硅烷
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 硅烷 (非国际单位制) |
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| 一般性质 | |
|---|---|
| 分子式 | SiH4 |
| 分子量 | 32.1 amu |
| 外观 | 无色气体 |
| CAS | 请协助补充 |
| 物理性质 | |
| 密度 | 0.7 ×103 kg/m3 (液态) |
| 相态 | |
| 熔点 | 88 K (-185°C) |
| 沸点 | 161K (-112 °C) |
| 三相点 | 请协助补充 |
| 临界点 | 请协助补充 |
| 溶解性 | 不溶 |
| 熔化热 (ΔfusH) |
请协助补充 kJ/mol |
| 汽化热 (ΔvapH) |
请协助补充 |
| 安全性 | |
| 摄取 | 毒性較低，但避免暴露。 |
| 吸入 | 毒性較低，但可能会导致咳嗽和換氣過度。 |
| 皮肤 | 帶刺激性，可能会导致紅腫。 |
| 眼睛 | 安全性類似皮肤，可能会导致刺激。避免接觸。 |
硅烷，也稱矽烷，是化学式为SiH4的一种化合物。它的结构与甲烷类似，只是用硅取代了甲烷中的碳。在室温下，硅烷是一种易燃的气体，在空气中，无需外加火源，硅烷就可以自燃。但是有学者认为，硅烷本身是很稳定的，在自然状态下，是以聚合物的状态存在的。在超过420摄氏度的环境下，硅烷会分解成硅和氢因此硅烷可以被用来提纯硅。
广义的硅烷指的是碳烷烃的硅取代类似物。构成硅烷烃的是一条硅原子链接形成的主链和以共价键链接在主链上的氢原子。 硅烷烃的化学式通式为：SinH2n+2。相比于与之相对应的碳烷烃，硅烷烃的稳定性要差一些，这主要是因为C-C键的强度要略强于相应的Si-Si键,另外，由于Si-O键非常稳定，因此氧气很容易使硅烷烃降解。
对硅烷烃的命名有一定之规可以遵循，英文的命名是在silane前面加上表示硅原子数的前缀(di, tri, tetra等等) ，中文的命名规则与碳烷烃非常接近，由十个以内硅原子组成的硅烷按照天干命名，十个以上的则直接用数字命名。按照这样的规则Si2H6的中文名称为乙硅烷，英文名称为“disilane”，Si3H8的中文名称为丙硅烷，英文名称为“trisilane”，而由一个硅构成的硅烷烃，在英文中没有前缀，被称作“silane”而在中文中就被称作硅烷。另外硅烷烃还可以按照无机物的命名规则来命名，如SiH4可以命名为四氢化硅，显然对于由很多硅构成的长链硅烷烃，按照无机物命名是非常繁琐的。
像环烷烃一样，环硅烷烃就是形成环状的硅烷烃。和碳烷烃一样，在硅烷烃中也有可能出现支链结构，SiH3-基团可以命名为硅甲基，Si2H5-的命名为硅乙基，其他硅烷烃基团的命名依此类推，套用碳烷烃中侧链基团的命名方式。
硅烷烃上也可以链接功能基团，这一点也是和碳烷烃非常类似的性质。比如在硅烷烃上链接羟基就会形成硅醇，链接羰基就会形成硅酮等等。
目录 |
[编辑] 硅烷化学式列表
下面是前10种直链烷烃的分子式和结构模型图。
| 碳数 | 名称 | 分子式 | 结构图 |
| 1 | 甲硅烷 | SiH4 |
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| 2 | 乙硅烷 | Si2H6 |
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| 3 | 丙硅烷 | Si3H8 |
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| 4 | 正丁硅烷 | Si4H10 |
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| 5 | 正戊硅烷 | Si5H12 |
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| 6 | 正己硅烷 | Si6H14 |
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| 7 | 正庚硅烷 | Si7H16 |
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| 8 | 正辛硅烷 | Si8H18 |
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| 9 | 正壬硅烷 | Si9H20 |
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| 10 | 正癸硅烷 | Si10H22 |
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|thumb|480px|Schmelz- und Siedepunkte der n-Silane
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[编辑] 制备
工業上，多晶塊狀冶金級硅首先在摄氏200度置於流床反應器下鹽酸化：硅與通入的鹽酸氣形成三氯化硅和氫氣。反應式如下：
- Si + 3 HCl → HSiCl3 + H2
將經過蒸餾純化的三氯化硅置於有催化劑的resinous bed反應器而產生歧化反應，形成硅烷和四氯化硅。反應式如下：
- 4 HSiCl3 → SiH4 + 3 SiCl4
此反應的催化劑常以金屬鹵化物爲主，尤其是氯化鋁。
[编辑] 应用
硅烷在医学和工业领域有着广泛的应用。例如，硅烷are used as a coupling agent to adhere glass fibers to a polymer matrix, forming a composite material. They can also be used to couple a bio-inert layer on a titanium implant.
Die Silane sind eine Stoffgruppe von Siliziumwasserstoffen, also Verbindungen die aus Silizium und Wasserstoff bestehen. Der Aufbau der Silane entspricht hierbei formal den Alkanen.
Die allgemeine Summenformel lautet: SinH2n+2 (n-Silan). Es gibt aber auch noch andere mögliche Strukturformeln: iso-, cyclo- und neo-Silane.
Hier eine Übersicht der Silane:
Die niedrigen Silane, das heißt die Silane mit ein bis vier Siliziumstoffatomen, sind allerdings sehr unbeständig und können sich an der Luft selbst entzünden und spontan verbrennen. Die "Reaktionsfreude" nimmt jedoch mit zunehmender Kettenlänge ab und schon Pentasilan reagiert nicht mehr selbstständig mit dem Sauerstoffanteil der Luft. Ab Heptasilan sind Silane nicht mehr selbstentzündlich. Eine ungewöhnliche Eigenschaft der Silane ist, dass sie bei hohen Temperaturen (bei ca. 1900 °C) auch mit dem Stickstoffanteil der Luft zu Siliziumnitrid und Wasser reagieren und dabei sehr viel Energie frei wird. Daraus ergibt sich eine potentielle Anwendung als Kraftstoff für Raketen beziehungsweise für Kraftfahrzeuge. Beispiel für die stöchiometrische Verbrennungsgleichung von Heptasilan Si7H16 mit Luft,
Silane sind chemische Verbindungen der allgemeinen Form SiR4 mit R = Wasserstoff, Alkyl, Chlor, etc. Die Namensgebung erfolgte analog zu den Alkanen (analoge Kohlenstoffverbindungen). Die einfachste Verbindung ist das so genannte Monosilan SiH4, ein sich an Luft selbst entzündendes Gas. Wichtige weitere Verbindungen sind das chemisch weitgehend inerte Tetramethylsilan, sowie die ganze Reihe der Chlormethylsilane, insbesondere das Dichlordimethylsilan, welche als Ausgangsprodukte für die Silikon-Herstellung dienen. Trichlorsilan ist ein Zwischenprodukt zur Herstellung von hochreinem Silizium für Mikrochips. Aus Chlorsilanen und Chloralkylsilanen lassen sich durch Umsetzung in einer Knallgasflamme so genannte pyrogene Kieselsäuren erzeugen, ein wichtiger Füllstoff für Kunststoffe. Spezielle als funktionelle Organosilane bezeichnete Silane finden als Haftvermittler zwischen anorganischen/mineralischen Oberflächen und Kunststoffen Verwendung. [编辑] 參考資料
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