんυうぷしろん περιλαμβάνονται σしぐまτたうηいーたνにゅー αντίδραση. Ωστόσο, ηいーた λειτουργικότητα τたうοおみくろんυうぷしろん βαθμού οξείδωσης γがんまιいおたαあるふぁ μみゅーιいおたαあるふぁ ομοιοπολική ένωση, έστω κかっぱαあるふぁιいおた αあるふぁνにゅー αυτή είναι πολωμένη, είναι αμφιλεγόμενη. Τたうοおみくろん άτομο τたうοおみくろんυうぷしろん πυριτίου θしーたαあるふぁ μπορούσε νにゅーαあるふぁ αναλογοποιηθεί σしぐまαあるふぁνにゅー νにゅーαあるふぁ είχε τυπικά υψηλότερο βαθμό οξείδωσης σしぐまτたうοおみくろん SiCl₄ κかっぱαあるふぁιいおた τυπικά χαμηλότερο βαθμό οξείδωσης σしぐまτたうοおみくろん SiH₄, εφόσον τたうοおみくろん χλώριο είναι πολύ ηλεκτραρνητικότερο από τたうοおみくろん υδρογόνο.

2. Μみゅーιいおたαあるふぁ εναλλακτική βιομηχανική μέθοδος γがんまιいおたαあるふぁ τたうηいーたνにゅー παραγωγή πολύ υψηλής καθαρότητας σιλανίου, κατάλληλου γがんまιいおたαあるふぁ τたうηいーたνにゅー παραγωγή πυριτίου ημιαγωγικού βαθμού καθαρότητας, αρχίζει μみゅーεいぷしろん πυρίτιο μεταλλουργικού βαθμού καθαρότητας, υδρογόνο κかっぱαあるふぁιいおた τετραχλωριούχο πυρίτιο κかっぱαあるふぁιいおた περιλαμβάνει μみゅーιいおたαあるふぁ πολύπλοκη σειρά αντιδράσεων ανακατανομής κかっぱαあるふぁιいおた αποστάξεις. Οおみくろんιいおた αντιδράσεις σしぐまεいぷしろん αυτήν τたうηいーた μέθοδο συνοψίζονται στις παρακάτω στοιχειομετρικές εξισώσεις:

$\mathrm {Si+2H_{2}+3SiCl_{4}{\xrightarrow {}}4SiHCl_{3}}$
$\mathrm {2SiHCl_{3}{\xrightarrow {}}SiCl_{4}+SiH_{2}Cl_{2}}$
$\mathrm {2SiH_{2}Cl_{2}{\xrightarrow {}}SiHCl_{3}+SiH_{3}Cl}$
$\mathrm {2SiH_{3}Cl{\xrightarrow {}}SiH_{2}Cl_{2}+SiH_{4}}$

Τελικά, τたうοおみくろん σιλάνιο πぱいοおみくろんυうぷしろん παράγεται από αυτήν τたうηいーたνにゅー παραγωγική οδό μπορεί απευθείας νにゅーαあるふぁ διασπαστεί θερμικά, παράγοντας υψηλής καθαρότητας στοιχειακό πυρίτιο κかっぱαあるふぁιいおた υδρογόνο.

3. Μみゅーεいぷしろん θέρμανση μείγματος άμμου (πぱいοおみくろんυうぷしろん αποτελείται κυρίως από διοξείδιο τたうοおみくろんυうぷしろん πυριτίου, SiO₂) μみゅーεいぷしろん σκόνη μαγνησίου (Mg), παράγεται πυριτικό μαγνήσιο (MgSiO₃):

$\mathrm {2Mg+2SiO_{2}+O_{2}{\xrightarrow {\triangle }}2MgSiO_{3}}$

Μετά, τたうοおみくろん σιλάνιο απελευθερώνεται μみゅーεいぷしろん επίδραση διαλύματος 20% υδροχλωρικό οξύ (HCl).

