一氢化硅

化合物

一氢化硅(英語:Silylidyne)化学式为SiH,是一种自由基,发现于恒星以及固体表面单原子层中的物质,并推测在星际空间中也可能存在SiH。SiH可以通过实验方法获得,在低氢气分压条件下,用电弧轰击硅即可在表面生成SiH[1]

一氢化硅
IUPAC名
Silylidyne
系统名
λ1-硅烷
λ1-silane
别名 一氢化硅自由基
识别
CAS号 13774-94-2  checkY
PubChem 6432086
ChemSpider 4937345
SMILES
 
  • [SiH]
Gmelin 254
ChEBI 30580
性质
化学式 HSi
摩尔质量 29.09 g·mol−1
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

硅表面生成

氢氟酸清洗固体晶体硅,即可在表面生成硅的氢化物层,当加热至750 K时,这些氢化层会分解成SiH[2]。另一种在硅表面包裹一层氢化物层的方法是与原子氢或热SiH4反应生成.[3]。只有在硅表面(111)晶面上才会生成纯的SiH,其他晶面则会产生其他二氢以及三氢化硅基团[3]

注意

不要把一氢化硅(次甲硅基自由基)SiH与次甲硅基≡SiH混淆,≡SiH包含一个三键,且氢原子可以被其他基团取代形成庞大的化合家族。已知其可作为配体

自然分布

1933年,在一个太阳黑子中首次注意到SiH,这是SiH在太空中首次被发现。随后又在太阳圆面、光球层和较冷恒星上发现。M型S型蒭藁变星可能会发射SiH特征谱线。在更冷的棕矮星上,则没有发现SiH,取而代之的则是硅在低压下生成了一氧化硅(SiO)、在高压下生成了四氢化硅(SiH4)。推测这些天体中的SiO和SiH4与水反应过程中能短暂地生成少许SiH,才可被捕捉到[4]

性质

SiH的Si-H键能为80 kcal/mol[3]

光谱

其特征光谱带为A2Δ → X2Π跃迁引起,其更高的激发态为B2Σ、C2Σ+、D2Δ、和E2Σ+[4]

SiH在激发态A态下寿命为530纳秒,然后衰变成基态X[4]

参考文献

  1. ^ Rochow, E. G. The Chemistry of Silicon: Pergamon International Library of Science, Technology, Engineering and Social Studies. Elsevier. 2013. ISBN 9781483187556 (英语). 
  2. ^ Sun, X. H.; Wang, S. D.; Wong, N. B.; Ma, D. D. D.; Lee, S. T.; Teo, Boon K. FTIR Spectroscopic Studies of the Stabilities and Reactivities of Hydrogen-Terminated Surfaces of Silicon Nanowires. Inorganic Chemistry. April 2003, 42 (7): 2398–2404. PMID 12665376. doi:10.1021/ic020723e. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Cheng, C. C.; Yates, J. T. H-induced surface restructuring on Si(100): Formation of higher hydrides (PDF). Physical Review B. 1991, 43 (5): 4041–4045. Bibcode:1991PhRvB..43.4041C. PMID 9997752. doi:10.1103/PhysRevB.43.4041. (原始内容存档 (PDF)于February 4, 2021). 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 Yurchenko, Sergei N.; Sinden, Frances; Lodi, Lorenzo; Hill, Christian; Gorman, Maire N.; Tennyson, Jonathan. ExoMol line lists XXIV: A new hot line list for silicon monohydride, SiH. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 1 February 2018, 473 (4): 5324–5333. Bibcode:2018MNRAS.473.5324Y. ISSN 0035-8711. S2CID 53375098. arXiv:1710.06964 . doi:10.1093/mnras/stx2738.