Tetrabromid křemičitý - Silicon tetrabromide

Tetrabromid křemičitý
Stereo strukturní vzorec tetrabromidu křemíku
Model výplně prostoru tetrabromidu křemíku
Kuličkový model tetrabromidu křemíku
Jména
Název IUPAC
Tetrabromid křemičitý
Ostatní jména
Bromid křemíku
Bromid křemičitý
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChemSpider
Informační karta ECHA100.029.257 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
  • 232-182-4
UNII
UN číslo3264
Vlastnosti
Br4Si
Molární hmotnost347.701 g · mol−1
VzhledBezbarvá kapalina
Hustota2,79 g · cm−3
Bod tání 5 ° C (41 ° F; 278 K)
Bod varu 153 ° C (307 ° F; 426 K)
−-128.6·10−6 cm3/ mol
1.5685
Nebezpečí
Toxický TKorozívní C
R-věty (zastaralý)R34
S-věty (zastaralý)S26, S27, S28, S36 / 37/39
NFPA 704 (ohnivý diamant)
Související sloučeniny
Související tetrahalosilany
Chlorid křemičitý
Tetrafluorid křemíku
Tetrajodid křemičitý
Související sloučeniny
Platina (IV) bromid
Tellurium tetrabromid
Tetrabromomethan
Cín (IV) bromid
Tetrabromid titaničitý
Bromid zirkoničitý
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Reference Infoboxu

Tetrabromid křemičitý je anorganická sloučenina se vzorcem SiBr4. Tato bezbarvá kapalina má kvůli svému sklonu dusivý zápach hydrolyzovat s vydáním bromovodík.[1] Obecné vlastnosti tetrabromidu křemíku se velmi podobají běžně používaným vlastnostem chlorid křemičitý.[1]

Porovnání SiX4

Vlastnosti tetrasilanů, z nichž všechny jsou čtyřboké, jsou podstatně ovlivněny povahou halogenid. Tyto trendy platí také pro smíšené halogenidy. Body tání, body varu, a délky vazby zvýšit s atomová hmotnost halogenidu. Opačný trend je pozorován u Si-X vazebné energie.

SiH4SiF4SiCl4SiBr4SiI4
b.p. (C)[2]-111.9-90.356.8155.0290.0
t.t. (C)[2]-185-95.0-68.85.0155.0
Délka vazby Si-X (Å)>0.74 [3]1.552.022.202.43
Si-X vazebná energie (kJ / mol)[4]384582391310234

Lewisova kyselost

Kovalentně nasycené komplexy křemíku, jako je SiBr4, spolu s tetrahalogenidy z germanium (Ge) a cín (Sn), jsou Lewisovy kyseliny.[5] Ačkoli tetrahalogenidy křemíku se řídí oktetové pravidlo, dodávají Lewis základní ligandy dát adukty se vzorcem SiBr4L a SiBr4L2 (kde L je Lewisova báze).[6][7][8] The Lewis kyselý vlastnosti tetrahalogenidů mají tendenci se zvyšovat následovně: SiI4 4 < SiCl4 < SiF4. Tento trend je přičítán relativnímu elektronegativity halogenů.[7][4]

Síla vazeb Si-X klesá v pořadí: Si-F> Si-Cl> Si-Br> Si-I.[4][2]

Syntéza

Tetrabromid křemíku se syntetizuje reakcí křemíku s bromovodík při 600 ° C.[9]

Si + 4 HBr → SiBr4 + 2 H2

Mezi vedlejší produkty patří dibromosilan (SiH2Br2) a tribromosilan (SiHBr3).[9]

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

Reaktivita

Stejně jako ostatní halosilany, SiBr4 lze převést na hydridy, alkoxidy, amidy, a alkyly, tj. produkty s následujícími funkčními skupinami: Si-H, Si-OR, Si-NR2Vazby Si-R a Si-X.[1]

Tetrabromid křemíku lze snadno snížit o hydridy nebo komplexní hydridy.[2]

4 R.2AlH + SiBr4 → SiH4 + 4 R.2AlBr

Reakce s alkoholy a aminy postupujte takto:[2]

