四氯化硅 是化学式为SiCl4 的无机化合物 ,由永斯·贝采利乌斯 于1823年发现。[ 6]
制备
四氯化硅可以由各种硅化合物(例如硅铁合金 和碳化硅 )或二氧化硅与碳的混合物的氯化而成,其中最常使用硅铁合金的氯化生产四氯化硅。[ 7]
在实验室里,SiCl 4 是由硅 和氯 在600 °C(1,112 °F)下直接反应而成的:[ 3]
Si + 2 Cl 2 → SiCl 4
化学性質
与四氯化碳 不同,四氯化硅与水迅速反应生成二氧化硅 和氯化氢 。反应也会产生中间体SiCl3 (OH)、SiCl2 (OH)2 和SiCl(OH)3 ,它们可以在低温下分离。[ 8]
S
i
C
l
4
+
2
H
2
O
→ → -->
S
i
O
2
+
4
H
C
l
{\displaystyle SiCl_{4}+2H_{2}O\rightarrow SiO_{2}+4HCl}
四氯化硅也会和氟化氢 交换卤素,生成通式为SiClx F4-x 的中间体,最终产生四氟化硅 。[ 9]
S
i
C
l
4
+
4
H
F
→ → -->
S
i
F
4
+
4
H
C
l
{\displaystyle SiCl_{4}+4HF\rightarrow SiF_{4}+4HCl}
它和正丁基锂 在乙醚 里反应,生成四丁基硅烷 :[ 10]
SiCl
4
+
4
LiC
4
H
9
→
E
t
2
O
Si
(
C
4
H
9
)
4
+
4
LiCl
{\displaystyle {\ce {SiCl4{}+4LiC4H9->[\mathrm {Et_{2}O} ][]Si(C4H9)4{}+4LiCl}}}
它与甲醇 或乙醇 反应则分别得到硅酸四甲酯 和硅酸四乙酯 :[ 11]
S
i
C
l
4
+
4
R
O
H
→ → -->
S
i
(
O
R
)
4
+
4
H
C
l
{\displaystyle SiCl_{4}+4ROH\rightarrow Si(OR)_{4}+4HCl}
高温下与硅发生归中反应 :
S
i
+
S
i
C
l
4
→ → -->
S
i
2
C
l
6
{\displaystyle Si+SiCl_{4}\rightarrow Si_{2}Cl_{6}}
+ 同系物
用途
四氯化硅沸点较低,多次分馏 可用于生产多晶硅 [ 7] ;也可用于生产高纯的合成石英玻璃 (熔融石英)。它可被氢气还原 为硅,也可水解 为二氧化硅 。大量的高纯硅应用在半导体 工业和光電池 中。
危害
摄入和吸入四氯化硅有毒,而且它对皮肤、眼睛和粘膜有刺激性。和其它氯代硅烷一样,四氯化硅的毒性源自水解形成的氯化氢。[ 12] 此外,在多晶硅的制造过程中,四氯化硅会污染环境。[ 13]
参考资料
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^ 2.0 2.1 Silicon Compounds, Silicon Halides. Collins, W.: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; John Wiley & Sons, Inc, 2001.
^ 3.0 3.1 P. W. Schenk. Phosphorus(V) fluoride. G. Brauer (编). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. 1 . NY,NY: Academic Press. 1963: 282–683.
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^ 5.0 5.1 Zumdahl, S. S. Chemical Principles 6th. Houghton Mifflin. 2009: A22. ISBN 0-618-94690-X .
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^ Solar Energy Firms Leave Waste Behind in China . The Washington Post. 9 March 2008 [2022-08-14 ] . (原始内容存档 于2022-06-14).
扩展阅读
Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements 2nd. Oxford:Butterworth-Heinemann. 1997. ISBN 0-7506-3365-4 .
外部链接