ترکیبات دودایی سیلیکون هیدروژن
ترکیبات دوتایی سیلیکون-هیدروژن
ساختار شیمیایی دیسیلان که ساختاری شبیه اتان دارد.
سیلان ها ترکیبات شیمیایی اشباع شده با فرمول Si
xH
y هستند. آنها هیدروسیلان ها هستند، دسته ای از ترکیبات که شامل پیوندهای Si–H و Si–X هستند . همه حاوی سیلیکون چهار وجهی و هیدریدهای انتهایی هستند. این مواد دارای پیوندهای یگانه Si–H وSi–Si هستند . طول پیوندSi–H ۱۴۶پیکو متر و طول پیوند 233Si–Si پیکومتر است. ساختار سیلان ها مشابه آلکان ها هستند که با سیلان شروع می شوند.SiH
4 ، آنالوگ متان ، با دیسیلان ادامه می یابدSi
2H
6 ، آنالوگ اتان ، و غیره. [۱]
فهرست
ساده ترین ایزومر سیلان ایزومری با اتم های سیلیکون در یک تک زنجیر و بدون شاخه است. این ایزومر بعضی وقت‌ها n -ایزومر نامیده می شود ( n به معنای "نرمال" است، اگرچه رایج نیست). با این حال، زنجیره اتم های سیلیکون نیز ممکن است در یک یا چند اتم سیلیکون منشعب شود. با افزایش تعداد اتم‌های سیلیکون، ایزومرهای ممکن به سرعت افزایش می‌یابد. از نظر تعداد اتم‌های سیلیکون اعضای سری به شرح زیر است:
- سیلان ،SiH
4 ، 1 اتم سیلیکون و 4 اتم هیدروژن، مشابه متان - دیسیلانSi
2H
6 یاH
3Si–SiH
3 ، 2 اتم سیلیکون و 6 اتم هیدروژن، مشابه اتان - تریسیلانSi
3H
8 یاH
2Si(–SiH
3)
2 ، 3 اتم سیلیکون و 8 اتم هیدروژن، مشابه پروپان - تتراسیلان ،Si
4H
10 یاH
3Si–SiH
2–SiH
2–SiH
3 ، 4 اتم سیلیکون و 10 اتم هیدروژن، مشابه بوتان (یک ایزومر: ایزوتراسیلان ، مشابه ایزوبوتان ) - پنتاسیلان ،Si
5H
12 یاH
3Si–SiH
2–SiH
2–SiH
2–SiH
3 ، 5 اتم سیلیکون و 12 اتم هیدروژن، مشابه پنتان (دو ایزومر: ایزوپنتازیلانH
3Si–SiH
2–SiH(–SiH
3)
2 و نئوپنتاسیلانSi(SiH
3)
4 ، به ترتیب مشابه ایزوپنتان و نئوپنتان ) - هگزاسیلانSi
6H
14 یاH
3Si–SiH
2–SiH
2–SiH
2–SiH
2–SiH
3 ، 6 اتم سیلیکون و 14 اتم هیدروژن، مشابه هگزان
سیلان ها با اضافه کردن پسوند - silane به پیشوند ضرب عددی مناسب نامگذاری می شوند. به همین دلیل، دیسیلان،Si
2H
6 ; تریسیلانSi
3H
8 ; تتراسیلانSi
4H
10 ; پنتاسیلانSi
5H
12 ; غیره. پیشوند‌ها به طور کلی، به جز نانوسیلان ها که لاتین است، یونانی هستند. هیدریدهای سیلیکون پلیمری که فاز جامد دارند به نام هیدریدهای پلی سیلیکون نیز شناخته می شوند. وقتی هیدروژن در یک پلی سیلن پلی سیلیکون هیدرید خطی با گروه های جانبی آلکیل یا آریل جایگزین می شود، اصطلاح پلی سیلان استفاده می شود.
3-سیلیل هگزاسیلان،H
3Si–SiH
2–SiH(–SiH
3)–SiH
2–SiH
2–SiH
3 را به عنوان ساده‌ترین هیدرید سیلیکون باینری غیرحلقه ای کایرال میشناسند.
سیکلوسیلان ها نیز وجود دارند. سیکلوسیلان‌ها با فرمول Si
nH
2n ، n > 2 مشابه سیکلوآلکان‌ها هستند.
تولید
اولین تلاش‌ها توسط آلفرد استاک و کارل سامیسکی انجام شد. [۲] اگرچه مونوسیلان و دیسیلان قبلاً شناخته شده بودند، ولی چهار عضو بعدی در سال ۱۹۱۶ توسط استوک و سامیسکی کشف شد. Si
nH
2n+2سری ، تا n = 6. آنها همچنین به مستند کردن تشکیل هیدریدهای سیلیکون پلیمری فاز جامد را پرداختند. [۳] از روشهای سنتز آنها میتوان به هیدرولیز سیلیس فلزی اشاره کرد. این روش به تولید مخلوطی از سیلان ها میپردازد که نیاز به جداسازی روی یک خط خلا بالا را دارند. [۴] [۵]
سیلان ها (Si
nH
2n+2 ) پایداری حرارتی بالاتری نسبت به آلکان ها دارند (C
nH
2n+2 ). سیلان‌ها تمایل به هیدروژن زدایی دارند ، به همین دلیل هیدروژن و پلی سیلان تولید می کنند. لذا، جداسازی سیلان‌های بالاتر از هپتاسیلان دشوار است. [۶]
برای تهیه سیلان ها از فرآیند شلزینگر استفاده می‌شود و در این واکنش هر کلروسیلان با لیتیوم آلومینیوم هیدرید استفاده می شود.
