Silan

Silan
Obecné
Systematický název	Hydrid křemičitý
Sumární vzorec	SiH4
Vzhled	Bezbarvý plyn
Identifikace
Registrační číslo CAS	7803-62-5
Vlastnosti
Molární hmotnost	32,12 g/mol
Teplota tání	−185 °C (88 K)
Teplota varu	−112 °C (161 K)
Hustota	0,001 35 g/cm3
Rozpustnost ve vodě	nerozpustný
Struktura
Dipólový moment	0 D
Bezpečnost
GHS02 GHS04 [1] Nebezpečí[1]
Teplota vzplanutí	294 K (21 °C)
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Silan (monosilan) je chemická sloučenina s chemickým vzorcem SiH₄. Je obdobou methanu, jen atom uhlíku je nahrazen křemíkem. Při běžné teplotě je silan pyroforický bezbarvý plyn tj. na vzduchu dochází ke samovznícení.

Silany jako analogy uhlovodíků

Obecně označuje silan (křemíkovodík) také libovolnou (binární) sloučeninu křemíku s vodíkem - podobně jako uhlovodík znamená sloučenina uhlíku s vodíkem. Silany jsou tvořeny skupinami křemíkových atomů vázaných kovalentně na vodíkové atomy. Obecný vzorec silanu je Si_nH_2n+2 (je tedy analogický nasyceným uhlovodíkům – alkanům)
Silany jsou méně stabilní než jejich uhlovodíkové analogy, protože vazba Si-Si je poněkud slabší než vazba C-C. V prostředí kyslíku se silany snadno rozloží, protože vazba Si-O je velmi stabilní.

Názvosloví silanů je poměrně jednoduché – nejjednodušší silan SiH₄ je prostě silan (monosilan, tetrahydrid křemíku), Si₂H₆ je disilan, Si₃H₈ trisilan atd. Existují i cyklosilany s atomy křemíku uspořádanými v kruhu a s obecným vzorcem Si_nH_2n (analogicky k cykloalkanům) a větvené silany, u kterých v názvech používáme názvy radikálů jako silyl pro SiH₃-, disilanyl pro Si₂H₅- atp. – analogicky k názvům uhlovodíkových radikálů - alkylů. Silanoly jsou silany, ve kterých je jeden (či více) z vodíků nahrazen hydroxylovou skupinou OH- -jsou to analogy alkanolů (alkoholů).

Výroba

Silan SiH₄ se vyrábí z metalurgicky čistého křemíku dvoustupňovým procesem. v prvním stupni reaguje práškový křemík s chlorovodíkem při cca 300 °C za vzniku trichlorsilanu HSiCl₃ a plynného vodíku:

Si + 3 HCl → HSiCl₃ + H₂

Dalším krokem je disproporcionace trichlorsilanu (za účasti katalyzátoru – např. AlCl₃) na silan a tetrachlorid křemíku (chlorid křemičitý):

4 HSiCl₃ → SiH₄ + 3 SiCl₄

Využití

Silany jsou výchozí sloučeniny pro výrobu složitějších křemíkatých látek, například pro výrobu čistého polovodičového křemíku.

Zároveň se silan používá při chemické depozici z plynné fáze v polovodičovém průmyslu, pro chemické nanášení vrstev vznikajícího SiO₂ na křemíkový substrát pokrytý deponovaným filmem.

Zdravotní rizika

Na rozdíl od methanu je silan toxický. Pro krysy je smrtelné čtyřhodinové vystavení koncentraci 0,96 % ve vzduchu. Při kontaktu s očima navíc může vzniknout kyselina křemičitá, která způsobí podráždění.

Reference

Literatura

• Jursík F.: Anorganická chemie nekovů. 1. vyd. 2002. ISBN 80-7080-504-8 (elektronická verze)
• Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
• N. N. Greenwood - A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Silan na Wikimedia Commons