• (Προσοχή: Τたうοおみくろん παραγόμενο σιλάνιο αναφλέγεται μみゅーεいぷしろん τたうοおみくろんνにゅー ατμοσφαιρικό αέρα, δίνοντας μικροεκρήξεις):

$\mathrm {2MgSiO_{3}+4HCl{\xrightarrow {\triangle }}SiH_{4}\uparrow +SiCl_{4}+2MgO+2O_{2}\uparrow }$

4. Μみゅーεいぷしろん αναγωγή πυριτιούχου μαγνησίου (Mg₂Si) μみゅーεいぷしろん υδροχλώριο (HCl):

$\mathrm {Mg_{2}Si+4HCl{\xrightarrow {\triangle }}SiH_{4}\uparrow +2MgCl_{2}}$

5. Μみゅーεいぷしろん θέρμανση τριαιθοξυσιλανίου [SiH(OC₂H₅)₃] στους 80 °C, παρουσία μεταλλικού νατρίου (Na):

$\mathrm {4SiH(OC_{2}H_{5})_{3}{\xrightarrow[{80^{o}C}]{Na}}SiH_{4}\uparrow +3Si(OC_{2}H_{5})_{4}}$

6. Μみゅーεいぷしろん αναγωγή τετραχλωροπυρίτιου (SiCl₄) από λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH₄):

$\mathrm {SiCl_{4}+LiAlH_{4}{\xrightarrow {}}SiH_{4}\uparrow +LiCl+AlCl_{3}}$

7. Μみゅーεいぷしろん αναγωγή τετραχλωροπυρίτιου (SiCl₄) από υδρίδιο τたうοおみくろんυうぷしろん λιθίου (LiH):

$\mathrm {4LiH+SiCl_{4}{\xrightarrow {}}4LiCl+SiH_{4}\uparrow }$

• Μみゅーιいおたαあるふぁ παραλλαγή της παραπάνω, αποτελεί ηいーた αναγωγή τたうοおみくろんυうぷしろん τετραφθοροπυρίτιου από υδρίδιο τたうοおみくろんυうぷしろん νατρίου:

$\mathrm {4NaH+SiF_{4}{\xrightarrow {}}4NaF+SiH_{4}\uparrow }$

8. Μみゅーεいぷしろん υδρόλυση πυριτιούχου αργιλίου:

$\mathrm {Al_{4}Si_{3}+12H_{2}O{\xrightarrow {H^{+}}}3SiH_{4}\uparrow +4Al(OH)_{3}\downarrow }$

9. Μみゅーεいぷしろん αναγωγή διοξειδίου τたうοおみくろんυうぷしろん πυριτίου από αργίλιο κかっぱαあるふぁιいおた υδρογόνο:

$\mathrm {3SiO_{2}+2Al+6H_{2}{\xrightarrow {}}3SiH_{4}\uparrow +Al_{2}O_{3}\downarrow }$

Φυσικοχημικές ιδιότητες, χημική συμπεριφορά κかっぱαあるふぁιいおた παράγωγα

Έχει ιδιαίτερα δυσάρετη οσμή. Τたうοおみくろん σιλάνιο έχει αποδειχθεί πρόσφατα ότι συμπεριφέρεται ως υπεραγωγός υπό ιδιαίτερα υψηλή πίεση (96-120 GPa) κかっぱαあるふぁιいおた θερμοκρασία της τάξης τたうωおめがνにゅー 17 Κかっぱ.

Τたうοおみくろん σιλάνιο αναφλέγεται εύκολα, σχηματίζοντας διοξείδιο τたうοおみくろんυうぷしろん πυριτίου (SiO₂) κかっぱαあるふぁιいおた νερό (H₂O):

$\mathrm {SiH_{4}+2O_{2}{\xrightarrow {}}SiO_{2}+2H_{2}O+1.357kJ}$

Επίσης ανάγει διάφορα αντιδραστήρια, όπως πぱい.χかい.:

1. Τたうοおみくろん υπερμαγγανικό κάλιο (KMnO₄) σしぐまεいぷしろん διοξείδιο τたうοおみくろんυうぷしろん μαγγανίου.
2. Τたうαあるふぁ ιόντα Hg²⁺ σしぐまεいぷしろん Hg⁺.
3. Τたうαあるふぁ ιόντα Fe³⁺ σしぐまεいぷしろん Fe²⁺.

Τたうοおみくろん σιλάνιο είναι σταθερό σしぐまεいぷしろん ουδέτερο ή όξινο περιβάλλον, αλλά όχι κかっぱαあるふぁιいおた σしぐまεいぷしろん αλκαλικό:

$\mathrm {SiH_{4}+4OH^{-}{\xrightarrow {}}[SiO_{4}]^{4-}+4H_{2}\uparrow }$

Τたうοおみくろん σιλάνιο αντιδρά εκρηκτικά μみゅーεいぷしろん τたうαあるふぁ αλογόνα, ακόμη κかっぱαあるふぁιいおた σしぐまεいぷしろん χαμηλές θερμοκρασίες, σχηματίζοντας αλογονοπαράγωγά τたうοおみくろんυうぷしろん.

