Силаны

СИЛАНЫ (кремневодороды) Si_nH_2n+2, где n = 1 - 8. Силаны-аналоги предельных углеводородов, отличаются от них неустойчивостью цепей —Si—Si—. Высший известный член гомологич. ряда-октасилан Si₈H₁₈. Плотности силанов (см. табл.) выше плотностей соответствующих "углеводородов, т-ры кипения и плавления повышаются более резко, чем у углеводородов.

Моносилан SiH₄ и дисилан Si₂Н_б-бесцв. газы с неприятным запахом, остальные силаны-бесцв., легко подвижные, ядовитые, летучие жидкости с еще более неприятным запахом. Силаны пирофорны, дисилан взрывает при контакте с воздухом. Наиб. термически стоек моносилан, энергия связи Si — H 364 кДж/моль, т. разл. 500 °С в отсутствие катализаторов, в стеклянном сосуде он разлагается при 300 °C. Силаны раств. в этаноле, бензине, органосиланах, CS₂; при попадании воздуха в сосуд с р-ром силанов в CS₂ происходит взрыв.

Характерное св-во силанов-их чрезвычайно легкое окисление. Для соед. с п3 р-ция происходит с сильным взрывом. Моносилан в присут. О₂ окисляется со вспышкой даже при т'-ре жидкого воздуха. В зависимости от условий р-ции продуктом окисления является либо SiO₂, либо промежут. в-ва. Силаны-хорошие восстановители, они переводят КМnО₄ в MnO₂, Hg(II) в Hg(I), Fe(III) в Fe(II) и т.д. Др. характерное св-во силанов-легкость гидролиза, особенно в щелочной среде, напр.:

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

Р-ция 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 т-рах образуются галогениды кремния (см. Кремния фториды, Кремния хлориды). С галогеноводородами, ацил- или алкил-галогенидами силаны также образуют галогениды Si (кат.-АlСl₃ или АlВr₃, т-ра 100-200°С):

С кислородсодержащими соед., напр. с ацетоном, диэти-ловым эфиром, силаны реагируют в газовой фазе при высокой т-ре с образованием алкоксисиланов ROSiH₃. С алифатич. спиртами в присут. ионов ОН^- (катализатор) силаны образуют тетраэфиры.

Получают силаны след. способами: 1) разложение силицидов металлов к-тами или щелочами. Часто используют Mg₂ Si, к-рый разлагают соляной к-той в инертной атмосфере. Вероятная схема р-ции:

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 т-ре идут, напр., след. р-ции:

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 присут. галогенидов А1 или же добавляют Аl или Zn как компоненты р-ции. SiH₄ получают также разложением (C₂H₅O)₃SiH при 20-80°С в присут. Na. Моносилан-исходное в-во при получении полупроводникового кремния.