Тетрабромид кремния - Silicon tetrabromide

Тетрабромид кремния
Стереоструктурная формула тетрабромида кремния
Модель заполнения пространства тетрабромида кремния
Шариковая модель из тетрабромида кремния
Имена
Название ИЮПАК
Тетрабромид кремния
Другие имена
Бромид кремния
Бромид кремния (IV)
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard100.029.257 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 232-182-4
UNII
Номер ООН3264
Характеристики
Br4Si
Молярная масса347.701 г · моль−1
ВнешностьБесцветная жидкость
Плотность2,79 г · см−3
Температура плавления 5 ° С (41 ° F, 278 К)
Точка кипения 153 ° С (307 ° F, 426 К)
−-128.6·10−6 см3/ моль
1.5685
Опасности
Токсичный ТЕдкий C
R-фразы (устарело)R34
S-фразы (устарело)S26, S27, S28, S36 / 37/39
NFPA 704 (огненный алмаз)
Родственные соединения
Родственные тетрагалосиланы
Кремния тетрахлорид
Тетрафторид кремния
Тетраиодид кремния
Родственные соединения
Бромид платины (IV)
Тетрабромид теллура
Тетрабромметан
Бромид олова (IV)
Тетрабромид титана
Бромид циркония (IV)
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Тетрабромид кремния это неорганическое соединение с формулой SiBr4. Эта бесцветная жидкость имеет удушающий запах из-за ее склонности к гидролизовать с выпуском бромистый водород.[1] Общие свойства тетрабромида кремния очень похожи на свойства более широко используемых тетрахлорид кремния.[1]

Сравнение SiX4

Свойства тетрасиланов, все из которых являются тетраэдрическими, в значительной степени зависят от природы галогенид. Эти тенденции применимы также к смешанным галогенидам. Точки плавления, точки кипения, и длина облигаций увеличиваться с атомная масса галогенида. Противоположная тенденция наблюдается для Si-X энергии связи.

SiH4SiF4SiCl4SiBr4SiI4
б.п. (˚C)[2]-111.9-90.356.8155.0290.0
m.p. (˚C)[2]-185-95.0-68.85.0155.0
Длина связи Si-X (Å)>0.74 [3]1.552.022.202.43
Энергия связи Si-X (кДж / моль)[4]384582391310234

Кислотность Льюиса

Ковалентно насыщенные комплексы кремния, такие как SiBr4, наряду с тетрагалогенидами германий (Ge) и банка (Sn), являются Кислоты Льюиса.[5] Хотя тетрагалогениды кремния подчиняются Правило октета они добавляют Льюис Бэйсик лиганды дать аддукты с формулой SiBr4L и SiBr4L2 (где L - база Льюиса).[6][7][8] В Льюис кислый свойства тетрагалогенидов имеют тенденцию к увеличению следующим образом: SiI4 4 < SiCl4 < SiF4. Эта тенденция объясняется относительной электроотрицательность галогенов.[7][4]

Прочность связей Si-X уменьшается в следующем порядке: Si-F> Si-Cl> Si-Br> Si-I.[4][2]

Синтез

Тетрабромид кремния синтезируется реакцией кремния с бромистый водород при 600 ° С.[9]

Si + 4 HBr → SiBr4 + 2 часа2

Побочные продукты включают дибромосилан (SiH2Br2) и трибромсилан (SiHBr3).[9]

Si + 2 HBr → SiH2Br2
Si + 3 HBr → SiHBr3 + H2

Реактивность

Как и другие галосиланы, SiBr4 может быть преобразован в гидриды, алкоксиды, амиды, и алкилы, т.е. продукты со следующими функциональными группами: Si-H, Si-OR, Si-NR2, Si-R и Si-X связи соответственно.[1]

Тетрабромид кремния может быть легко восстановлен путем гидриды или сложные гидриды.[2]

4 р2AlH + SiBr4 → SiH4 + 4 р2AlBr

Реакции с спирты и амины действовать следующим образом:[2]