SiBr4 + 4 ROH → Si (NEBO)4 + 4 HBr
SiBr4 + 8 HNR2 → Si (NR2)4 + 4 HNR2HBr

Grignardovy reakce s kovem alkyl halogenidy jsou zvláště důležité reakce kvůli jejich produkci organokřemík sloučeniny, které lze převést na silikony.[2]

SiBr4 + n RMgX → RnSiBr4−n + n MgXBr

K redistribučním reakcím dochází při zahřátí na 100 ° C mezi dvěma různými tetrahalogenidy křemíku (a také halogenovanými polysilany), což vede k různým směsným halosilanům.[1][4] Teploty tání a teploty varu těchto směsných halosilanů se obecně zvyšují molekulové hmotnosti zvýšit.[10] (Může nastat u X = H, F, Cl, Br a I)

2 SiBr4 + 2 SiCl4 → SiBr3Cl + 2 SiBr2Cl2 + SiBrCl3
Si2Cl6 + Si2Br6 → Si2ClnBr6−n

Tetrabromid křemičitý hydrolyzuje snadno při vystavení vzduchu, který způsobuje jeho kouření:[11]

SiBr4 + 2 H2O → SiO2 + 4 HBr

Tetrabromid křemíku je stabilní v přítomnosti kyslík při pokojové teplotě, ale bromosiloxany se tvoří při 670-695 ° C.[11]

2 SiBr4 + 1⁄2 O.2 → Br3SiOSiBr3 + Br2

Použití

Vzhledem k jeho blízké podobnosti s chloridem křemičitým existuje jen málo aplikací jedinečných pro SiBr4. The pyrolýza SiBr4 má tu výhodu, že ukládá křemík rychleji než SiCl4, nicméně SiCl4 je obvykle výhodný kvůli jeho dostupnosti ve vysoké čistotě.[12] Pyrolýza SiBr4 následuje léčba amoniak výnosy nitrid křemíku (Si3N4) povlaky, tvrdá směs používaná pro keramiku, tmely a výrobu mnoha řezných nástrojů.[12]

Reference

  1. ^ A b C d Encyclopedia of Anorganic Chemistry; King, B. R .; John Wiley & Sons Ltd .: New York, NY, 1994; Svazek 7, str. 3779–3782.
  2. ^ A b C d E F Křemíkové sloučeniny, halogenidy křemíku. Collins, W .: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; John Wiley & Sons, Inc, 2001.
  3. ^ https://www.answers.com/Q/What_is_the_bond_length_of_t-H-H_bond
  4. ^ A b C d Ebsworth, E. A. V. In Těkavé křemíkové sloučeniny; Taube, H .; Maddock, A. G .; Anorganická chemie; Kniha Pergamon Press: New York, NY, 1963; Sv. 4.
  5. ^ Davydova, E. I .; Timoshkin, A. Y .; Sevastianova, T. N .; Suvorov, A. V .; Frenking, G. J. Mol. Struct. 2006, sv. 767-1-3. doi:10.1016 / j.theochem.2006.05.011
  6. ^ Beattie, I. R .; Gilson, T .; Webster, M .; (částečně) McQuillan, G. P. J. Chem. Soc. 1964, 238-244. doi:10.1039 / JR9640000238
  7. ^ A b Mironov, S.L .; Gorlov, Y. I .; Chuiko, A. A. Teor. Exp. Chem. 1979, sv. 14–16. doi:10.1007 / BF00519073
  8. ^ Beattie, I. R .; Ozin, G. A. J. Chem. Soc., Inorg. Phys. Teor. 1969, 2267–2269
  9. ^ A b Schumb, W. B. Silicobromoform "Anorganic Syntheses 1939, svazek 1, str. 38-42. doi:10.1002/9780470132326.
  10. ^ Greenwood, N. N .; Earnshaw, A. Chemie prvků; Pergamon Press Inc .: New York, NY, 1984; str. 391-393.
  11. ^ A b Křemíkové sloučeniny, silany. Arkles, B .; Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; John Wiley & Sons, Inc, 2001.
  12. ^ A b Anorganické křemíkové sloučeniny. Simmler W .; Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry; Wiley-VCH, 2002. doi:10.1002 / 14356007.a24_001