Tétrasilane

Tétrasilane
Image illustrative de l’article Tétrasilane
Structure du tétrasilane
Identification
No CAS 7783-29-1
No ECHA 100.132.456
No CE 616-515-4
Propriétés chimiques
Formule H10Si4Si4H10
Masse molaire[1] 122,421 4 ± 0,001 9 g/mol
H 8,23 %, Si 91,77 %,
Propriétés physiques
T° fusion −89,9 °C[2]
T° ébullition 108,1 °C[2]
Masse volumique 0,792 g·cm-3[2]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le tétrasilane est un composé chimique de formule Si4H10. Ce silane est l'analogue structurel du n-butane C4H10. Il se présente comme un liquide pyrophorique incolore à l'odeur repoussante qui tend à s'enflammer spontanément dans l'air au-dessus de 54 °C. Il se décompose lentement à la lumière du jour en libérant de l'hydrogène H2 et des silanes plus légers[3].

On peut produire un mélange de silanes en faisant réagir du siliciure de magnésium Mg2Si avec des acides dilués, par exemple de l'acide phosphorique H3PO4 à 20 % de 50 à 60 °C[4]. Le mélange obtenu peut contenir des silanes SinH2n+2 jusqu'au terme n = 15, avec de l'isotétrasilane (SiH3)3SiH en plus du n-tétrasilane. La réaction du siliciure de magnésium avec de l'acide chlorhydrique à 25 % donne 40 % de silane SiH4, 30 % de disilane Si2H6, 15 % de trisilane Si3H8, 10 % de tétrasilane Si4H10 et 5 % de silanes supérieurs[5]. Ce mélange peut être séparé par distillation fractionnée.

On obtient également des silanes supérieurs à partir du silane sous l'effet de décharges électrostatiques[4].

Le tétrasilane se dismute en 3-silylpentasilane et disilane sous l'effet de la lumière[6] :

2 Si4H10 ⟶ Si2H6 + H3Si–SiH(Si2H6)2.

L'isotétrasilane peut être obtenu en chauffant le n-tétrasilane dans du xylène en présence de chlorure d'aluminium[7] :

H3Si–SiH2–SiH2–SiH3 ⟶ H3Si–SiH(SiH3)–SiH3.

Notes et références

  1. ↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. ↑ a b et c (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press/Taylor and Francis, 2005, p. 4-81
  3. ↑ (de) Alfred Stock, Paul Stiebeler et Friedrich Zeidler, « Siliciumwasserstoffe, XVI.: Die höheren Siliciumhydride », Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft (A and B Series), vol. 56, no 7,‎ , p. 1695-1705 (DOI 10.1002/cber.19230560735, lire en ligne)
  4. ↑ a et b (de) Ralf Steudel, Chemie der Nichtmetalle: Synthesen - Strukturen - Bindung – Verwendung, De Gruyter, 2014, p. 294-295. (ISBN 978-3-11-030797-9)
  5. ↑ (de) Egon Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie: Mit einem Anhang: Chemiegeschichte, Walter de Gruyter, 2011, p. 319-320. (ISBN 978-3-11-023832-7)
  6. ↑ (de) F. Fehér et I. Fischer, « Beiträge zur Chemie des Siliciums und Germaniums, XXVIII. Die photochemische Disproportionierung von n‐Tetrasilan, Darstellung und Eigenschaften von 3‐Silylpentasilan », Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, vol. 421, no 1,‎ , p. 9-14 (DOI 10.1002/zaac.19764210103, lire en ligne)
  7. ↑ (de) Franz Fehér, Franz Ocklenburg et Dieter Skrodzki, « Beiträge zur Chemie des Siliciums und Germaniums, XXXII [1]. Isomerisierung von höheren Silanen mit Aluminiumchlorid », Zeitschrift für Naturforschung B, vol. 35, no 7,‎ , p. 869-872 (DOI 10.1515/znb-1980-0715, lire en ligne)