تنها ولی مهم‌ترین کاربرد SiH
4 در صنعت میکروالکترونیک است. با رسوب بخار شیمیایی آلی فلزی ، سیلان با تجزیه حرارتی به سیلیکون تبدیل می شود:
خطرات
سیلان با مخلوط شدن با هوا قابلیت منفجر شدن دارند (1-98٪)SiH
4 ). سایر سیلان های پایینی نیز توانایی ایجاد مخلوط های انفجاری با هوا را دارند. سیلان های مایع سبک تر بسیار قابل اشتعال هستند. با طول زنجیره سیلیکونی این خطر افزایش پیدا می‌کند.
ملاحظات مربوط به تشخیص/کنترل خطر:
- سیلان کمی متراکم تر از هوا است (امکان تجمع در سطح زمین / گودال)
- دیسیلان چگال تر از هوا است (امکان تجمع در سطح زمین/ گودال ها)
- تریسیلان چگال تر از هوا است (امکان تجمع در سطح زمین/ گودال ها)
نامگذاری
نامگذاری IUPAC (روش سیستماتیک نامگذاری ترکیبات) در سیلان ها با استفاده از شناسایی زنجیره های هیدروسیلیکون است. زنجیره های هیدروسیلیکون اشباع نشده و غیرشاخه به طور سیستماتیک با یک پیشوند عددی یونانی نامگذاری می‌شوند که این پیشوند تعداد سیلیکون ها رامشخص می‌کند و پسوند "سیلان" نام گذاری می شوند.
از قراردادهای نامگذاری IUPAC میتوان به عنوان تولید یک نام سیستماتیک استفاده کرد.
برای نامگذاری سیلان های منشعب پیچیده تر، مراحل نامگذاری به شرح زیر است:
- طولانی ترین زنجیره پیوسته اتم های سیلیکون را شناسایی کنید
- این طولانی ترین زنجیره ریشه را با استفاده از قوانین نامگذاری استاندارد نامگذاری کنید
- هر زنجیره جانبی را با تغییر پسوند نام سیلان از "-ane" به "-anyl" نامگذاری کنید، به جز "سیلان" که به "سیلیل" تبدیل می شود.
- زنجیره ریشه را شماره گذاری کنید تا مجموع اعداد اختصاص داده شده به هر گروه جانبی تا حد امکان کمتر باشد.
- زنجیره های جانبی را قبل از نام زنجیره ریشه شماره گذاری و نام گذاری کنید
نامگذاری موازی با رادیکال های آلکیل است.
سیلان ها مثل هر ترکیب معدنی دیگری قابل نامگذاری هستند. در این سیستم نامگذاری، سیلان را تتراهیدرید سیلیکون می نامند. با این حال، با سیلان های طولانی تر، این کار پیچیده می شود.
همچنین ببینید
- ترکیبات ارگانوسیلیسیون ، ترکیبات حاوی پیوند کربن-سیلیکون
- هیدروسیلان ها ، دسته بزرگتری از ترکیبات با فرمولH
mSiR
n ( m ≠ 0)
منابع
Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
E. Wiberg, Alfred Stock and the Renaissance of Inorganic Chemistry," Pure Appl. Chem., Vol. 49 (1977) pp. 691-700.
J. W. Mellor, "A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry," Vol. VI, Longman, Green and Co. (1947) pp. 223 - 227.
Hydrides of Boron and Silicon. Ithaca (USA) 1933.
Stock, A.; Stiebeler, P.; Zeidler, F. (1923). "Siliciumwasserstoffe, XVI. Die höheren Siliciumhydride". Ber. Dtsch. Chem. Ges. B. 56B: 1695–1705. doi:10.1002/cber.19230560735.
P. W. Schenk (1963). "Silanes SiH4 (Si2H6, Si3H8)". In G. Brauer (ed.). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Vol. 1. NY, NY: Academic Press. pp. 679–680.
W. W. Porterfield "Inorganic Chemistry: A Unified Approach," Academic Press (1993) p. 219.
This article "ترکیبات دودایی سیلیکون هیدروژن" is from Wikipedia. The list of its authors can be seen in its historical and/or the page Edithistory:ترکیبات دودایی سیلیکون هیدروژن. Articles copied from Draft Namespace on Wikipedia could be seen on the Draft Namespace of Wikipedia and not main one.
- ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419.صفحه پودمان:Citation/CS1/en/styles.css محتوایی ندارد.
- ↑ E. Wiberg, Alfred Stock and the Renaissance of Inorganic Chemistry," Pure Appl. Chem., Vol. 49 (1977) pp. 691-700.
- ↑ J. W. Mellor, "A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry," Vol. VI, Longman, Green and Co. (1947) pp. 223 - 227.
- ↑ Hydrides of Boron and Silicon. Ithaca (USA) 1933.
- ↑ خطای لوآ در پودمان:Citation/CS1/en/Identifiers در خط 47: attempt to index field 'wikibase' (a nil value).
- ↑ W. W. Porterfield "Inorganic Chemistry: A Unified Approach," Academic Press (1993) p. 219.
