Φθοροσιλάνιο
| Φθοροσιλάνιο | |
|---|---|
 | |
| 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 περιβάλλοντος (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-Η 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 | ||||
| Η | -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]- ↑ Διαδικτυακός τόπος ChemSpider
- ↑ Διαδικτυακός τόπος NIST
- ↑ Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.
- ↑ 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»
- ↑ «chem.tamu.edu» (PDF). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (PDF) στις 28 Ιανουαρίου 2018.
- ↑ Υπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα
- ↑ 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.
- 1 2 Advances in Inorganic Chemistry and Radiochemistry. Academic Press, 1961, ISBN 978-0-08-057852-1, S. 236 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.
- ↑ Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.
- ↑ William M. Haynes: . CRC Press, 2016, ISBN 978-1-4398-8050-0, S. 87 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ 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.
- ↑ 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.