甲矽烷(英語:Silane),也稱甲硅烷、矽甲烷,化學式為SiH4,是一種矽烷;有時也被簡稱為矽烷(勿混淆)。它的結構與甲烷類似,只是用矽取代了甲烷中的碳。在室溫下,矽烷是一種易燃的氣體,在空氣中,無需外加火源,矽烷就可以自燃。但是有學者認為,矽烷本身是很穩定的,在自然狀態下,是以聚合物的狀態存在的。在超過420攝氏度的環境下,矽烷會分解成矽和氫,因此矽烷可以被用來以薄膜沉積提純矽,是半導體工業重要的特用電子級氣體之一[5]。
甲矽烷 | |||
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IUPAC名 silicane | |||
別名 | 矽化氫 矽烷 | ||
識別 | |||
CAS號 | 7803-62-5 | ||
PubChem | 23953 | ||
ChemSpider | 22393 | ||
SMILES |
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InChI |
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InChIKey | BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYAE | ||
Gmelin | 273 | ||
UN編號 | 2203 | ||
ChEBI | 29389 | ||
RTECS | VV1400000 | ||
性質 | |||
化學式 | SiH4 | ||
摩爾質量 | 32.12 g·mol⁻¹ | ||
外觀 | 無色氣體 | ||
密度 | 0.7 g/ml(液態) 1.313 g L−1(氣態)[1] | ||
熔點 | −185 °C(88 K)([1]) | ||
沸點 | −111.9 °C(161 K)([1]) | ||
溶解性(水) | 緩慢水解[1] | ||
結構 | |||
分子構型 | 正四面體 Si-H鍵長 1.4798 Å[2] | ||
偶極矩 | 0 D | ||
熱力學[3] | |||
ΔfHm⦵298K | 34.31 kJ/mol | ||
S⦵298K | 204.61 J/mol·K | ||
熱容 | 42.81 J/mol·K | ||
危險性 | |||
GHS危險性符號 | |||
GHS提示詞 | Danger | ||
H-術語 | H220, H280 | ||
P-術語 | P210, P222, P230, P280, P377, P381, P403, P410+403 | ||
主要危害 | 極易燃燒,在空氣中自燃 | ||
NFPA 704 | |||
爆炸極限 | 1.37–100% | ||
PEL | 無[4] | ||
相關物質 | |||
相關氫化物 | 甲烷、甲鍺烷 | ||
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
甲矽烷是在1857年由德國化學家海因里希·布夫(Heinrich Buff)和弗里德里希·維勒(Friedrich Wöhler)通過鹽酸和矽化鋁反應發現的。[6]
製備
工業上,多晶塊狀矽首先在攝氏200度置於流床反應器下化合:矽與通入的氯化氫形成三氯矽烷和氫氣。反應式如下:
將經過蒸餾純化的三氯化矽置於有催化劑的resinous bed反應器而產生歧化反應,形成矽烷和四氯化矽。反應式如下:
安全
甲矽烷會在54 °C(129 °F)下自燃。[7]至今已有多起因甲矽烷泄漏導致的燃燒和爆炸引起的傷亡事故。[8][9][10]
相較於純甲矽烷,經非活性氣體(如氮氣和氬氣)稀釋的甲矽烷暴露於空氣時更容易燃燒,在純氮里只要加入1%的矽烷和就有可能引發爆炸。[11]
和甲烷不同,甲矽烷是劇毒,大鼠暴露於4小時的甲矽烷中的致死劑量(LC50)是0.96%(9,600 ppm)。另外,甲矽烷接觸眼睛產生的矽酸會刺激眼睛。[12]
參見
參考資料
延伸閱讀
外部連結
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