Trichlorsilan

Trichlorsilan je anorganická sloučenina se vzorcem HSiCl₃, derivát silanu. Přečištěný trichlorsilan se používá na výrobu ultračistého křemíku sloužícího k výrobě polovodičů. Ve vodě se rozkládá na polymerní silikon a kyselinu chlorovodíkovou. Vzhledem ke své reaktivitě a snadné dostupnosti se často používá při přípravě organických sloučenin křemíku.^[1]

Trichlorsilan
Strukturní vzorec
Model molekuly
Obecné
Systematický název	trichlorsilan
Sumární vzorec	SiHCl3
Vzhled	bezbarvá kapalina
Identifikace
Registrační číslo CAS	10025-78-2
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)	233-042-5
PubChem	24811
SMILES	Cl[SiH](Cl)Cl
InChI	InChI=1S/Cl3HSi/c1-4(2)3/h4H
Číslo RTECS	VV5950000
Vlastnosti
Molární hmotnost	135,45 g/mol
Teplota tání	−126,6 °C (146,6 K)
Teplota varu	31,8 °C (305,0 K)
Hustota	1,342 g/cm3
Rozpustnost ve vodě	rozkládá se
Bezpečnost
Teplota vzplanutí	−27 °C (246 K)
Teplota vznícení	185 °C (458 K)
Meze výbušnosti	1,2 až 90,5 %
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Výroba

Trichlorsilan se vyrábí reakcí metalurgicky čistého křemíku s plynným chlorovodíkem při 300 °C. Vedlejším produktem je vodík:

Si + 3 HCl → HCl₃Si + H₂

Výtěžnost bývá 80 až 90 %. Nejvýznamnějšími vedlejšími produkty jsou chlorid křemičitý (SiCl₄), hexachlordisilan (Si₂Cl₆) a dichlorsilan (H₂SiCl₂); trichlorsilan se ze směsi produktů odděluje destilací.

Cisterna s trichlorsilanem

Také jej lze získat z chloridu křemičitého:

Si + 3 SiCl₄ + 2 H₂ → 4 HSiCl₃

Použití

Trichlorsilan je základní surovinou při výrobě ultračistého křemíku pro polovodiče:

HSiCl₃ → Si + HCl + Cl₂

Hydrosilylace

Při hydrosilylaci reaguje trichlorsilan s alkeny za vzniku organokřemičitých sloučenin, jako jsou například oktadecyltrichlorsilan (OTS), perfluoroktyltrichlorsilan (PFOTCS) a perfluordecyltrichlorsilan (FDTS). Tyto látky se používají v nanotechnologiích na tvorbu samostatně sestavených monovrstev. Některé takové vrstvy obsahující fluor snižují povrchovou energii a omezují lepivost. Tento jev se často využívá v nátěrech pro mikroelektromechanické systémy (MEMS), v technologii NIL a v nástrojích na vstřikování plastů.^[2]

Organická syntéza

Trichlorsilan se používá k přeměně kyseliny benzoové a jejích derivátů na tolueny. V prvním kroku se z karboxylové kyseliny připraví trichlorsilylbenzylová sloučenina. Ta se následně pomocí zásady přemění na derivát toluenu.^[3]