Διφθοροσιλάνιο

Το διφθοροσιλάνιοΓια εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών. (αγγλικά: difluorosilane) είναι ανόργανη χημική ένωση, που περιέχει πυρίτιο, υδρογόνο και φθόριο, με μοριακό τύπο SiH2F2. Είναι ένα από τα απλούστερα αλοσιλάνια. Το χημικά καθαρό διφθοροσιλάνιο, στις «κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος», δηλαδή σε θερμοκρασία 25 °C και υπό πίεση 1 atm, είναι αέριο. Ο όρος διφθοροσιλάνιο επεκτείνεται και πέραν της «μητρικής» ένωσης, και αναφέρεται, επίσης, και σε μια ευρύτερη ομάδα «θυγατρικών» διφθοροσιλανίων, ανόργανων και οργανικών, που περιέχουν δυο (2) δεσμούς Si-F.

 Ονοματολογία 

Η ονομασία διφθοροσιλάνιο προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο σιλάνιο (SiH4), δηλαδή σιλάνιο, δύο (2) άτομα υδρογόνου του οποίου, έχουν αντικατασταθεί από δύο (2) άτομα φθορίου.

 Δομή 

Η μοριακή δομή του διφθοροσιλανίου ομοιάζει γεωμετρικά με αυτήν του διφθορομεθάνιου. 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.

ΔεσμοίΤα δεδομένα προέρχονται από τους πίνακες δεδομένων των στοιχείων άνθρακα, πυριτίου και υδρογόνου και τις πηγές«Table of periodic properties of the Elements», Sagrent-Welch Scientidic Company και «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982»Δεσμόςτύπος δεσμούηλεκτρονική δομήΜήκος δεσμούΙονισμόςSi-Fσ3sp³-2sp³160 pm Διαδικτυακό τόπος wiredchemist.com66% Si+ F-Si-Hσ3sp³-1s148 pm3% Si+ H-ΓωνίεςHSiΗ109° 28'HSiF109° 28' Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίοΥπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα F -0,66Η -0,03Si +1,38

 Παραγωγή 

 Από διχλωροσιλάνιο με φθοριούχο υφυδράργυρο 

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου σε διχλωροσιλάνιο, παράγεται διφθοροσιλάνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.:

 Από σιλάνιο και υδροφθόριο ή κάποιο διφθοραλκάνιο 

Με επίδραση υδροφθόριου ή κάποιου διφθοραλκάνιου (π.χ. τύπου RCHF2) σε σιλάνιο, παράγεται διφθοροσιλάνιοΑ. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.

 Παράγονται ως παραπροϊόντα και άλλα φθοροσιλάνια.

 Χημική συμπεριφορά 

Βασική ιδιότητα του διφθοροσιλανίου είναι η υδρόλυσή του, από την οποία παράγεται (τελικά) υδρογόνο, υδροφθόριο και πυριτικό οξύ:

 Σημείωση: Αρχικά υδρολύονται τα άτομα φθορίου, παράγοντας σιλανοδιόλη [SiH2(OH)2] και υδροφθόριο, αλλά στη συνέχεια υδρολύονται και τα άτομα υδρογόνου, αφού τα σιλάνια έχουν ιδιότητες υδριδίων, παράγοντας πυριτικό οξύ και υδρογόνο.

Γενικότερα, το διφθοροσιλάνιο μπορεί να υποστεί πυρινόφιλες υποκαταστάσεις, με το μηχανισμό SN1. Στόχος των τελευταίων είναι αρχικά τα άτομα του φθορίου και σε δεύτερο χρόνο τα άτομα υδρογόνου. Για πυρηνόφιλα αντιδραστήρια γενικού τύπου AZ, όπου Z το πυρηνόφιλο τμήμα του αντιδραστηρίου, έχουμε τις ακόλουθες αντιδράσεις:

Επειδή ούτε το φθόριο ούτε το υδρογόνο είναι καλές αποχωρούσες ομάδες οι αντιδράσεις είναι (αρκετά) αργές, ώστε συνήθως τα προϊόντα μερικής υποκατάστασης είναι απομονώσιμα. Όταν είναι επιθυμητή η επιτάχυνση των αντιδράσεων αυτών χρησιμοποιείται καταλύτης, όπως το τριφθοριούχο βόριο (BF3). Η παραπάνω αναφερόμενη υδρόλυση αποτελεί ειδική περίπτωση της γενικής για A = H, Z = OH και πρόσθεση κατά μέλη των αντίστοιχων στοιχειομετρικών εξισώσεων. Παρόμοια περίπτωση αποτελεί η επίδραση αλκοόλης (ROH) σε διφθοροσιλάνιο, οπότε έχουμε A = R και Z = OH:

 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