Тетраазид кремния - Silicon tetraazide

Тетраазид кремния
скелетная формула тетраазида кремния
Модель заполнения пространства молекулы тетраазида кремния
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
Характеристики
SiN
12
Молярная масса196,1659 г моль−1
ВнешностьБелые кристаллы
Температура плавления 212 ° С (414 ° F, 485 К)
Реагирует
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Тетраазид кремния термически нестабильный бинарное соединение кремния и азот с содержанием азота 85,7%. Это высокоэнергетическое соединение самопроизвольно воспламеняется, и его можно изучить только в растворе.[1][2][3] Дальнейшая координация с шестиконечной координированной структурой, такой как гексаазидосилицид [Si (N3)6]2−[4] или как аддукт с бикатионными лигандами Si (N3)4L2[2] приведет к относительно стабильным кристаллическим твердым веществам, с которыми можно работать при комнатной температуре.

Подготовка

Тетраазид кремния синтезируется путем превращения тетрахлорид кремния с азид натрия в бензол.[1][3]

Синтез тетраазида кремния 02.svg

Реакция тетрахлорида кремния с избытком азида натрия при комнатной температуре в ацетонитрил приведет к образованию гексаазидосилицида натрия, который путем добавления лигандов, таких как 2,2'-бипиридин и 1,10-фенантролин приведет к стабильным аддуктам тетраазида кремния.[2] Другие базы, такие как пиридин и тетраметилэтилендиамин не будет реагировать с ионом гексаазидосилицида.[2]

Синтез тетраазида кремния 01.svg

Другой препарат бис (трифенилфосфино) иминийгексаазидосилицидной соли ((PPN)2Si (N3)6, [Ph3P = NPPh3] [Si (N3)6]) возможно преобразованием азида бис (трифенилфосфино) иминия (PPNN3, [Ph3P = NPPh3]+N3−) с тетрахлоридом кремния в ацетонитриле.[4]

Характеристики

Тетраазид кремния - это белое кристаллическое соединение, которое взрывается даже при 0 ° C.[1] Чистое соединение, а также образцы, загрязненные триазидом хлорида кремния и диазидом дихлорида кремния, могут взорваться самопроизвольно без явной причины.[5] Соединение восприимчиво к гидролиз.[3] Растворим в диэтиловый эфир и бензол.[1]

Соединение присоединения с 2,2'-бипиридином намного более стабильно. А температура плавления 212 ° C с энтальпия плавления 110 Дж · г−1 записывается. В Измерение DSC показывает при 265 ° C резкую экзотермическую реакцию с энтальпией -2400 Дж · г.−1. Аналогичные результаты получены для соединения присоединения с 1,10-фенантролином. Поскольку сольватированное гемиацетонитрилом изолированное соединение вытесняет растворитель при 100 ° C, а затем показывает при измерении DSC от 240 ° C и далее сильную экзотермическую реакцию с выделенным теплом 2300 Дж · г.−1.[2] Энтальпии выше, чем у азида натрия с -800 Дж · г.−1,[6] но все же ниже, чем у классических взрывчатых веществ, таких как Гексоген с −4500 Дж · г−1.[2] Добавочные соединения стабильны в растворе. Это можно сделать из ИК-спектроскопия и протонный ЯМР данные о том, что диссоциация не происходит в тетраазиде кремния и 2,2'-бипиридине или, например, в 1,10-фенантролине.[2] Бис (трифенилфосфино) иминийгексаазидосиликатная соль ((PPN)2Si (N3)6) с другой стороны, относительно стабильна. соединение плавится при 214 ° C и показывает при измерении DSC при 250 ° C реакцию.[4] Один масс-спектрометрии соединенный термогравиметрический анализ исследование указано как продукты реакции азот, тетраазид кремния и гидразойная кислота.[4]

Приложения

Практическое применение свободного тетраазида кремния маловероятно из-за высокой нестабильности. В растворе соединение потенциально может использоваться в качестве сырья для материалов, богатых азотом.[2] Запатентовано одно применение в качестве реагента при производстве полиолефинов.[7] Стабилизированные аддукты могут служить энергетическими соединениями в качестве замены азид свинца.[2]

Рекомендации

  1. ^ а б c d Wilberg, E .; Мишо, Х .: Z. Naturforsch. В 9 (1954) С. 500.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я Портий, Петр; Филиппоу, Александр С .; Шнакенбург, Грегор; Дэвис, Мартин; Верстедт, Клаус-Дитер (2010). "Neutrale Lewis-Basen-Addukte des Siliciumtetraazids". Angewandte Chemie. 122 (43): 8185–8189. Дои:10.1002 / ange.201001826.
  3. ^ а б c Справочник Гмелина по неорганической химии, 8-е издание, Кремний Дополнение к тому B4, Springer-Verlag 1989, S. 46.
  4. ^ а б c d Филиппоу, Александр С .; Портий, Петр; Шнакенбург, Грегор (2002). «Ион гексаазидосиликата (IV): синтез, свойства и молекулярная структура». Журнал Американского химического общества. 124 (42): 12396–12397. Дои:10.1021 / ja0273187. PMID  12381165.
  5. ^ Справочник Бретерика по опасностям, связанным с химически активными веществами, 7-е переработанное издание, Academic Press 2006, ISBN  978-0-12-372563-9
  6. ^ Т. Грюэр: Термические опасности химических реакций, Серия 4 по промышленной безопасности, Elsevier 1994.
  7. ^ Номура, М .; Tomomatsu, R .; Симадзаки, Т .: EP 206034 (1985). pdf-Скачать