சிலிக்கான் டெட்ராகுளோரைடு

சிலிக்கான் டெட்ராகுளோரைடு (Silicon tetrachloride) என்பது SiCl4 என்ற மூலக்கூற்று வாய்ப்பாட்டால் விவரிக்கப்படும் ஒரு கனிம வேதியியல் சேர்மமாகும். டெட்ராகுளோரோசிலேன் என்ற பெயராலும் இச்சேர்மம் அறியப்படுகிறது. எளிதில் ஆவியாகும் நிறமற்ற இத்திரவம் காற்றில் புகையும். வணிகப் பயன்பாடுகளுக்கு உயர் தூய்மையான சிலிக்கான் மற்றும் சிலிக்காவை உற்பத்தி செய்யப் பயன்படுகிறது. குளோரோசிலேன் குடும்பத்தின் ஒரு பகுதியாகக் கருதப்படுகிறது. 

தயாரிப்பு
பெரோசிலிக்கான், சிலிக்கான் கார்பைடு போன்ற பல்வேறு சிலிக்கான் சேர்மங்களை குளோரினேற்றம்  செய்வதன் மூலமோ அல்லது சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு மற்றும் கார்பன் கலவைகள் மூலமோ தயாரிக்கப்படுகிறது. பெரோசிலிக்கான் பாதை மிகவும் பொதுவானது. 

ஆய்வகத்தில், 600 °செல்சியசு வெப்பநிலையில் (1,112 °பாரங்கீட்டு) வெப்பநிலையில் சிலிக்கானை குளோரினுடன் சேர்த்து சூடுபடுத்துவதன் மூலம் சிலிக்கான் டெட்ராகுளோரைடு தயாரிக்கப்படுகிறது: 

Si + 2 Cl2 → SiCl4

முதன்முதலில் 1823ஆம் ஆண்டு இயான்சு யாக்கோப் பெர்சீலியசால் தயாரிக்கப்பட்டது.  From pp. 57-58: "Då silicium upphettas i en ström ab chlor, tänder det sig och brinner, samt om gasen innehöll atm. luft, lemnar det kiseljord i form af ett ullikt skelett. […] Silicium glödgadt i en ström af iodgas, har icke kunnat fås att dermed förbinda sig." (When silicon is heated in a stream of chlorine, it ignites and burns, as well as if the gas contained atmospheric air, it leaves silica in the form of an odd "skeleton".  If the silicon was previously oxidized to some extent, then the siliceous earth also remains.  Silicon burns in chlorine with equal slowness, whether it has lost its flammability in air or not.  The product of the combustion is condensed and forms a liquid, which, when freed from it, should be colorless. This liquid is quite volatile and easy-flowing; it evaporates in the open air, almost instantly, with the emission of a white smoke and with a residue of siliceous earth. It has a pungent smell, somewhat like cyanide; precipitated in water, it quickly floats up, dissolves for the most part, but leaves a little siliceous earth undissolved; if the quantity of water is small, e.g., a drop of each, then the chlorosilicon floats around and the silica becomes undissolved in an exfoliated, semi-transparent state.  This liquid is analogous to the compound of other electronegative substances with chlorine.  Reacts like acid with litmus paper, so that, by its volatility, the paper reddens quite a distance from the point of contact.  It is the second known example of a compound in which silicon is volatile.  At the ordinary temperature of the air, potassium does not act on it; but if it is heated in the gas of chlorosilicon, it ignites and burns, with a residue of silicon-bound potassium.  Silicon heated in a stream of iodine gas, could not be made to bond with it.)

