Φθοροσιλάνιο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Φθοροσιλάνιο
Monofluorsilan.svg
Γενικά
Όνομα IUPAC Φθοροσιλάνιο
Άλλες ονομασίες Σιλυλοφθορίδιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος SiH3F
Μοριακή μάζα 50,1077 amu[1]
Συντομογραφίες FS (= FluoroSilane)
Αριθμός CAS 13537-33-2[2]
SMILES F[SiH3]
InChI InChI=1S/FH3Si/c1-2/h2H3
ChemSpider ID 10328917
Δομή
Μοριακή γεωμετρία τετραεδρική
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο βρασμού -98,6, -88,1°C
Διαλυτότητα
στο νερό
254,76 g/m³
Τάση ατμών 3,32·10-8
Εμφάνιση Στερεό
Χημικές ιδιότητες
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).

Το φθοροσιλάνιο[3] (αγγλικά: fluorosilane) είναι ανόργανη χημική ένωση, που περιέχει πυρίτιο, υδρογόνο και φθόριο, με μοριακό τύπο SiH3F. Είναι ένα από τα απλούστερα αλοσιλάνια.

«Μητρικό» και «θυγατρικά» φθοροσιλάνια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ο όρος φθοροσιλάνιο επεκτείνεται και πέραν της «μητρικής» ένωσης, και αναφέρεται, επίσης, και σε μια ευρύτερη ομάδα σιλανίων, ανόργανων και οργανικών, που περιέχουν έναν τουλάχιστον δεσμό Si-F.

Ονοματολογία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η ονομασία φθοροσιλάνιο προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο σιλάνιο (SiH4), δηλαδή σιλάνιο, ένα άτομο υδρογόνου του οποίου, έχει αντικατασταθεί από ένα άτομο φθορίου.

Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η μοριακή δομή του φθοροσιλανίου ομοιάζει γεωμετρικά με αυτήν του φθορομεθάνιου. 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, δηλαδή έχουμε σε μεγάλο ποσοστό μια ένωση της μορφής [SiH3]+F-.

Δεσμοί[4][5]
Δεσμός τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός Ισχύς δεσμού
Si-F σ 3sp³-2sp³ 160 pm 66% Si+ F- 565 kJ/mol
Si-H σ 3sp³-1s 148 pm 3% Si+ H- 318 kJ/mol
Γωνίες
HSiΗ 109° 28'
HSiF 109° 28'
Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο[6]
F -0,66
H -0,03
Si +0,75

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Από φθορομεθάνιο και πυρίτιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το φθοροσιλάνιο μπορεί να παραχθεί με αντίδραση φθορομεθανίου με πυρίτιο:[7]

Από μεθοξυσιλάνιο και τριφθοριούχο βόριο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το φθοροσιλάνιο μπορεί να παραχθεί με αντίδραση μεθοξυσιλανίου με τριφθοριούχο βόριο:[8]

Από χλωροσιλάνιο με τριφθοριούχο αντιμόνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το φθοροσιλάνιο μπορεί να παραχθεί με αντίδραση χλωροσιλανίου με τριφθοριούχο αντιμόνιο[8]. Τα αποτελέσματα είναι καλύτερα αν χρησιμοποιηθεί πενταφθοριούχο αντιμόνιο, ως καταλύτης:

Από χλωροσιλάνιο με φθοριούχο υφυδράργυρο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου σε χλωροσιλάνιο, μπορεί να παραχθεί φθοροσιλάνιο[9]:

Με σιλάνιο και υδροφθόριο ή κάποιο αλκυλοφθορίδιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση υδροφθορίου ή κάποιου αλκυλοφθοριδίου (RF) σε σιλάνιο, μπορεί να παραχθεί φθοροσιλάνιο[10]


  • Συμπαράγονται ως παραπροϊόντα και άλλα φθοροσιλάνια.

Φυσικές ιδιότητες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το χημικά καθαρό φθοροσιλάνιο, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, δηλαδή σε θερμοκρασία 25°C και υπό πίεση 1 atm, είναι άχρωμο αέριο.[11] Στη στερεή κατάσταση έχει μονοκλινή κρυσταλλική δομή στους 96 K (-177,16°C), στην ομάδα χώρου P21/n (ομάδα χώρου αριθμός 14, θέση 2) και μετατρέπεται απευθείας στην αέρια κατάσταση, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος.[12] Στην υγρή κατάσταση βρίσκεται μόνο στη μορφή του υπέρψυχρου υγρού, μετά από ειδική επεξεργασία.

Εφαρμογές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το φθοροσιλάνιο χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή στρωμάτων πυριτίου.[13]

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 NIST
  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. «chem.tamu.edu». http://www.chem.tamu.edu/rgroup/connell/linkfiles/bonds.pdf. 
  6. Υπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα
  7. Han-Gook Cho: Investigation of Reaction Paths from Si + CH4 to C + SiH4 and from Si + CH3F to C + SiH3F: Intrinsic Reaction Coordinate Studies . In: Journal of the Korean Chemical Society. 60, 2016, S. 149, doi:10.5012/jkcs.2016.60.2.149.
  8. 8,0 8,1 Advances in Inorganic Chemistry and Radiochemistry. Academic Press, 1961, ISBN 978-0-08-057852-1, S. 236 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.
  10. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.
  11. William M. Haynes: . CRC Press, 2016, ISBN 978-1-4398-8050-0, S. 87 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  12. A. J. Blake, E. A. V. Ebsworth, S. G. D. Henderson, A. J. Welch: Structure of silyl fluoride, SiH3F, at 96 K. In: Acta Crystallographica Section C Crystal Structure Communications. 41, S. 1141, doi:10.1107/S0108270185006904.
  13. Akihisa Matsuda, Kiyoshi Yagii, Takao Kaga, Kazunobu Tanaka: Glow-Discharge Deposition of Amorphous Silicon from SiH3F . In: Japanese Journal of Applied Physics. 23, 1984, S. L576, doi:10.1143/JJAP.23.L576.
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Monofluorsilan της Γερμανικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Фторсилан της Ρωσικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).