Silāni

Silāni (silīcijūdeņraži, silīcija hidrīdi) — silīcija binārie savienojumi ar ūdeņradi, kopīgā formula SinH2n+2. Silāni ir piesātināto ogļūdeņražu analogi. Vienkāršākais silāns ir silīcija tetrahidrīds SiH4, ko sauc par monosilānu vai vienkārši par silānu.

 Fizikālās īpašības 
Pēc molekulu uzbūves silāni līdzīgi alkāniem. Monosilāns SiH4 un disilāns Si2Н6 ir bezkrāsas gāzes ar pretīgu smaku, trisilāns Si3Н8 - bezkrāsas, indīgs, gaistošs šķidrums. Homologās rindas augšējie locekļi ir cietas vielas. Silāni šķīst etanolā, benzīnā, organosilānos, CS2. Silāniem un alkāniem ir līdzīgas formulas, bet dažādas īpašības.

 Īpašības 
Silāni gaisā uzliesmo (Si2Н6) vai sadalās ar sprādzienu. Termiski visstabilākais ir monosilāns (saites enerģija Si—H = 364 kJ/mol).

Silāni ļoti viegli oksidējas. Pat pie sašķidrināta gaisa temperatūras skābekļa klātbūtnē monosilāns oksidējas uzliesmojot. Atkarībā no reakcijas apstākļiem, oksidēšanās rezultātā rodas vai nu SiO2, vai arī starpvielas:
 SiH4(gāzveida) + 2O2 → SiO2 + 2H2O ΔHo298 = −1357 kJ

Silāni ir labi reducētāji, tie pārveido КМnО4 par MnO2, Hg(II) par Hg(I), Fe(III) par Fe(II) utt. Silāni stabili neitrālā un skābā vidē, taču viegli hidrolizējas pat pie minimāla ОН− jonu daudzuma:
 SiH4 + 4ОН− → SiO44− + 4Н2↑
 SiH4 + 2Н2О → SiO2 + 4Н2↑
 SiH4 + 2NaOH + Н2О → Na2SiO3 + 4Н2↑

Reakcija norit kvantitatīvi un to var izmantot silāna kvantitatīvai noteikšanai. Sārma iedarbības rezultātā iespējams arī saraut saiti Si—Si:
 H3Si—SiH2—SiH3 + 6H2O → 3SiO2 + 10H2

Ar halogēniem silāni reaģē sprādzienveidīgi, pie zemām temperatūrām izveidojas silīcija halogenīdi.
Pie spiediena virs 50 atm monosilāns sadalās.

 Atšķirība no ogļūdeņražiem 
Tā kā saites Si—Si un Si—H ir vājākas par saitēm C—C un C—H, silāni atšķiras no ogļūdeņražiem ar mazāku stabilitāti un paaugstinātu reaģēšanas spēju. Silānu blīvums, vārīšanās un kušanas temperatūras ir augstākas par attiecīgo ogļūdeņražu fizikālo lielumu vērtībām.

 Iegūšana 
Parasti silānus iegūst, ar skābēm sadalot metālu silicīdus, piemēram, magnija silicīdu:
 Mg2Si + 4H+ → 2Mg2+ + SiH4↑

Monosilāna sintēzei izmanto trietoksisilāna sadalīšanos Na klātbūtnē uzsildītā (t=80 °C) vidē:
 4SiH(OC2H5)3 → SiH4↑ + 3Si(OC2H5)4

vai arī, izmantojot reakciju:
 Li[AlH4] + SiCl4 → SiH4↑ + LiCl↓ + AlCl3

 Pielietošana 
Izmanto dažādās organiskās sintēzes reakcijās (lai iegūtu vērtīgus silīcijorganiskos polimērus), ļoti tīra silīcija iegūšanai mikroelektroniskās rūpniecības vajadzībām.

 Literatūra 
 Б. Д. Степин, А. А. Цветков Неорганическая химия: Учебник для химических и химико-технологических специальных вузов. — М. —  

Kategorija:Silīcijs
Kategorija:Hidrīdi