Διφθοροσιλάνιο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Πήδηση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση
Διφθοροσιλάνιο
Γενικά
Όνομα IUPAC Διφθοροσιλάνιο
Άλλες ονομασίες Σιλενυλοδιφθορίδιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος SiH2F2
Μοριακή μάζα 68,098 amu[1]
Συντομογραφίες DFS (= DiFluoroSilane)
Αριθμός CAS 13824-36-7[2]
SMILES F[SiH2]F
InChI 1S/F2H2Si/c1-3-2/h3H2
ChemSpider ID 109934
Δομή
Μοριακή γεωμετρία τετραεδρική
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης -122°C
Σημείο βρασμού -77,8°C
Πυκνότητα 2,879 kg/m³
Διαλυτότητα
στο νερό
Υδρολύεται
Εμφάνιση Αέριο
Χημικές ιδιότητες
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).

Το διφθοροσιλάνιο[3] (αγγλικά: difluorosilane) είναι ανόργανη χημική ένωση, που περιέχει πυρίτιο, υδρογόνο και φθόριο, με μοριακό τύπο SiH2F2. Είναι ένα από τα απλούστερα αλοσιλάνια. Το χημικά καθαρό διφθοροσιλάνιο, στις «συνηθισμένες συνθήκες», δηλαδή σε θερμοκρασία 25°C και υπό πίεση 1 atm, είναι αέριο. Ο όρος διφθοροσιλάνιο επεκτείνεται και πέραν της «μητρικής» ένωσης, και αναφέρεται, επίσης, και σε μια ευρύτερη ομάδα «θυγατρικών» διφθοροσιλανίων, ανόργανων και οργανικών, που περιέχουν δυο (2) δεσμούς Si-F.

Ονοματολογία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η ονομασία διφθοροσιλάνιο προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο σιλάνιο (SiH4), δηλαδή σιλάνιο, δύο (2) άτομα υδρογόνου του οποίου, έχουν αντικατασταθεί από δύο (2) άτομα φθορίου.

Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η μοριακή δομή του διφθοροσιλανίου ομοιάζει γεωμετρικά με αυτήν του διφθορομεθάνιου. Ωστόσο, οι δεσμοί Si-H είναι πολωμένοι κατά την έννοια Siδ+-Hδ-, γιατί το πυρίτιο έχει μικρότερη ηλεκτραρνητικότητα (1,90 κατά Paouling) και από τον άνθρακα (2,55 κατά Paouling) και από το υδρογόνο (2,20 κατά Paouling). Επίσης, η διαφορά ηλεκτραρνητικότητας μεταξύ πυριτίου και φθορίου (3,98 κατά Paouling) είναι πολύ μεγαλύτερη από την αντίστοιχη άνθρακα - φθορίου. Το γεγονός αυτό δίνει μεγάλο ποσοσστό ετεροπολικότητας στο δεσμό Si-F.


Δεσμοί[4]
Δεσμός τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός
Si-F σ 3sp³-2sp³ 160 pm[5] 66% Si+ F-
Si-H σ 3sp³-1s 148 pm 3% Si+ H-
Γωνίες
HSiΗ 109° 28'
HSiF 109° 28'
Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο[6]
F -0,66
H -0,03
Si +1,38

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Από διχλωροσιλάνιο με φθοριούχο υφυδράργυρο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου σε διχλωροσιλάνιο, παράγεται διφθοροσιλάνιο[7]:

Από σιλάνιο και υδροφθόριο ή κάποιο διφθοραλκάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση υδροφθόριου ή κάποιου διφθοραλκάνιου (π.χ. τύπου RCHF2) σε σιλάνιο, παράγεται διφθοροσιλάνιο[8]


  • Παράγονται ως παραπροϊόντα και άλλα φθοροσιλάνια.

Χημική συμπεριφορά[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Βασική ιδιότητα του διφθοροσιλανίου είναι η υδρόλυσή του, από την οποία παράγεται (τελικά) υδρογόνο, υδροφθόριο και πυριτικό οξύ[9]:

  • Σημείωση: Αρχικά υδρολύονται τα άτομα φθορίου, παράγοντας σιλανοδιόλη [SiH2(OH)2] και υδροφθόριο, αλλά στη συνέχεια υδρολύονται και τα άτομα υδρογόνου, αφού τα σιλάνια έχουν ιδιότητες υδριδίων, παράγοντας πυριτικό οξύ και υδρογόνο.

Γενικότερα, το διφθοροσιλάνιο μπορεί να υποστεί πυρινόφιλες υποκαταστάσεις, με το μηχανισμό SN1. Στόχος των τελευταίων είναι αρχικά τα άτομα του φθορίου και σε δεύτερο χρόνο τα άτομα υδρογόνου. Για πυρηνόφιλα αντιδραστήρια γενικού τύπου AZ, όπου Z το πυρηνόφιλο τμήμα του αντιδραστηρίου, έχουμε τις ακόλουθες αντιδράσεις[8]:


Επειδή ούτε το φθόριο ούτε το υδρογόνο είναι καλές αποχωρούσες ομάδες οι αντιδράσεις είναι (αρκετά) αργές, ώστε συνήθως τα προϊόντα μερικής υποκατάστασης είναι απομονώσιμα. Όταν είναι επιθυμητή η επιτάχυνση των αντιδράσεων αυτών χρησιμοποιείται καταλύτης, όπως το τριφθοριούχο βόριο (BF3). Η παραπάνω αναφερόμενη υδρόλυση αποτελεί ειδική περίπτωση της γενικής για A = H, Z = OH και πρόσθεση κατά μέλη των αντίστοιχων στοιχειομετρικών εξισώσεων. Παρόμοια περίπτωση αποτελεί η επίδραση αλκοόλης (ROH) σε διφθοροσιλάνιο, οπότε έχουμε A = R και Z = OH:

Πηγές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972
  • Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
  • SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
  • Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982

Παρατηρήσεις και παραπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Διαδικτυακός τόπος ChemSpider
  2. Διαδικτυακός τόπος phyvirtual
  3. Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.
  4. Τα δεδομένα προέρχονται από τους πίνακες δεδομένων των στοιχείων άνθρακα, πυριτίου και υδρογόνου και τις πηγές«Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982»
  5. Διαδικτυακό τόπος wiredchemist.com
  6. Υπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.
  8. 8,0 8,1 Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.
  9. Διαδικτυακός τόπος wikigenes.org