உலோகக் குளோரைடு தாதுவிலிருந்து உலோக சுத்திகரிப்பு செயல்முறையின் துணை விளைபொருளாக குளோரின் உற்பத்தி செய்யப்படும்போது உப்பு சிலிக்காவால் மாசுபடுத்தப்படும். அரிதான நிகழ்வுகளில், மாசுபட்ட உப்புநீரை மின்னாற்பகுப்பு செய்யும்போது சிலிக்கான் டெட்ராக்சைடு சிலிக்கான் டெட்ராகுளோரைடாக மாற்றப்படுகிறது. 
வினைகள்

நீராற்பகுப்பும் பிற வினைகளும்
மற்ற குளோரோசிலேன்கள் அல்லது சிலேன்களைப் போலவே, சிலிக்கான் டெட்ராகுளோரைடும் தண்ணீருடன் உடனடியாக வினைபுரிகிறது:

SiCl4 + 2 H2O → SiO2 + 4 HCl

SiCl4 நீராவி ஈரப்பதத்துடன் வினைபுரிந்து சிலிக்கா மற்றும் ஐதரோகுளோரிக் அமிலத்தின் மேகம் போன்ற தூசுப்படலத்தைக் கொடுக்கும்போது புகையை உருவாக்குவதால், திரவம் காற்றில் வெளிப்படும் போது இந்த வினையைக் காணலாம். மாறாக, கார்பன் டெட்ராகுளோரைடு உடனடியாக நீராற்பகுப்பு செய்யப்படுவதில்லை.

சிலிக்கான் டெட்ராகுளோரைடு ஆல்ககால்களுடன் வினைபுரிந்து ஆர்த்தோசிலிகேட்டு எசுத்தர்களைக் கொடுக்கிறது:

SiCl4 + 4 ROH → Si(OR)4 + 4 HCl

பல்சிலிக்கான் குளோரைடுகள்
அதிக வெப்பநிலையில் சிலிக்கான் டெட்ராகுளோரைடின் ஓரின வரிசைச் சேர்மங்களை  தயாரிக்கலாம்:

Si + 2 SiCl4 → Si3Cl8

உண்மையில், சிலிக்கானின் குளோரினேற்றம் எக்சாகுளோரோடைசிலேன் Si2Cl6 உருவாவதோடு சேர்ந்துள்ளது. சங்கிலியில் ஆறு சிலிக்கான் அணுக்கள் வரை கொண்ட தொடர்ச்சியான சேர்மங்களை பகுதியளவு வடிகட்டுதல் மூலம் கலவையிலிருந்து பிரிக்கலாம்.

மற்ற மின்னணு மிகுபொருட்களுடன் வினை
சிலிக்கான் டெட்ராகுளோரைடு அதன் வினைத்திறனில் ஓர் உன்னதமான எலக்ட்ரான்கவரியாகும். கிரிக்னார்டு வினைப்பொருட்கள் மற்றும் கரிமலித்தியம் சேர்மங்களுடன் சேர்த்து சூடுபடுத்தும் போது  பல்வேறு வகையான கரிமசிலிக்கான் சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது:

4 RLi + SiCl4 → R4Si + 4 LiCl

ஐதரைடு வினையாக்கிகளைக் கொண்டு ஒடுக்கம் செய்வதால்  சிலேன் உருவாகிறது.

மற்ற SiX4 சேர்மங்களுடன் ஒப்பீடு
   SiH4  SiF4  SiCl4  SiBr4  SiI4 கொதிநிலை. (˚செல்சியசு)Silicon Compounds, Silicon Halides. Collins, W.: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; John Wiley & Sons, Inc, 2001.  −111.9  −90.3  56.8  155.0  290.0 உருகுநிலை (˚செல்சியசு)  −185  −95.0  −68.8  5.0  155.0 Si-X பிணைப்பு நீளம் (Å)  >0.74  1.55  2.02  2.20  2.43 Si-X பிணைப்பாற்றல் (கிலோயூல்/மோல்)Ebsworth, E. A. V. In Volatile Silicon Compounds; Taube, H.; Maddock, A. G.; Inorganic Chemistry; Pergamon Press Book: New York, NY, 1963; Vol. 4.  384  582  391  310  234

