Silan

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu
Silan
Stereo structural formula of silane with implit hydrogens
Spacefill model of silane
IUPAC ime
Drugi nazivi Monosilan, Silikan, Silicijum hidrid, Silicijum tetrahidrid
Identifikacija
CAS registarski broj 7803-62-5 YesY
PubChem[1][2] 23953
ChemSpider[3] 22393 YesY
UN broj 2203
ChEBI 29389
RTECS registarski broj toksičnosti VV1400000
Gmelin Referenca 273
Jmol-3D slike Slika 1
Svojstva
Molekulska formula H4Si
Molarna masa 32.12 g mol−1
Agregatno stanje Bezbojni gas
Gustina 1.342 g dm−3
Tačka topljenja

−185 °C, 88 K, -301 °F

Tačka ključanja

−112 °C, 161 K, -170 °F

Struktura
Oblik molekula (orbitale i hibridizacija) tetraedralni

r(Si-H) = 1.4798 angstroma

Dipolni moment 0 D
Termohemija
Standardna entalpija stvaranja jedinjenja ΔfHo298 34.31kJ/mol
Standardna molarna entropija So298 204.6 J mol−1 K−1
Opasnost
Podaci o bezbednosti prilikom rukovanja (MSDS) ICSC 0564
EU-indeks Nije na listi
Opasnost u toku rada Ekstremno zapaljiv
NFPA 704
NFPA 704.svg
4
2
3
 
Tačka paljenja zapaljiv gas
Tačka spontanog paljenja 294 K (21 °C) (~70 °F)
Eksplozivni limiti 1.37–100%
SAD-Dozvoljeni
limit ekspoziture
5 ppm (ACGIH TLV)
Srodna jedinjenja
Srodna monosilani Fenilsilan

Vinilsilan

Srodna jedinjenja Metan

German
Stanan
Plumban

 YesY (šta je ovo?)   (verifikuj)

Ukoliko nije drugačije napomenuto, podaci se odnose na standardno stanje (25 °C, 100 kPa) materijala

Infobox references

Silan (monosilan) je toksičano, izuzetno zapaljivo hemijsko jedinjenje sa formulom SiH4. Nemački hemičari Heinrih Buf i Fridrih Voehler su 1857. otkrili silan među proizvodima formiranim dejstvom hlorovodonične kiseline na aluminijum silikat, koji su oni prethodno pripremili. Oni su nazvali jedinjenje nem. siliciuretted hydrogen.[4]

Proizvodnja[uredi - уреди | uredi izvor]

Industrijska proizvodnja[uredi - уреди | uredi izvor]

Industrijski se silan proizvodi iz silicijuma metalurškog kvaliteta putem dvostepnog procesa. U prvom stepenu, silicijum u prahu reaguje sa hlorovodonikom na oko 300 °C. Time se proizvodi trihlorosilan, HSiCl3 zajedno sa vodonikom:

Si + 3 HCl → HSiCl3 + H2

Trihlorosilan se zatim zagreva na smolastoj osnovi koja sadrži katalizator:

4 HSiCl3 → SiH4 + 3 SiCl4

Najčešće korišćeni katalizatori su metalni halidi, posebno aluminijum hlorid. To se naziva reakcijom redistribucije.

Alternativni metod za industrijsku pripremu silana visoke čistoće, podesnog za proizvodnju silicijuma poluprovodničkog kvaliteta, počinje sa silicijumom metalurške čistoće, vodonikom, i silicijum tetrahloridom. On se sastoji od kompleksne serije redistribucionih reakcija (u kojima se formiraju sporedni proizvodi koji se recikliraju u procesu) i destilacija.

Si + 2 H2 + 3 SiCl4 → 4 SiHCl3
2 SiHCl3 → SiH2Cl2 + SiCl4
2 SiH2Cl2 → SiHCl3 + SiH3Cl
2 SiH3Cl → SiH4 + SiH2Cl2

Silan proizveden ovim putem se može termički razložiti. Time se formira silicijum visoke čistoće i vodonik.

Drugi industrijski procesi proizvodnje silana koriste redukciju SiF4 sa natrijum hidridom (NaH), ili redukciju SiCl4 sa litijum aluminijum hidridom (LiAlH4).

Laboratorijski metodi[uredi - уреди | uredi izvor]

Silan se može proizvesti zagrevanjem peska sa prahom magnezijuma, čime se formira magnezijum silicid (Mg2Si). Prelivanjem smeše u 20% nevodenim rastvorom hlorovodonične kiseline. Upozorenje: Ako silan dođe u kontakt sa vodom, doći će do burne reakcije. Magnezijum silicid reaguje sa kiselinom i proizvodi gasoviti silan koji sagoreva u kontaktu sa vazduhom proizvodeći malu eksploziju.[5]

4 HCl + Mg2Si → SiH4 + 2 MgCl2

Zemnoalkalini metali formiraju silicide sa sledećom stehiometrijom: MII2Si, MIISi, i MIISi2. U svim slučajevima, te supstance reaguju Brensted–Laurijevim kiselinama da proizvedu neki tip hidrida silicijuma u zavisnosti od konektivnosti Si anjona u silicidu. Mogući proizvodi su SiH4 i/ili viši molekuli u homolognoj seriji SinH2n+2, polimerni hidridi silicijuma, ili silicijumove kiseline.

Reference[uredi - уреди | uredi izvor]

  1. 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.  edit
  2. 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. 
  3. Hettne KM, Williams AJ, van Mulligen EM, Kleinjans J, Tkachenko V, Kors JA. (2010). "Automatic vs. manual curation of a multi-source chemical dictionary: the impact on text mining". J Cheminform 2 (1): 3. PMID 20331846. doi:10.1186/1758-2946-2-3.  edit
  4. J. W. Mellor, "A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry," Vol VI, Longmans, Green and Co. (1947), p. 216.
  5. Making Silicon from Sand, by Theodore Gray. Originally published in Popular Science magazine.