Моносилан

Моносилан
Общие
Систематическое наименование	Моносилан
Традиционные названия	Водородистый кремний, гидрид кремния
Хим. формула	SiH4
Физические свойства
Состояние	бесцветный газ
Молярная масса	32,12 г/моль
Плотность	1,44 г/л; 1,313 г/л; 0,68-185 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	-185 °C
• кипения	-111,9; -111,2 °C
• разложения	450 °C
Критическая точка
• температура	-3 °C
• давление	42,8 атм
Критическая плотность	0,309 см³/моль
Мол. теплоёмк.	42,79 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	34,7 кДж/моль
• плавления	0,667 кДж/моль
• кипения	12,43 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	7803-62-5
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Моносилан — бинарное неорганическое соединение кремния и водорода с формулой SiH₄, бесцветный газ с неприятным запахом, самовоспламеняется на воздухе, реагирует с водой, ядовит.

Получение

• Реакция тетрахлорида кремния и тетрагидридоалюмината лития в эфире:

$\mathsf{S}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{[}\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\stackrel{0^{o}C}{\to }\mathsf{S}\mathsf{i}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}$

• Реакция силицида магния с разбавленными кислотами (лучше - фосфорной):

$\mathsf{3}\mathsf{M}{\mathsf{g}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{i}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{P}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\stackrel{}{\to }\mathsf{3}\mathsf{S}\mathsf{i}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{M}{\mathsf{g}}_{\mathsf{3}}\mathsf{(}\mathsf{P}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}$

• Реакция тетрахлорида кремния с водородом при 1200—1300°C:

$\mathsf{S}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\stackrel{AlC{l}_3}{\to }\mathsf{S}\mathsf{i}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}$

Физические свойства

Моносилан представляет собой бесцветный газ с неприятным запахом, самовоспламеняющийся на воздухе. Не растворяется в этаноле, бензоле и холодной воде.

Химические свойства

Моносилан весьма реакционноспособный, является сильным восстановителем.

• Энергично разлагается в горячей воде:

$\mathsf{S}\mathsf{i}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }\mathsf{S}\mathsf{i}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }$

• Взаимодействует с галогенами со взрывом при комнатной температуре:

$\mathsf{S}\mathsf{i}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\to }\mathsf{S}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}$

• Разлагается при температуре 400—1000°C:

$\mathsf{S}\mathsf{i}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{\to }\mathsf{S}\mathsf{i}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }$

• Воспламеняется на воздухе при комнатной температуре:

$\mathsf{S}\mathsf{i}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\to }\mathsf{S}\mathsf{i}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• Реагирует с концентрированным раствором гидроксида натрия:

$\mathsf{S}\mathsf{i}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{\to }\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{4}}\mathsf{S}\mathsf{i}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }$

• Окисляется перманганатом калия:

$\mathsf{3}\mathsf{S}\mathsf{i}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{K}\mathsf{M}\mathsf{n}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{\to }\mathsf{8}\mathsf{M}\mathsf{n}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{S}\mathsf{i}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{K}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — 639 с. — ISBN 5-82270-092-4.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Руководство по неорганическому синтезу: В 6-ти т. / Ред. Брауэр Г.. — М.: Мир, 1985. — Т. 3. — 392 с.
• CRC Handbook of Chemistry and Physics. — 89th Edition. — Taylor and Francis Group, LLC, 2008-2009.
• Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ. — М.: Химия, 1996. — С. 111,117. — 479 с. — 5000 экз. — ISBN 5-7245-0948-2.
• Симанова С. А., Башмаков В. И. 3 // Общая и неорганическая химия. — М.: Академкнига, 2006. — Т. 2. — С. 181. — 544 с. — 2000 экз. — ISBN 5-94628-256-5.