四氯化硅
化合物
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]
| 四氯化硅 | |||
|---|---|---|---|
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| IUPAC名 Silicon (IV) chloride | |||
| 别名 | 氯化硅，氯化硅(IV) | ||
| 识别 | |||
| CAS号 | 10026-04-7 
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| PubChem | 24816 | ||
| ChemSpider | 23201 | ||
| SMILES |
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| InChI |
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| UN编号 | 1818 | ||
| EINECS | 233-054-0 | ||
| RTECS | VW0525000 | ||
| 性质 | |||
| 化学式 | SiCl4 | ||
| 摩尔质量 | 169.90 g·mol⁻¹ | ||
| 外观 | 无色液体 | ||
| 密度 | 1.48 g/cm3[1] | ||
| 熔点 | -68.8 °C[2] | ||
| 沸点 | 56.8 °C[2] | ||
| 溶解性（水） | 剧烈反应[1] | ||
| 溶解性 | 可溶于苯、氯仿、乙醚、甲苯[3] | ||
| 蒸氣壓 | 260 hPa当20°C[1] | ||
| 折光度n D |
1.41156[4] | ||
| 结构 | |||
| 晶体结构 | 四面体 | ||
| 配位几何 | 4 | ||
| 热力学 | |||
| ΔfHm⦵298K | −687 kJ·mol−1[5] | ||
| S⦵298K | 240 J·mol−1·K−1[5] | ||
| 危险性 | |||
| 警示术语 | R：R14, R36/37/38 | ||
| 安全术语 | S：S2, S7/8, S26 | ||
| MSDS | MSDS at Oxford University | ||
| 欧盟编号 | 014-002-00-4 | ||
| 欧盟分类 | 刺激性（Xi） | ||
| NFPA 704 |
 0
3
2
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| 相关物质 | |||
| 其他阴离子 | 四氟化硅 四溴化硅 四碘化硅 | ||
| 其他阳离子 | 四氯化碳 四氯化鍺 氯化錫 四氯化钛 | ||
| 相关氯代硅烷 | 氯硅烷 二氯硅烷 三氯硅烷 | ||
| 附加数据页 | |||
| 结构和属性 | 折射率、介電係數等 | ||
| 热力学数据 | 相變数据、固、液、气性质 | ||
| 光谱数据 | UV-Vis、IR、NMR、MS等 | ||
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |||
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]
四氯化硅也会和氟化氢交换卤素，生成通式为SiClxF4-x的中间体，最终产生四氟化硅。[9]
![{\displaystyle {\ce {SiCl4{}+4LiC4H9->[\mathrm {Et_{2}O} ][]Si(C4H9)4{}+4LiCl}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a859a6a384018c457f148f79360c67b1ad47ba89)
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]
高温下与硅发生归中反应：
- + 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
- ^ 1.0 1.1 1.2 Record of Siliciumtetrachlorid in the GESTIS Substance Database from the IFA
- ^ 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.
- ^ Lide, David R. (编). CRC Handbook of Chemistry and Physics 90th. Boca Raton, Florida: CRC Press. 2009: 140. ISBN 978-1-4200-9084-0 （英语）.
- ^ 5.0 5.1 Zumdahl, S. S. Chemical Principles 6th. Houghton Mifflin. 2009: A22. ISBN 0-618-94690-X.
- ^ Rauter, Gustav. Ueber das Siliciumtetrachlorid. Justus Liebig's Annalen der Chemie (Wiley). 1892, 270 (1-2): 235–266. ISSN 0075-4617. doi:10.1002/jlac.18922700114 （德语）.
- ^ 7.0 7.1 Simmler, W., Silicon Compounds, Inorganic, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, 2005, doi:10.1002/14356007.a24_001
- ^ Goubeau, Josef; Warncke, Rudolf. Zur Hydrolyse von Halogeniden. I. Die Hydrolyse des Siliciumtetrachlorids. Zeitschrift für anorganische Chemie (Wiley). 1949, 259 (1-4): 109–120. ISSN 0372-7874. doi:10.1002/zaac.19492590109 （德语）.
- ^ Guber, A.; Köhler, U. Halogen exchange reactions of silicon tetrachloride with fluorine and fluorine-containing substances. Journal of Fluorine Chemistry (Elsevier BV). 1992, 58 (2-3): 321. ISSN 0022-1139. doi:10.1016/s0022-1139(00)80784-8.
- ^ Pawlenko, Stephan. Organosilicon chemistry. Berlin: W. de Gruyter. 1986: 18. ISBN 978-3-11-086238-6. OCLC 815507315 （意大利语）.
- ^ hrsg. von Georg Brauer. Unter Mitarb. von M. Baudler. Handbuch der präparativen anorganischen Chemie / 1.. Stuttgart: Enke. 1975: 702. ISBN 3-432-02328-6. OCLC 310719485 （德语）.
- ^ López, S.; Bergueiro, J.; Fidalgo, J. Silicon Tetrachloride. Encyclopedia of Toxicology. Elsevier. 2014. doi:10.1016/b978-0-12-386454-3.01236-7.
- ^ 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.