Φθοροσιλάνιο

Το φθοροσιλάνιοΓια εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών. (αγγλικά: fluorosilane) είναι ανόργανη χημική ένωση, που περιέχει πυρίτιο, υδρογόνο και φθόριο, με μοριακό τύπο SiH3F. Είναι ένα από τα απλούστερα αλοσιλάνια.

 «Μητρικό» και «θυγατρικά» φθοροσιλάνια 
Ο όρος φθοροσιλάνιο επεκτείνεται και πέραν της «μητρικής» ένωσης, και αναφέρεται, επίσης, και σε μια ευρύτερη ομάδα σιλανίων, ανόργανων και οργανικών, που περιέχουν έναν τουλάχιστον δεσμό Si-F.

 Ονοματολογία 

Η ονομασία φθοροσιλάνιο προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο σιλάνιο (SiH4), δηλαδή σιλάνιο, ένα άτομο υδρογόνου του οποίου, έχει αντικατασταθεί από ένα άτομο φθορίου.

 Δομή 

Η μοριακή δομή του φθοροσιλανίου ομοιάζει γεωμετρικά με αυτήν του φθορομεθάνιου. Ωστόσο οι δεσμοί Si-Η είναι πολωμένοι κατά την έννοια Siδ+-Hδ-, γιατί το πυρίτιο έχει μικρότερη ηλεκτραρνητικότητα (1,90 κατά Paouling) και από τον άνθρακα (2,55 κατά Paouling) και από το υδρογόνο (2,20 κατά Paouling). Επίσης, η διαφορά ηλεκτραρνητικότητας μεταξύ πυριτίου και φθορίου (3,98 κατά Paouling) είναι πολύ μεγαλύτερη από την αντίστοιχη άνθρακα - φθορίου. Το γεγονός αυτό δίνει μεγάλο ποσοσστό ετεροπολικότητας στο δεσμό Si-F, δηλαδή έχουμε σε μεγάλο ποσοστό μια ένωση της μορφής [SiH3]+F-.

ΔεσμοίΤα δεδομένα προέρχονται από τους πίνακες δεδομένων των στοιχείων άνθρακα, πυριτίου και υδρογόνου και τις πηγές«Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982»Δεσμόςτύπος δεσμούηλεκτρονική δομήΜήκος δεσμούΙονισμόςΙσχύς δεσμούSi-Fσ3sp³-2sp³160 pm66% Si+ F-565  kJ/molSi-Hσ3sp³-1s148 pm3% Si+ H-318 kJ/molΓωνίεςHSiΗ109° 28'HSiF109° 28' Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίοΥπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα F -0,66Η -0,03Si +0,75

 Παραγωγή 

 Από φθορομεθάνιο και πυρίτιο 
Το φθοροσιλάνιο μπορεί να παραχθεί με αντίδραση φθορομεθανίου με πυρίτιο:Han-Gook Cho: Investigation of Reaction Paths from Si + CH4 to C + SiH4 and from Si + CH3F to C + SiH3F: Intrinsic Reaction Coordinate Studies . In: Journal of the Korean Chemical Society. 60, 2016, S. 149, doi:10.5012/jkcs.2016.60.2.149.

 Από μεθοξυσιλάνιο και τριφθοριούχο βόριο 

Το φθοροσιλάνιο μπορεί να παραχθεί με αντίδραση μεθοξυσιλανίου με τριφθοριούχο βόριο:Advances in Inorganic Chemistry and Radiochemistry. Academic Press, 1961, ISBN 978-0-08-057852-1, S. 236 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

 Από χλωροσιλάνιο με τριφθοριούχο αντιμόνιο 
Το φθοροσιλάνιο μπορεί να παραχθεί με αντίδραση χλωροσιλανίου με τριφθοριούχο αντιμόνιο. Τα αποτελέσματα είναι καλύτερα αν χρησιμοποιηθεί πενταφθοριούχο αντιμόνιο, ως καταλύτης:

 Από χλωροσιλάνιο με φθοριούχο υφυδράργυρο 

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου σε χλωροσιλάνιο, μπορεί να παραχθεί φθοροσιλάνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.:

 Με σιλάνιο και υδροφθόριο ή κάποιο αλκυλοφθορίδιο 

Με επίδραση υδροφθορίου ή κάποιου αλκυλοφθοριδίου (RF) σε σιλάνιο, μπορεί να παραχθεί φθοροσιλάνιοΑ. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.

 Συμπαράγονται ως παραπροϊόντα και άλλα φθοροσιλάνια.

 Φυσικές ιδιότητες 
Το χημικά καθαρό φθοροσιλάνιο, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, δηλαδή σε θερμοκρασία 25°C και υπό πίεση 1 atm, είναι άχρωμο αέριο.William M. Haynes: . CRC Press, 2016, ISBN 978-1-4398-8050-0, S. 87 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). Στη στερεή κατάσταση έχει μονοκλινή κρυσταλλική δομή στους 96 K (-177,16 °C), στην ομάδα χώρου P21/n (ομάδα χώρου αριθμός 14, θέση 2) και μετατρέπεται απευθείας στην αέρια κατάσταση, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος.A. J. Blake, E. A. V. Ebsworth, S. G. D. Henderson, A. J. Welch: Structure of silyl fluoride, SiH3F, at 96 K. In: Acta Crystallographica Section C Crystal Structure Communications. 41, S. 1141, doi:10.1107/S0108270185006904. Στην υγρή κατάσταση βρίσκεται μόνο στη μορφή του υπέρψυχρου υγρού, μετά από ειδική επεξεργασία.

 Εφαρμογές 
Το φθοροσιλάνιο χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή στρωμάτων πυριτίου.Akihisa Matsuda, Kiyoshi Yagii, Takao Kaga, Kazunobu Tanaka: Glow-Discharge Deposition of Amorphous Silicon from SiH3F . In: Japanese Journal of Applied Physics. 23, 1984, S. L576, doi:10.1143/JJAP.23.L576.

 Πηγές 

 Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972
 Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
 SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982

 Παρατηρήσεις και παραπομπές 

Κατηγορία:Ανόργανα σιλάνια
Κατηγορία:Ανόργανες ενώσεις φθορίου
Κατηγορία:Υδρίδια