Απουσία οξυγόνου, διασπάται σしぐまεいぷしろん πυρίτιο κかっぱαあるふぁιいおた υδρογόνο σしぐまεいぷしろん θερμοκρασίες πάνω από 420 °C ή αあるふぁνにゅー υποστεί πίεση πάνω από 50 atm:

$\mathrm {SiH_{4}{\xrightarrow[{{\acute {\eta }}\;>50\;atm}]{>420^{o}C}}Si+2H_{2}}$

Πυρηνόφιλη υποκατάσταση

Διάφορα πυρηνόφιλα (Nu^-) αντιδραστήρια, διασπούν έναν από τους δεσμούς Si-H. Οおみくろんιいおた μηχανισμοί πぱいοおみくろんυうぷしろん επικρατούν είναι οおみくろんιいおた S_N² κかっぱαあるふぁιいおた S_Nⁱ. Σしぐまτたうηいーたνにゅー πρώτη περίπτωση σχηματίζεται ενδιάμεσο ασταθές προϊόν γενικού τύπου [SiH₄Nu]^- μみゅーεいぷしろん υβριδισμό 3sp³d κかっぱαあるふぁιいおた δομή τριγωνικής διπυραμίδας, αφού τたうοおみくろん πυρίτιο μπορεί νにゅーαあるふぁ αξιοποιεί κかっぱαあるふぁιいおた τたうαあるふぁ 3d τροχιακά τたうοおみくろんυうぷしろん. Ηいーた γενική μορφή της πυρηνόφιλης υποκατάστασης σしぐまεいぷしろん σιλάνιο είναι ηいーた ακόλουθη:.

$\mathrm {SiH_{4}+ANu{\xrightarrow {BF_{3}}}SiH_{3}Nu+AH}$

• Μみゅーεいぷしろん ANu συμβολίζεται (γενικά) πυρηνόφιλο αντιδραστήριο.

• Οおみくろん ρόλος τたうοおみくろんυうぷしろん BF₃ είναι νにゅーαあるふぁ σχηματίζει τたうοおみくろん ενδιάμεσο σύμπλοκο [ANu-BF] κかっぱαあるふぁιいおた διευκολύνει τたうηいーたνにゅー ενεργοποίηση τたうοおみくろんυうぷしろん ANu.

Σιλανόλη

1. Μみゅーεいぷしろん επίδραση νερού (H₂O) σしぐまεいぷしろん σιλάνιο παράγεται υδρογόνο κかっぱαあるふぁιいおた σιλανόλη

$\mathrm {SiH_{4}+H_{2}O{\xrightarrow {BF_{3}}}SiH_{3}OH+H_{2}\uparrow +107\;kJ/mole}$

• A = H, Nu = OH.

2. Μみゅーεいぷしろん επίδραση αλκοόλης (ROH) σしぐまεいぷしろん σιλάνιο παράγεται τたうοおみくろん αντίστοιχο σしぐまτたうηいーたνにゅー αλκοόλη αλκάνιο (RH) κかっぱαあるふぁιいおた σιλανόλη

$\mathrm {SiH_{4}+ROH{\xrightarrow {BF_{3}}}SiH_{3}OH+RH+197\;kJ/mole}$

• A = R, Nu = OH.

Αλκοξυσιλάνιο

Μみゅーεいぷしろん επίδραση αιθέρα (ROR) σしぐまεいぷしろん σιλάνιο παράγεται τたうοおみくろん αντίστοιχο σしぐまτたうοおみくろんνにゅー αιθέρα αλκάνιο (RH) κかっぱαあるふぁιいおた αλκοξυσιλάνιο (SiH₃OR)

$\mathrm {SiH_{4}+ROR{\xrightarrow {BF_{3}}}SiH_{3}OR+RH}$

• A = R, Nu = OR.

Αλκινυλοσιλάνιο

Μみゅーεいぷしろん επίδραση αλκινίων (RC ≡ CH) σしぐまεいぷしろん σιλάνιο παράγεται υδρογόνο κかっぱαあるふぁιいおた αλκινυλοσιλάνιο (SiH₃C ≡ CR)

$\mathrm {SiH_{4}+RC\equiv CH{\xrightarrow {BF_{3}}}SiH_{3}C\equiv CR+H_{2}\uparrow }$

• A = H, Nu = RC ≡ C.

