Silan
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]
| |||
| 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 S | 204.6 J mol−1 K−1 | ||
Std entalpija formiranja (ΔfH⦵298) | 34.31kJ/mol | ||
| Opasnosti | |||
| Opasnost u toku rada | Ekstremno zapaljiv | ||
| Bezbednost prilikom rukovanja | ICSC 0564 | ||
| NFPA 704 | |||
| 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 | ||
Srodna jedinjenja | Metan | ||
Ukoliko nije drugačije napomenuto, podaci se odnose na standardno stanje materijala (na 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |||
 verifikuj (šta je   ?) | |||
| Reference infokutije | |||
Proizvodnja
уредиIndustrijska proizvodnja
уредиIndustrijski 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
уредиSilan 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- ^ 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.
