ترکیب‌های دوتایی سیلیکون-هیدروژن

بندانگشتی|ساختار شیمیایی دیسیلان که مشابه اتان است

سیلان‌ها ترکیب‌های شیمیایی اشباع‌شده با فرمول Si
xH
y هستند. آنها هیدروسیلان‌ها هستند، دسته‌ای از ترکیب‌ها که شامل پیوندهای Si–H و Si–X هستند. همه دارای سیلیکون چهاروجهی و هیدریدهای انتهایی هستند. این مواد دارای پیوندهای یگانه Si–H وSi–Si هستند. طول پیوندSi–H ۱۴۶پیکومتر و طول پیوند 233Si–Si پیکومتر است. ساختار سیلان‌ها مشابه آلکان‌ها هستند که با سیلان آغاز می‌شوند.SiH
۴، آنالوگ متان، با دیسیلان ادامه می‌یابدSi
2H
۶، آنالوگ اتان، و غیره.

فهرست
[بندانگشتی|[سیکلوپنتاسیلان که ساختاری شبیه به سیکلوپینتان را دارد، ولی بزرگ‌تر است.]]
ساده‌ترین ایزومر سیلان ایزومری با اتم‌های سیلیکون در یک تک‌زنجیر و بدون شاخه است. این ایزومر گاهی n -ایزومر نامیده می‌شود (n به معنای «نرمال» است، اگرچه رایج نیست). با این حال، زنجیره اتم‌های سیلیکون نیز ممکن است در یک یا چند اتم سیلیکون منشعب شود. با افزایش تعداد اتم‌های سیلیکون، ایزومرهای ممکن به سرعت افزایش می‌یابد. از نظر تعداد اتم‌های سیلیکون اعضای سری به شرح زیر است:

سیلان ،SiH
۴، ۱ اتم سیلیکون و ۴ اتم هیدروژن، مشابه متان
دیسیلانSi
2H
۶ یاH
3Si–SiH
۳، ۲ اتم سیلیکون و ۶ اتم هیدروژن، مشابه اتان
تریسیلانSi
3H
۸ یاH
2Si(–SiH
۳)
۲، ۳ اتم سیلیکون و ۸ اتم هیدروژن، مشابه پروپان
تتراسیلان ،Si
4H
۱۰ یاH
3Si–SiH
2–SiH
2–SiH
۳، ۴ اتم سیلیکون و ۱۰ اتم هیدروژن، مشابه بوتان (یک ایزومر: ایزوتراسیلان، مشابه ایزوبوتان)
پنتاسیلان ،Si
5H
۱۲ یاH
3Si–SiH
2–SiH
2–SiH
2–SiH
۳، ۵ اتم سیلیکون و ۱۲ اتم هیدروژن، مشابه پنتان (دو ایزومر: ایزوپنتازیلانH
3Si–SiH
2–SiH(–SiH
۳)
۲ و نئوپنتاسیلانSi(SiH
3)
۴، به ترتیب مشابه ایزوپنتان و نئوپنتان)
هگزاسیلانSi
6H
۱۴ یاH
3Si–SiH
2–SiH
2–SiH
2–SiH
2–SiH
۳، ۶ اتم سیلیکون و ۱۴ اتم هیدروژن، مشابه هگزان

سیلان‌ها با اضافه کردن پسوند - silane به پیشوند ضرب عددی مناسب نام‌گذاری می‌شوند. به همین دلیل، دی‌سیلان،Si
2H
۶ ; تری‌سیلانSi
3H
۸ ; تتراسیلانSi
4H
۱۰ ; پنتاسیلانSi
5H
۱۲ ; غیره. پیشوندها به‌طور کلی، به جز نانوسیلان‌ها که لاتین است، یونانی هستند. هیدریدهای سیلیکون پلیمری که فاز جامد دارند به نام هیدریدهای پلی‌سیلیکون نیز شناخته می‌شوند. وقتی هیدروژن در یک پلی‌سیلن پلی‌سیلیکون هیدرید خطی با گروه‌های جانبی آلکیل یا آریل جایگزین می‌شود، اصطلاح پلی‌سیلان استفاده می‌شود.

۳-سیلیل هگزاسیلان،H
3Si–SiH
2–SiH(–SiH
3)–SiH
2–SiH
2–SiH
۳ را به عنوان ساده‌ترین هیدرید سیلیکون باینری غیرحلقه‌ای کایرال می‌شناسند.

سیکلوسیلان‌ها نیز وجود دارند. سیکلوسیلان‌ها با فرمول Si
nH
2n , n > ۲ مشابه سیکلوآلکان‌ها هستند.

تولید

اولین تلاش‌ها توسط آلفرد استاک و کارل سامیسکی انجام شد. اگرچه مونوسیلان و دیسیلان قبلاً شناخته‌شده بودند، ولی چهار عضو بعدی در سال ۱۹۱۶ توسط استوک و سامیسکی کشف شد. Si
nH
2n+۲سری، تا n = ۶. آنها همچنین به مستند کردن تشکیل هیدریدهای سیلیکون پلیمری فاز جامد را پرداختند. از روش‌های سنتز آنها می‌توان به هیدرولیز سیلیس فلزی اشاره کرد. این روش به تولید مخلوطی از سیلان‌ها می‌پردازد که نیاز به جداسازی روی یک خط خلأ بالا را دارند.