பயன்கள்
சிலிக்கான் டெட்ராகுளோரைடு, சிலிக்கானின் மிகத் தூய்மையான வடிவமான பல்சிலிக்கானைத்  தயாரிப்பதில் ஓர் இடைநிலைப் பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.  ஏனெனில் இது மீண்டும் மீண்டும் பகுதியளவு வடிகட்டுதல் மூலம் சுத்திகரிக்க வசதியான கொதிநிலையைக் கொண்டுள்ளது. ஐதரசனேற்ற உலையில் ஐதரசன் வாயுவால் முக்குளோரோசிலேனாக (HSiCl3) குறைக்கப்படுகிறது. மேலும் பல்சிலிக்கான் தயாரிக்கப் பயன்படும் சீமென்சு செயல்முறையில்  நேரடியாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது அல்லது சிலேனாக (SiH4) குறைக்கப்பட்டு திரவமாக்கப்பட்ட படுக்கை உலையில் செலுத்தப்படுகிறது. சிலிக்கான் டெட்ராகுளோரைடு இந்த இரண்டு செயல்முறைகளிலும் ஒரு துணைப் பொருளாக மீண்டும் தோன்றுகிறது. ஐதரசனேற்ற  உலையில் மறுசுழற்சியும் செய்யப்படுகிறது. தோராயமாக 1250 °செல்சியசு வெப்பநிலையில் ஐதரசனுடன் சிலிக்கான் டெட்ராகுளோரைடைச் சேர்த்து குறைத்தால் நீராவி கட்ட படிகமூலக்கூற்று வளர்ச்சி நிகழ்கிறது:

SiCl4(வாயு) + 2 H2(வாயு) → Si(திண்மம்) + 4 HCl(வாயு) (1250°செல்சியசு வெப்பநிலையில்)

உற்பத்தி செய்யப்படும் பல்சிலிக்கான், படிக சிலிக்கானால் செய்யப்பட்ட வழக்கமான சூரிய மின்கலங்களுக்கான ஒளிமின்னழுத்தத் துறையிலும், குறைக்கடத்தித் துறையிலும் அதிக அளவில் மெல்லிய சீவல்களாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

சிலிக்கான் டெட்ராகுளோரைடை நீராற்பகுப்பு செய்து புகைபிடித்த சிலிக்காவாகவும் மாற்றலாம். உயர் தூய்மை சிலிக்கான் டெட்ராகுளோரைடு ஒளியியல் இழைகள் தயாரிப்பில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த தரத்தில் ஐதரசன் கொண்ட முக்குளோரோசிலேன்கள் போன்ற அசுத்தங்கள் இல்லாமல் இருக்க வேண்டும். ஒளியியல் இழைகள் மாற்றியமைக்கப்பட்ட வேதியியல் நீராவி படிவு போன்ற செயல்முறைகளைப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்படுகின்றன. இங்கு சிலிக்கான் டெட்ராகுளோரைடு ஆக்சிசன்ன் முன்னிலையில் தூய சிலிக்காவாக ஆக்சிசனேற்றப்படுகிறது.

உருகிய சிலிக்கா உற்பத்தியில் ஒரு மூலப்பொருளாகப் பயன்படுகிறது.

பாதுகாப்பும் சுற்றுச்சூழல் விளைவுகளும்
சீனாவில் சிலிக்கான் டெட்ராகுளோரைடு உற்பத்தியால் ஏற்படும் மாசுபாடு, மானியத் திட்டங்களால் தூண்டப்பட்ட ஒளியழுத்த மின்கலங்களுக்கான தேவை அதிகரிப்புடன் தொடர்புடையதாகப் பதிவாகியுள்ளது.

மேற்கோள்கள்

பகுப்பு:குளோரைடுகள்
பகுப்பு:அலோக ஆலைடுகள்
பகுப்பு:கனிம சிலிக்கான் சேர்மங்கள்
பகுப்பு:குளோரோசிலேன்கள்