Silan

Из Википедије, слободне енциклопедије
Silan
Stereo structural formula of silane with implit hydrogens
Spacefill model of silane
Nazivi
IUPAC naziv
Silan
Drugi nazivi
Monosilan, Silikan, Silicijum hidrid, Silicijum tetrahidrid
Identifikacija
3D model (Jmol)
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.029.331
Gmelin Referenca 273
RTECS VV1400000
UN broj 2203
Svojstva
H4Si
Molarna masa 32,12 g·mol−1
Agregatno stanje Bezbojni gas
Gustina 1.342 g dm−3
Tačka topljenja −185 °C (−301,0 °F; 88,1 K)
Tačka ključanja −112 °C (−170 °F; 161 K)
Struktura
Oblik molekula (orbitale i hibridizacija) tetraedralni

r(Si-H) = 1.4798 angstroma

Dipolni moment 0 D
Termohemija
Standardna molarna entropija So298 204.6 J mol−1 K−1
Standardna entalpija stvaranja jedinjenja ΔfHo298 34.31kJ/mol
Opasnosti
Opasnost u toku rada Ekstremno zapaljiv
Bezbednost prilikom rukovanja ICSC 0564
Tačka paljenja zapaljiv gas
21 °C (70 °F; 294 K)
Eksplozivni limiti 1.37–100%
SAD zdravstvene granice izlaganja (NIOSH):
PEL (dozvoljivo)
5 ppm (ACGIH TLV)
Srodna jedinjenja
Srodne monosilani
Fenilsilan

Vinilsilan

Srodna jedinjenja
Metan

German
Stanan
Plumban

Ukoliko nije drugačije napomenuto, podaci se odnose na standardno stanje materijala (na 25 °C [77 °F], 100 kPa).
ДаY verifikuj (šta je ДаYНеН ?)
Reference infokutije

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.[3]

Proizvodnja[уреди]

Industrijska proizvodnja[уреди]

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[уреди]

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.[4]

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[уреди]

  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. J. W. Mellor, "A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry," Vol VI, Longmans, Green and Co. (1947), p. 216.
  4. Making Silicon from Sand, by Theodore Gray. Originally published in Popular Science magazine.

Spoljašnje veze[уреди]