Статьи

 

СИЛАНЫ (кремневодороды) SinH2n+2, где n = 1 - 8. Силаны - аналоги предельных углеводородов, отличаются от них неустойчивостью цепей —Si—Si—. Высший известный член гомологического. ряда - октасилан Si8H18. Плотности силанов выше плотностей соответствующих "углеводородов, температуры кипения и плавления повышаются более резко, чем у углеводородов.

 Моносилан SiH4 и дисилан Si2Нб-бесцветные газы с неприятным запахом, остальные силаны – бесцветные , легко подвижные, ядовитые, летучие жидкости с еще более неприятным запахом. Силаны пирофорны, дисилан взрывается при контакте с воздухом. Наиболее термически стоек моносилан, энергия связи Si — H 364 кДж/моль, температура разложения 500 °С в отсутствие катализаторов, в стеклянном сосуде он разлагается при 300 °C. Силаны растворяются в этаноле, бензине, органосиланах, CS2; при попадании воздуха в сосуд с раствором силанов в CS2 происходит взрыв.

 Характерное свойство силанов  -их чрезвычайно легкое окисление. Реакция происходит с сильным взрывом. Моносилан в присутствии кислорода окисляется со вспышкой даже при температуре жидкого воздуха. В зависимости от условий реакции продуктом окисления является либо SiO2, либо промежуточные вещества. Силаны - хорошие восстановители, они переводят КМnО4 в MnO2, Hg(II) в Hg(I), Fe(III) в Fe(II) и т.д. Другое характерное свойство силанов - легкость гидролиза, особенно в щелочной среде, напр.:

 SiH4 + 2Н2О : SiO2 + 4Н2 SiH4 + 2NaOH + Н2О : Na2 SiO3 + 4Н2

 Реакция протекает количественно и может служить для определения силанов. Под действием щелочи возможно также расщепление связи Si — Si, напр.:

 H3Si—SiH2—SiH3 + 6H2O : 3SiO2 + 10H2

 С галогенами силаны реагируют со взрывом, при низких температурах образуются галогениды кремния. С галогеноводородами, ацил- или алкил-галогенидами силаны также образуют галогениды Si (кат.-АlСl3 или АlВr3, т-ра 100-200°С):

С кислородсодержащими соединениями, например с ацетоном, диэтиловым эфиром, силаны реагируют в газовой фазе при высокой температуре с образованием алкоксисиланов ROSiH3. С алифатическими спиртами в присутствии ионов ОН- (катализатор) силаны образуют тетраэфиры.

 Способы получения:

1) разложение силицидов металлов кислотами или щелочами. Часто используют Mg2 Si, который разлагают соляной кислотой в инертной атмосфере. Вероятная схема реакции:

 Mg2Si + 2Н2 О : Н2Si(MgOH)2

 H2Si(MgOH)2 + 4НСl : 2MgCl2 + 2H2O + H2 + (SiH2)2 (SiH2 )2 + H2О : H2SiO + SiH4

 Образующиеся силаны разделяют ступенчатой конденсацией, а затем отдельные фракции разгоняют при низкой т-ре.

 2) Восстановление галогенидов Si гидридом Li или LiAlH4. В среде этанола при нормальной температуре идут, например, следующие реакции:

 SiCl4 + LiAlH4 : SiH4 + LiCl + AlCl3 2Si2 Cl6 + 3LiAlH4 : 2Si2 H6 + 3LiСl + 3AlCl3

 С LiAlH4 образуются чистые силаны с высоким выходом.

 3) Восстановление галогенидов Si водородом. Процесс ведут в присутствии. галогенидов А1 или же добавляют Аl или Zn как компоненты реакции. SiH4 получают также разложением (C2H5O)3SiH при 20-80°С в присутствии Na. Моносилан - исходное вещество при получении полупроводникового кремния.

 Применение

 Применяют в различных реакциях органического синтеза (получение ценных кремнийорганических полимеров и др.), как источник чистого кремния для микроэлектронной промышленности. Моносилан широко используется в микроэлектронике и получает все большее применение в при изготовлении кристаллических и тонкопленочных фотопреобразователей на основе кремния, ЖК-экранов, подложек и технологических слоев интегральных схем. В основном моносилан производится для дальнейшего получения сверхчистого поликремния, ввиду того, что этот метод себя зарекомендовал как наиболее экономически целесообразный.

Также их применяют в качестве промоутеров адгезии, модификаторов поверхности и поперечно-сшивающих агентов.

 

 

 

+7 (831) 415-09-70
606031. г. Дзержинск Нижегородской обл.,
пр. Циолковского, д. 71, комн. 6