Силани

Шаблон:UniboxСила́ни, наси́чені кремнево́дні — ряд насичених сполук кремнію та водню загальної формули Si_nH_2n+2. За своїми фізичними і хімічними властивостями силани схожі на алкани; також вони можуть утворювати лінійні та розгалужені ізомери.

Фізичні властивості

Моносилан

Пентасилан

Подібно до алканів силани змінюють свій агрегатний стан із збільшенням довжини ланцюга. Перші два члени ряду — моносилан та дисилан — газоподібні речовини, а наступні представники — леткі рідини.

Фізичні властивості деяких нерозгалужених алканів

Сполука	Формула	Tпл,°C	Tкип,°C	Густина, г/см³	Mr, г/моль	Ізомери
Моносилан	SiH4	−184,7	−112,1	0,00135	32,12	1
Дисилан	Si2H6	−129,4	−14,8	0,00266	62,22	1
Трисилан	Si3H8	−116,9	52,9	0,739	92,3200	1
Тетрасилан	Si4H10	−91,6	108,4	0,795	122,4214	2
Пентасилан	Si5H12	−72,2	153,2	0,827	152,5228	3
Гексасилан	Si6H14	−44,7	193,6	0,847	182,6242	5
Гептасилан	Si7H16	−30,1	226,8	0,859	212,7255	9

Отримання

Сполуки ряду силанів впершу були отримані Фрідріхом Велером у 1857 році при розчиненні алюмінію з домішками кремнію у хлоридній кислоті. Для цієї реакції можна використовувати також і силіцид магнію, який добувають спалюванням суміші металічного магнію з кварцовим піском:

$\mathrm{4}\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{+}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{t}{\to }\mathrm{M}{\mathrm{g}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{O}$

$\mathrm{M}{\mathrm{g}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{\to }\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}$

В результаті обробки силіциду магнію концентрованою фосфатною кислотою утворюється суміш силанів:

$\mathrm{M}{\mathrm{g}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\to }\mathrm{S}{\mathrm{i}}_{\mathrm{n}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}\mathrm{n}\mathrm{+}\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{M}{\mathrm{g}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

З такої суміш Альфредом Штоком були виділені перші чотири представники. Саме за його пропозицією силани отримали нинішні назви.

Хімічні властивості

Силани легко окиснюються на повітрі та розкладаються при контакті з гарячою водою (із холодною водою силани не взаємодіють) і лугами:

$\mathrm{2}\mathrm{S}{\mathrm{i}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{7}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\to }\mathrm{4}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{6}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

$\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\stackrel{hotwater}{\to }\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

$\mathrm{S}{\mathrm{i}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{8}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}{\mathrm{H}}_{\mathrm{(}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{.}\mathrm{)}}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{4}}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{7}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

Вони проявляють відновні властивості:

$\mathrm{3}\mathrm{S}{\mathrm{i}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{1}\mathrm{4}\mathrm{K}\mathrm{M}\mathrm{n}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\to }\mathrm{6}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{1}\mathrm{4}\mathrm{M}\mathrm{n}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{1}\mathrm{4}\mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Застосування

Силани використовуються здебільшого як проміжні сполуки в синтезах чистого кремнію, кремнійорганічних сполук.

Див. також

• Алкани
• Силаноли

Джерела

• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru