Silan
| Silan | |||
|---|---|---|---|
 |  | ||
| IUPAC ime |
| ||
| Drugi nazivi | Monosilan, Silikan, Silicijum hidrid, Silicijum tetrahidrid | ||
| Identifikacija | |||
| CAS registarski broj | 7803-62-5  Y | ||
| PubChem[1][2] | 23953 | ||
| ChemSpider[3] | 22393 Y | ||
| 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 ΔfH | 34.31kJ/mol | ||
| Standardna molarna entropija S | 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 |  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 | ||
| Srodna jedinjenja | Metan | ||
| 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
Industrijska proizvodnja
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
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
- ↑ 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. DOI:10.1016/j.drudis.2010.10.003. PMID 20970519. edit
- ↑ 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.
- ↑ 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. DOI:10.1186/1758-2946-2-3. PMID 20331846. edit
- ↑ 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.
