Моносилан

Моносила́н, сила́н — неорганічна бінарна сполука Кремнію з Гідрогеном складу SiH₄, перший представник ряду силанів. Моносилан являє собою безбарвний, легкозаймистий газ. Він був вперше виділений Фрідріхом Велером з суміші силанів, що утворилися в результаті обробки кислотою зразка алюмінію з домішками кремнію.

Фізичні властивості

Моносилан — безбарвний газ, надзвичайно легкозаймистий. Він зріджується за температури -111,9 °C і твердне при -185 °C. Як і всі силани він нерозчинний у холодній воді, проте активно реагує з гарячою водою.

Отримання

Моносилан синтезують відновленням діоксиду кремнію алюмогідридом літію:

$\mathrm{2}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{A}\mathrm{l}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{L}{\mathrm{i}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{A}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$

В лабораторних цілях використовують реакцію силіцидів металів з кислотами:

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

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

Хімічні властивості

Моносилан вибухонебезпечний при змішуванні з повітрям, при температурах вище 400 °C він розкладається на прості речовини:

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

$\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\stackrel{400^{o}C}{\to }\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

Активно взаємодіє з гарячою водою та лугами:

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

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

SiH₄ проявляє відновні властивості:

$\mathrm{3}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{8}\mathrm{K}\mathrm{M}\mathrm{n}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\to }\mathrm{3}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{8}\mathrm{M}\mathrm{n}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{8}\mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Застосування

Моносилан використовується для добування надчистого кремнію, а також як проміжна сполука у синтезах кремнійорганічних сполук.

Див. також

• Метан
• Силани

Джерела

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