Силани

Сила́ни, наси́чені кремнево́дні — ряд насичених сполук кремнію та водню загальної формули Si_nH_2n+2. За своїми фізичними і хімічними властивостями силани схожі на алкани; також вони можуть утворювати лінійні та розгалужені ізомери.

Фізичні властивості

Моносилан

Пентасилан

Подібно до алканів силани змінюють свій агрегатний стан із збільшенням довжини ланцюга. Перші два члени ряду — моносилан та дисилан — газоподібні речовини, а наступні представники — леткі рідини.

Фізичні властивості деяких нерозгалужених алканів

Сполука	Формула	Tпл,°C[1]	Tкип,°C[1]	Густина, г/см³[1]	Mr, г/моль	Ізомери
Моносилан	SiH4	−184,7	−112,1	0,00135	32,12	1
Дисилан	Si2H6	−129,4	−14,8	0,00266	62,22	1
Трисилан	Si3H8	−116,9	52,9	0,739	92,3200	1
Тетрасилан	Si4H10	−91,6	108,4	0,795	122,4214	2
Пентасилан	Si5H12	−72,2	153,2	0,827	152,5228	3
Гексасилан	Si6H14	−44,7	193,6	0,847	182,6242	5
Гептасилан	Si7H16	−30,1	226,8	0,859	212,7255	9

Отримання

Сполуки ряду силанів впершу були отримані Фрідріхом Велером у 1857 році при розчиненні алюмінію з домішками кремнію у хлоридній кислоті. Для цієї реакції можна використовувати також і силіцид магнію, який добувають спалюванням суміші металічного магнію з кварцовим піском:

${\displaystyle \mathrm {4Mg+SiO_{2}{\xrightarrow {t}}\ Mg_{2}Si+2MgO\!} }$

${\displaystyle \mathrm {Mg_{2}Si+4HCl\rightarrow SiH_{4}+2MgCl_{2}\!} }$

В результаті обробки силіциду магнію концентрованою фосфатною кислотою утворюється суміш силанів:

${\displaystyle \mathrm {Mg_{2}Si+H_{3}PO_{4}\rightarrow Si_{n}H_{2n+2}+Mg_{3}PO_{4}\!} }$

З такої суміш Альфредом Штоком були виділені перші чотири представники. Саме за його пропозицією силани отримали нинішні назви.

Хімічні властивості

Силани легко окиснюються на повітрі та розкладаються при контакті з гарячою водою (із холодною водою силани не взаємодіють) і лугами:

${\displaystyle \mathrm {2Si_{2}H_{6}+7O_{2}\rightarrow 4SiO_{2}+6H_{2}O\!} }$

${\displaystyle \mathrm {SiH_{4}+2H_{2}O{\xrightarrow {hot\ water}}\ SiO_{2}+4H_{2}\!} }$

${\displaystyle \mathrm {Si_{2}H_{6}+8NaOH_{(conc.)}\rightarrow 2Na_{4}SiO_{4}+7H_{2}\!} }$

Вони проявляють відновні властивості:

${\displaystyle \mathrm {3Si_{2}H_{6}+14KMnO_{4}\rightarrow 6SiO_{2}+14MnO_{2}+14KOH+2H_{2}O\!} }$

Застосування

Силани використовуються здебільшого як проміжні сполуки в синтезах чистого кремнію, кремнійорганічних сполук.

Див. також

• Алкани
• Силаноли