سیلان‌ها (Si
nH
2n+۲) پایداری حرارتی بالاتری نسبت به آلکان‌ها دارند (C
nH
2n+۲). سیلان‌ها تمایل به هیدروژن‌زدایی دارند، به همین دلیل هیدروژن و پلی‌سیلان تولید می‌کنند؛ لذا، جداسازی سیلان‌های بالاتر از هپتاسیلان دشوار است.

برای تهیه سیلان‌ها از فرایند شلزینگر استفاده می‌شود و در این واکنش هر کلروسیلان با لیتیوم آلومینیوم هیدرید استفاده می‌شود.

تنها ولی مهم‌ترین کاربرد SiH
۴ در صنعت میکروالکترونیک است. با رسوب بخار شیمیایی آلی فلزی، سیلان با تجزیه حرارتی به سیلیکون تبدیل می‌شود:

خطرها

سیلان با مخلوط شدن با هوا قابلیت منفجر شدن دارند (1-98%)SiH
۴). سایر سیلان‌های پایینی نیز توانایی ایجاد مخلوط‌های انفجاری با هوا را دارند. سیلان‌های مایع سبک‌تر بسیار قابل اشتعال هستند. با طول زنجیره سیلیکونی این خطر افزایش پیدا می‌کند.

ملاحظات مربوط به تشخیص/کنترل خطر:

سیلان کمی متراکم‌تر از هوا است (امکان تجمع در سطح زمین / گودال)
دیسیلان چگال‌تر از هوا است (امکان تجمع در سطح زمین/ گودال‌ها)
تریسیلان چگال‌تر از هوا است (امکان تجمع در سطح زمین/ گودال‌ها)

نام‌گذاری

نام‌گذاری IUPAC (روش سیستماتیک نام‌گذاری ترکیبات) در سیلان‌ها با استفاده از شناسایی زنجیره‌های هیدروسیلیکون است. زنجیره‌های هیدروسیلیکون اشباع‌نشده و غیرشاخه به‌طور سیستماتیک با یک پیشوند عددی یونانی نام‌گذاری می‌شوند که این پیشوند تعداد سیلیکون‌ها را مشخص می‌کند و پسوند «سیلان» نام گذاری می‌شوند.

از قراردادهای نام‌گذاری IUPAC می‌توان به عنوان تولید یک نام سیستماتیک استفاده کرد.

برای نام‌گذاری سیلان‌های منشعب پیچیده‌تر، مراحل نام‌گذاری به شرح زیر است:

طولانی‌ترین زنجیره پیوسته اتم‌های سیلیکون را شناسایی کنید.
این طولانی‌ترین زنجیره ریشه را با استفاده از قوانین نام‌گذاری استاندارد نامگذاری کنید.
هر زنجیره جانبی را با تغییر پسوند نام سیلان از "-ane" به "-anyl" نامگذاری کنید، به جز "سیلان" که به "سیسیل" تبدیل می‌شود.
زنجیره ریشه را شماره‌گذاری کنید تا مجموع اعداد اختصاص داده‌شده به هر گروه جانبی تا حد امکان کمتر باشد.
زنجیره‌های جانبی را پیش از نام زنجیره ریشه شماره‌گذاری و نام‌گذاری کنید.

نام‌گذاری موازی با رادیکال‌های آلکیل است.

سیلان‌ها مثل هر ترکیب معدنی دیگری قابل نام‌گذاری هستند. در این سیستم نام‌گذاری، سیلان را تتراهیدرید سیلیکون می‌نامند. با این حال، با سیلان‌های طولانی‌تر، این کار پیچیده می‌شود.

همچنین ببینید

ترکیب‌های ارگانوسیلیسیون، ترکیب‌های دارای پیوند کربن-سیلیکون
هیدروسیلان‌ها، دسته بزرگتری از ترکیبات با فرمولH
mSiR
n (m ≠ ۰)

## منابع
Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
E. Wiberg, Alfred Stock and the Renaissance of Inorganic Chemistry," Pure Appl. Chem. , Vol. 49 (1977) pp. 691-700.
J. W. Mellor, "A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry," Vol. VI, Longman, Green and Co. (1947) pp. 223 - 227.
Hydrides of Boron and Silicon. Ithaca (USA) 1933.
Stock, A. ; Stiebeler, P. ; Zeidler, F. (1923). "Siliciumwasserstoffe, XVI. Die höheren Siliciumhydride". Ber. Dtsch. Chem. Ges. B. 56B: 1695–1705. doi:10.1002/cber.19230560735.
P. W. Schenk (1963). "Silanes SiH4 (Si2H6, Si3H8)". In G. Brauer (ed.). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Vol. 1. NY, NY: Academic Press. pp. 679–680.
W. W. Porterfield "Inorganic Chemistry: A Unified Approach," Academic Press (1993) p. 219.

 silicon-hydrogen compounds

رده:سیلان‌ها