四氯化硅
化合物
(重定向自氯化硅)
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 ![]() | ||
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 | |||
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]
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.