Silany

Strukturní vzorec disilanu, strukturního analogu ethanu

Silany jsou nasycené chemické sloučeniny odpovídající vzorci SixHy. Patří mezi hydrosilany, sloučeniny obsahující vazby Si-H a jiné vazby Si-X. +more Atomy křemíku jsou v nich tetraedrické a vodíky jsou koncové. Všechny vazby Si-H a Si-Si jsou jednoduché. Délky vazeb jsou kolem 146 pm u Si-H bond a 233 pm u Si-Si. Strukturou se silany podobají alkanům, nejjednodušším z nich je silan, SiH4, analog methanu, disilan (Si2H6), je analogem ethanu. Jedná se převážně o oblast teoretického zájmu.

Přehled

Cyklopentasilan je svou strukturou podobný cyklopentanu, pouze molekula je větší.

Nejjednodušší jsou nerozvětvené izomery silanů, kde atomy křemíku tvoří přímý řetězec; často nazývané n-izomery. Řetězec však může být na jednom nebo více místech rozvětvený. +more Počet možných izomerů rychle roste s počtem křemíkových atomů. Homologickou řadu tvoří tyto sloučeniny: :silan, SiH4 - jeden křemík a čtyři vodíky :disilan, Si2H6 - dva křemíky a šest vodíků, podobný ethanu :trisilan, Si3H8 - podobný propanu :tetrasilan, Si4H10 - 4 křemíky a 10 vodíků, podobný butanu (jeden rozvětvený izomer: izotetrasilan, obdoba isobutanu) :pentasilan, Si5H12 - dva izomery: izopentasilan a neopentasilan).

Názvy silanů se tvoří přidáním přípony -silan k odpovídající číselné předponě; například disilan Si2H6; trisilan Si3H8; tetrasilan Si4H10; pentasilan Si5H12. Jsou známy i pevné polymerní sloučeniny; pokud mají lineární řetězce a atomy vodíku nahrazené alkylovými nebo arylovými skupinami, označují se jako polysilany.

Nejjednodušším necyklickým chirálním silanem je 3-silylhexasilan, H3SiSiH2SiH(SiH3)SiH2SiH2SiH3.

Jsou známy i obdoby cykloalkanů, nazývané cyklosilany, SinH2n, n > 2.

Příprava

První práce zabývající se přípravou a výrobou silanů vydali Alfred Stock a Carl Somiesky. Monosilan a disilan již byly známy, ale v těchto pracích byly popsány i další členy řady SinH2n+2, až do 6 atomů Si. +more Také popsali tvorbu pevných polymerů. Jeden ze způsobů přípravy spočíval v hydrolýze silicidů kovů; tímto způsobem vznikaly směsi silanů, které musely být oddělovány v hlubokém vakuu.

Silany (SinH2n+2) jsou tepelně méně stabilní než alkany (CnH2n+2). Jsou náchylné k dehydrogenacím za vzniku vodíku a polysilanů. +more Z tohoto důvodu je izolace silanů vyšších než heptasilan obtížná.

Silany lze připravovat Schlesingerovým procesem spočívajícím v reakci perchlorovaných silanů s hydridem lithnohlinitým.

Použití

Významné využití má SiH4 v mikroelektronice. Pomocí organokovové epitaxe z plynné fáze se silan tepelným rozkladem přeměňuje na čistý křemík:

:SiH4 → Si + 2 H2

Bezpečnost

Silan je ve směsi se vzduchem (1 až 98 % SiH4) výbušný; podobné výbušné směsi vytváří i vyšší silany. Lehčí kapalné silany jsou vysoce hořlavé; nebezpečnost se zvyšuje s délkou křemíkového řetězce.

Odkazy

Reference

Související články

Organokřemíkové sloučeniny, sloučeniny obsahující vazby mezi atomy uhlíku a křemíku * Hydrosilany, větší skupina sloučenin, odpovídajících vzorci HmSiRn (m ≠ 0)

Externí odkazy