SiBr4 + 4 ROH → Si (OR)4 + 4 HBr
SiBr4 + 8 грн2 → Si (NR2)4 + 4 HNR2HBr

Реакция Гриньяра с металлом алкил галогениды являются особенно важными реакциями из-за их образования кремнийорганический соединения, которые могут быть преобразованы в силиконы.[2]

SiBr4 + п RMgX → RпSiBr4−п + п MgXBr

Реакции перераспределения происходят между двумя различными тетрагалогенидами кремния (а также галогенированными полисиланами) при нагревании до 100 ˚C, в результате чего образуются различные смешанные галосиланы.[1][4] Температуры плавления и кипения этих смешанных галосиланов обычно повышаются по мере их увеличения. молекулярная масса увеличивать.[10] (Может встречаться с X = H, F, Cl, Br и I)

2 SiBr4 + 2 SiCl4 → SiBr3Cl + 2 SiBr2Cl2 + SiBrCl3
Si2Cl6 + Si2Br6 → Si2ClпBr6−п

Тетрабромид кремния гидролизует легко при контакте с воздухом, вызывая дым:[11]

SiBr4 + 2 часа2O → SiO2 + 4 HBr

Тетрабромид кремния стабилен в присутствии кислород при комнатной температуре, но бромсилоксаны образуются при 670-695 ˚C.[11]

2 SiBr4 + 1⁄2 O2 → Br3SiOSiBr3 + Br2

Использует

Из-за его близкого сходства с тетрахлоридом кремния, SiBr имеет несколько уникальных применений.4. В пиролиз SiBr4 имеет преимущество осаждения кремния более быстрыми темпами, чем у SiCl4, однако SiCl4 обычно предпочтительнее из-за его высокой чистоты.[12] Пиролиз SiBr4 с последующим лечением аммиак дает нитрид кремния (Si3N4) покрытия, твердый состав, используемый для керамики, герметиков и производства многих режущих инструментов.[12]

Рекомендации

  1. ^ а б c d Энциклопедия неорганической химии; King, B.R .; John Wiley & Sons Ltd.: Нью-Йорк, Нью-Йорк, 1994; Том 7, стр 3779–3782.
  2. ^ а б c d е ж Соединения кремния, галогениды кремния. Коллинз, В .: Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера; John Wiley & Sons, Inc, 2001.
  3. ^ https://www.answers.com/Q/What_is_the_bond_length_of_the_H-H_bond
  4. ^ а б c d Эбсворт, Э.А.В. Летучие соединения кремния; Taube, H .; Мэддок, А.Г .; Неорганическая химия; Книга Pergamon Press: Нью-Йорк, Нью-Йорк, 1963; Vol. 4.
  5. ^ Давыдова, Э. И .; Тимошкин, А.Ю .; Севастьянова, Т. Н .; Суворов, А. В .; Френкинг, Г. J. Mol. Struct. 2006, т. 767-1-3. Дои:10.1016 / j.theochem.2006.05.011
  6. ^ Битти, И. Р .; Gilson, T .; Webster, M .; (частично) McQuillan, G.P. J. Chem. Soc. 1964, 238-244. Дои:10.1039 / JR9640000238
  7. ^ а б Миронов, С.Л .; Горлов Ю.И.; Чуйко, А.А. Теор. Exp. Chem. 1979, т. 14–16. Дои:10.1007 / BF00519073
  8. ^ Битти, И. Р .; Озин, Г.А. J. Chem. Soc., Неорг. Phys. Теор. 1969, 2267–2269
  9. ^ а б Шумб, В. Б. Силикобромоформ "Неорганические синтезы 1939, том 1, стр 38-42. Дои:10.1002/9780470132326.
  10. ^ Greenwood, N. N .; Эрншоу, А. Химия элементов; Pergamon Press Inc.: Нью-Йорк, Нью-Йорк, 1984; pp 391-393.
  11. ^ а б Соединения кремния, силаны. Arkles, B .; Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера; John Wiley & Sons, Inc, 2001.
  12. ^ а б Соединения кремния, неорганические. Simmler W .; Энциклопедия промышленной химии Ульмана; Вайли-ВЧ, 2002. Дои:10.1002 / 14356007.a24_001