Καρβαλκοξυσιλάνιο

Μみゅーεいぷしろん επίδραση εστέρα (RCOOR) σしぐまεいぷしろん σιλάνιο παράγεται τたうοおみくろん αντίστοιχο σしぐまτたうοおみくろんνにゅー εστέρα αλκάνιο (RH) κかっぱαあるふぁιいおた καρβαλκοξυσιλάνιο (SiH₃OOCR, εστέρας της σιλανόλης)

$\mathrm {SiH_{4}+RCOOR{\xrightarrow {BF_{3}}}SiH_{3}OOCR+RH}$

• A = R, Nu = RCOO.

Σιλανονιτρίλιο

Μみゅーεいぷしろん επίδραση νιτριλίων (RCN) σしぐまεいぷしろん σιλάνιο παράγεται τたうοおみくろん αντίστοιχο σしぐまτたうοおみくろん νιτρίλιο αλκάνιο (RH) κかっぱαあるふぁιいおた σιλανονιτρίλιο

$\mathrm {SiH_{4}+RCN{\xrightarrow {BF_{3}}}SiH_{3}CN+RH}$

• A = R, Nu = CN.

Αλκυλοσιλάνιο

Μみゅーεいぷしろん επίδραση οργανομεταλλικών ενώσεων (πぱい.χかい RNa) σしぐまεいぷしろん σιλάνιο παράγεται τたうοおみくろん αντίστοιχο υδρίδιο (πぱい.χかい. NaH) κかっぱαあるふぁιいおた αλκυλοσιλάνιο (RSiH₃)

$\mathrm {SiH_{4}+RNa{\xrightarrow {BF_{3}}}RSiH_{3}+NaH}$

• A = Na, Nu = R.

Μεθυλοσιλανοθειόλη

Μみゅーεいぷしろん επίδραση θειόλης (RSH) σしぐまεいぷしろん σιλάνιο παράγεται τたうοおみくろん αντίστοιχο σしぐまτたうηいーた θειόλη αλκάνιο (RH) κかっぱαあるふぁιいおた σιλανοθειόλη

$\mathrm {SiH_{4}+RSH{\xrightarrow {BF_{3}}}SiH_{3}SH+RH}$

• A = R, Nu = SH.

Αλκυλοθειοσιλάνιο

Μみゅーεいぷしろん επίδραση θειαιθέρα (RSR) σしぐまεいぷしろん σιλάνιο παράγεται τたうοおみくろん αντίστοιχο σしぐまτたうοおみくろん θειαιθέρα αλκάνιο (RH) κかっぱαあるふぁιいおた αλκυλοθειοσιλάνιο (SiH₃SR)

$\mathrm {SiH_{4}+RSR{\xrightarrow {BF_{3}}}SiH_{3}SR+RH}$

• A = R, Nu = SR.

Σιλιλαλογονίδιο

Μみゅーεいぷしろん επίδραση αλκυλαλογονίδιου (RX) σしぐまεいぷしろん σιλάνιο παράγεται τたうοおみくろん αντίστοιχο αλκάνιο (RH) κかっぱαあるふぁιいおた σιλυλαλογονίδιο (SiH₃Χかい)

$\mathrm {SiH_{4}+RX{\xrightarrow {BF_{3}}}SiH_{3}X+RH}$

• A = R, Nu = X.

Σιλαναμίνες

1. Μみゅーεいぷしろん επίδραση αμμωνίας (NH₃) σしぐまεいぷしろん σιλάνιο παράγεται υδρογόνο κかっぱαあるふぁιいおた σιλαναμίνη:

$\mathrm {SiH_{4}+NH_{3}{\xrightarrow {BF_{3}}}SiH_{3}NH_{2}+H_{2}\uparrow }$

• A = H, Nu = NH₂.

2. Μみゅーεいぷしろん επίδραση πρωτοταγούς αμίνης (RNH₂) σしぐまεいぷしろん οσιλάνιο παράγεται υδρογόνο κかっぱαあるふぁιいおた Νにゅー-αλκυλοσιλαναμίνη (SiH₃NHR):

$\mathrm {SiH_{4}+RNH_{2}{\xrightarrow {BF_{3}}}SiH_{3}NHR+H_{2}\uparrow }$

• A = Ηいーた, Nu = RNH.

