Σιλανοδιόλη

Η σιλανοδιόλη ή διυδροξυσιλάνιο (αγγλικά: silanediol) είναι ανόργανη χημική ένωση, που περιέχει πυρίτιο, υδρογόνο και οξυγόνο, με μοριακό τύπο SiH4O2, αν και συνήθως παριστάνεται πιο αναλυτικά με τον ημισυντακτικό τύπο SiH2(OH)2. Είναι το πυριτιούχο ανάλογο της μεθανοδιόλης. Εκτός από τη «μητρική» σιλανοδιόλη, ο όρος επεκτείνεται και σε μια ευρύτερη ομάδα ανόργανων και οργανικών «θυγατρικών» ενώσεων, που περιέχουν πυρίτιο και δύο (2) ομάδες υδροξυλίου άμεσα ενωμένες με άτομο πυριτίου.

 Δομή 
Η μοριακή δομή της δισιλανόλης ομοιάζει γεωμετρικά με αυτήν της μεθανοδιόλης. Ωστόσο οι δεσμοί Si-Η είναι πολωμένοι κατά την έννοια Siδ+-Hδ-, γιατί το πυρίτιο έχει μικρότερη ηλεκτραρνητικότητα (1,90 κατά Pauling) και από τον άνθρακα (2,55 κατά Paouling) και από το υδρογόνο (2,20 κατά Pauling). Επίσης, η διαφορά ηλεκτραρνητικότητας μεταξύ πυριτίου και οξυγόνου (3,44 κατά Pauling) είναι πολύ μεγαλύτερη από την αντίστοιχη άνθρακα - οξυγόνου. Το γεγονός αυτό δίνει μεγάλο ποσοστό ετεροπολικότητας (44,6%) στο δεσμό Si-Ο, δηλαδή έχουμε σε μεγάλο ποσοστό μια ένωση της μορφής [SiH3]+OH-.

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 δεσμούΙονισμόςSi-Oσ3sp³ -2sp³163 pm Διαδικτυακό τόπος wiredchemist.com44,6% Si+ O-O-Hσ2sp³ -1s96 pm32% H+ O-Si-Hσ3sp³-1s148 pm3% Si+ H-ΓωνίεςHSiΗ109° 28'HSiO109° 28' SiOH104,45°  Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίοΥπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα Ο -0,766Η (H-Si) -0,03Η (H-O) +0,32Si +1,272

 Παραγωγή 

 Από αλοσιλάνια και παράγωγά τους 

Οι σιλανόλες, γενικά, συνθέτονται με υδρόλυση αλοσιλανίων, αλκοξυσιλανίων, ακυλοσιλανίων ή αμινοσιλανίων. Τα χλωροσιλάνια είναι τα πιο συνηθισμένα αντιδραστήρια, που χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό. Έτσι, για την τη σιλανοδιόλη έχουμε αντίστοιχα:

Η υδρόλυση των διφθοροσιλανίων απαιτεί πιο δραστικά αντιδραστήρια, όπως τη χρήση βάσης. Τα διαλκοξυσιλάνια (ή σιλυλαιθέρες του γενικού τύπου R2Si(OR)2, όπου τα όχι απαραίτητα ίδια R μπορεί να είναι κάποιος μονονσθενής υποκαταστάτης, υδρολύονται αργά. Σε σύγκριση με τους υπόλοιπους σιλυλοδιαιθέρες, οι οξικοί δισιλυλεστέρες υδρολύονται ταχύτερα, με το πλεονέκτημα που έχουν να απελευθερώνουν αιθανικό οξύ, που είναι λιγότερο «επιθετικό». Για το λόγο αυτόν μερικές φορές οι οξικοί σιλυλοδιεστέρες προτιμούνται για ορισμένες εφαρμογέςPaul D. Lickiss "The Synthesis and Structure of Organosilanols" Advances in Inorganic Chemistry Volume 42, 1995, Pages 147–262 doi:10.1016/S0898-8838(08)60053-7. Προσαρμογή για σιλανοδιόλη..

 Από σιλάνιο 

Μια εναλλακτική παραγωγική οδός περιλαμβάνει την οξυγόνωση σιλανίου. Ένα μεγάλο εύρος οξειδωτικών μπορούν να αξιοποιηθούν, που περιλαμβάνουν ατμοσφαιρικό αέρα (περιέχει οξυγόνο), υπεροξέα (RCO3H), διοξιράνια και υπερμαγγανικό κάλιο (KMnO4). Με την παρουσία μεταλλικών καταλυτών ή τριφθοριούχου βορίου (και πάλι ως καταλύτη), το σιλάνιο υδρολύεταιΑ. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1. Προσαρμογή για σιλανοδιόλη:
31x31px

 Οξεοβασική συμπεριφορά 

Η σιλανοδιόλη είναι πιο όξινη από τη αντίστοιχη μεθανοδιόλη. Η αποπροτωνίωση της σιλανοδιόλης δίνει ως συζυγή βάση ένα ανιόν τύπου SiH2(OH)O-, το οποίο μπορεί να λειτουργήσει ως συναρμωτής που χρησιμοποιείται για να υποστηρίξει καταλύτες. Παρόλη τη (συγκριτικά) αυξημένη της οξύτητα, η σιλανοδιόλη φαίνεται να είναι (ταυτόχρονα) σχεδόν το ίδιο βασική όπως και η μεθανοδιόλη.

 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, υποσημειώσεις και αναφορές 

Κατηγορία:Ενώσεις πυριτίου
Κατηγορία:Υδρίδια
Κατηγορία:Οξοξέα
Κατηγορία:Ασταθείς ενώσεις