3. Μみゅーεいぷしろん επίδραση δευτεροταγούς αμίνης (R₂NH) σしぐまεいぷしろん σιλάνιο παράγεται υδρογόνο κかっぱαあるふぁιいおた Νにゅー,N-διαλκυλοσιλαναμίνη (SiH₃NR₂):

$\mathrm {SiH_{4}+R_{2}NH{\xrightarrow {BF_{3}}}SiH_{3}NR_{2}+H_{2}\uparrow }$

• A = Ηいーた, Nu = R₂N.

Μみゅーεいぷしろん μεθυλένιο

Μみゅーεいぷしろん επίδραση μεθυλενίου ([:CH₂]) σしぐまεいぷしろん σιλάνιο παράγεται μεθυλοσιλάνιο:

$\mathrm {SiH_{4}+CH_{3}Cl+KOH{\xrightarrow {}}CH_{3}SiH_{3}+KCl+H_{2}O}$

Εφαρμογές

Τたうοおみくろん σιλάνιο βρίσκει αρκετές βιομηχανικές κかっぱαあるふぁιいおた ιατρικές εφαρμογές. Γがんまιいおたαあるふぁ παράδειγμα, χρησιμοποιείται ως αντιδραστήριο γがんまιいおたαあるふぁ τたうηいーたνにゅー προσαρμογή γυάλινων κかっぱαあるふぁιいおた πολυμερικών οπτικών ινών, σταθεροποιώντας τたうοおみくろん σύνθετο υλικό. Επίσης, χρησιμοποιείται ως βιοαδρανές υλικό σしぐまεいぷしろん εμφυτεύματα από τιτάνιο. Άλλη εφαρμογή τたうοおみくろんυうぷしろん είναι ηいーた προστασία γκράφιτι από νερό. Ηいーた βιομηχανία ημιαγωγών απορροφά περί τους 300 τόνους σιλανίου. Πぱいιいおたοおみくろん πρόσφατα χρησιμοποιήθηκε σしぐまτたうηいーたνにゅー κατασκευή χαμηλού κόστους φωτοβολταϊκών στοιχείων, μαζί μみゅーεいぷしろん γυαλί κかっぱαあるふぁιいおた άμορφο πυρίτιο. Χρησιμοποιήθηκε, επί πλέον, σしぐまαあるふぁνにゅー ενισχυτικό καυσίμου σしぐまεいぷしろん υπερηχητικά μαχητικά. Ακόμη, αποτελεί αντιδραστήριο γがんまιいおたαあるふぁ τたうηいーたνにゅー Οργανική Χημεία κかっぱαあるふぁιいおた ειδικότερα γがんまιいおたαあるふぁ τたうηいーたνにゅー Οργανομεταλλική Χημεία. Επίσης χρησιμοποιείται σしぐまτたうηいーたνにゅー οδοντιατρική γがんまιいおたαあるふぁ τたうηいーたνにゅー γがんまιいおたαあるふぁ αύξηση αντοχής τたうωおめがνにゅー δεσμών μεταξύ της ρητίνης κかっぱαあるふぁιいおた πορσελάνης ή της στεφάνης.

Θέματα ασφαλείας

Έχει αναφερθεί ένας αριθμός μοιραίων βιομηχανικών ατυχημάτων από ανάφλεξη σιλανίου σしぐまτたうηいーたνにゅー ατμόσφαιρα..

Αあるふぁνにゅー υπάρξει διαρροή σιλανίου απελευθερώνεται ενέργεια, εξαιτίας της ανάφλεξής τたうοおみくろんυうぷしろん, οδηγώντας σしぐまεいぷしろん επιταχυνόμενη αντίδραση καύσης, οπότε προκαλούνται πιθανές ζημιές από τたうηいーたνにゅー εκτόνωση τたうωおめがνにゅー παραγόμενων αερίων. Τたうοおみくろん σιλάνιο μπορεί νにゅーαあるふぁ αυτοαναφλεγεί από τους 54 °C:

$\mathrm {SiH_{4}+2O_{2}{\xrightarrow {}}SiO_{2}+2H_{2}O}$

Οおみくろん μηχανισμός της καύσης δίνει κかっぱαあるふぁιいおた άλλα επικίνδυνα παραπροϊόντα, πぱいοおみくろんυうぷしろん κάποια από αυτά διατηρούνται (προσωρινά) σしぐまεいぷしろん περίπτωση ατελούς καύσης:

$\mathrm {SiH_{4}+O_{2}{\xrightarrow {}}SiO_{2}+2H_{2}}$
$\mathrm {SiH_{4}+O_{2}{\xrightarrow {}}SiH_{2}O+H_{2}O}$
$\mathrm {2SiH_{4}+O_{2}{\xrightarrow {}}2SiH_{2}O+2H_{2}}$
$\mathrm {SiH_{2}O+O_{2}{\xrightarrow {}}SiO_{2}+H_{2}O}$
$\mathrm {2H_{2}+O_{2}{\xrightarrow {}}2H_{2}O}$

Γがんまιいおたαあるふぁ «φτωχά» (σしぐまεいぷしろん σιλάνιο) μίγματα ηいーた αντίδραση καύσης προτάθηκε ότι διεξάγεται σしぐまεいぷしろん δでるたυうぷしろんοおみくろん (2) μόνο στάδια, πぱいοおみくろんυうぷしろん αποτελούνται από τις παραπάνω μερικές αντιδράσεις #2 και #5. Ηいーた παραγόμενη θερμότητα από τたうηいーたνにゅー απόθεση τたうοおみくろんυうぷしろん διοξειδίου τたうοおみくろんυうぷしろん πυριτίου αυξάνει κかっぱιいおた άλλο τたうηいーたνにゅー ταχύτητα καύσης.

Μίγματα σιλανίου μみゅーεいぷしろん (σχετικά) αδρανή αέρια, όπως τたうοおみくろん άζωτο ή τたうοおみくろん αργό, είναι ακόμη πぱいιいおたοおみくろん πιθανό νにゅーαあるふぁ αναφλεγούν, όταν έρθουν σしぐまεいぷしろん επαφή μみゅーεいぷしろん τたうοおみくろんνにゅー αέρα, σしぐまεいぷしろん σχέση μみゅーεいぷしろん τたうοおみくろん καθαρό σιλάνιο. Ακόμη κかっぱαあるふぁιいおた μείγμα 1% σιλανίου κかっぱαあるふぁιいおた 99% αζώτου αναφλέγεται εύκολα όταν εκτίθεται σしぐまτたうοおみくろんνにゅー αέρα.

Αντίθετα από τたうοおみくろん μεθάνιο, τたうοおみくろん σιλάνιο είναι μέτρια τοξικό. Ηいーた θανατηφόρα συγκέντρωσή τたうοおみくろんυうぷしろん (LD₅₀) είναι 9.600 ppm, γがんまιいおたαあるふぁ τετράωρη έκθεση σしぐま' αυτό. Επιπρόσθετα, όμως, κατά τたうηいーたνにゅー επαφή μみゅーεいぷしろん τたうαあるふぁ μάτια μπορεί νにゅーαあるふぁ σχηματίσει πυριτικό οξύ, μみゅーεいぷしろん αποτέλεσμα ερεθισμό.. Σしぐまτたうηいーたνにゅー Ιαπωνία, μみゅーεいぷしろん σκοπό τたうηいーた μείωση τたうοおみくろんυうぷしろん κινδύνου από τたうοおみくろん σιλάνιο, κατά τたうηいーたνにゅー παραγωγή άμορφου πυριτίου γがんまιいおたαあるふぁ φωτοβολταϊκά κύτταρα , αρκετές βιομηχανίες τους άρχισαν νにゅーαあるふぁ χρησιμοποιούν διαλύματα σιλανίου κかっぱαあるふぁιいおた αερίου υδρογόνου. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα «συμβιωτικό πλεονέκτημα» πぱいοおみくろんυうぷしろん κάνει πぱいιいおたοおみくろん σταθερά τたうαあるふぁ φωτοβολταϊκά κύτταρα, γιατί μειώνει τたうοおみくろん φαινόμενο Σταίμπλερ - Ρόνσκι (Staebler-Wronski Effect).

Σしぐまεいぷしろん ότι αφορά τたうηいーたνにゅー επαγγελματική έκθεσης σιλανίου σしぐまεいぷしろん εργαζόμενους, τたうοおみくろん Εθνικό Ίδρυμα Επαγγελματικής Ασφάλειας κかっぱαあるふぁιいおた Υγείας τたうωおめがνにゅー ΗいーたΠぱいΑあるふぁ έχει θέσει ένα προτεινόμενο όριο έκθεσης 5 ppm (πぱいοおみくろんυうぷしろん αντιστοιχεί σしぐまεいぷしろん 7 mg/m³), γがんまιいおたαあるふぁ ένα μέσο όρο οκτώ (8) ωρών.