الكلوروسيلان

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
نموذج ملء الفراغ لجزيء الكلوروسيلان، SiH3Cl

في الكيمياء غير العضوية ، تُعدّ الكلوروسيلانات مجموعة من المركبات الكيميائية النشطة التي تحتوي على الكلور ، وهي مرتبطة بالسيلان ( SiH₄ ) وتُستخدم في العديد من العمليات الكيميائية. يحتوي كل مركب من هذه المركبات على رابطة واحدة على الأقل بين السيليكون والكلور (Si-Cl). يُنتج ثلاثي كلوروسيلان على نطاق واسع. الكلوروسيلان الأصلي هو رباعي كلوريد السيليكون ( SiCl₄ ). [ 1 ]

توليف

هيدروكلوروسيلانات

وتشمل هذه المركبات الكلوروسيلان (H₃SiCl ) ، وثنائي كلوروسيلان ( H₂SiCl₂ ) ، والأهم من ذلك ثلاثي كلوروسيلان (HSiCl₃ ) . المعادلة المثالية لإنتاج ثلاثي كلوروسيلان هي: [ 2 ]

2 Si + 6 حمض الهيدروكلوريك → 2 H SiCl 3 + 2 H 2

ميثيل كلوروسيلانات

يتم إنتاج ميثيل ترايكلوروسيلان (CH₃SiCl₃)، وثنائي ميثيل ثنائي كلوروسيلان ((CH₃)₂SiCl₂)، وثلاثي ميثيل سيليل كلوريد ((CH₃)₃SiCl) من خلال العملية المباشرة ، وهي تفاعل كلوريد الميثيل مع سبيكة من السيليكون والنحاس . [ 3 ] وتُعدّ كل من هذه المركبات الثلاثة من ميثيل كلوروسيلان من الكواشف الشائعة في كيمياء السيليكون العضوية .

ردود الفعل

تتفاعل ميثيل كلوروسيلانات مع الماء لإنتاج كلوريد الهيدروجين ، مما ينتج عنه سيلوكسانات. أما في حالة كلوريد ثلاثي ميثيل سيليل، فإن الناتج المتحلل مائياً هو سداسي ميثيل ثنائي سيلوكسان .

2 ((CH 3 ) 3 SiCl + H 2 O → [ (CH 3 ) 3 Si] 2 O + 2 HCl

ينتج عن التفاعل المماثل لثنائي ميثيل ثنائي كلورو سيلان بوليمرات أو حلقات سيلوكسان:

n (CH 3 ) 2 SiCl 2 + n H 2 O → [ (CH 3 ) 2 SiO] n + 2 n حمض الهيدروكلوريك

يمكن تحويل العديد من المركبات التي تحتوي على روابط Si-Cl إلى هيدريدات باستخدام هيدريد الليثيوم والألومنيوم ، وقد تم إثبات هذا النوع من التحويل لتحضير السيلان:

SiCl 4 + LiAlH 4 → SiH 4 + AlCl 3 + LiCl

يستخدم

يُعدّ كلٌّ من رابع كلوريد السيليكون وثلاثي كلوروسيلان من المواد الوسيطة في إنتاج السيليكون فائق النقاء في صناعة أشباه الموصلات. ويتم تنقية الكلوروسيلانات المُستخلصة من السيليكون الخام بتقنيات التقطير التجزيئي ، ثم تُختزل بالهيدروجين للحصول على السيليكون.نقاء 99.999 999 999 % .

تُستخدم مركبات الكلوروسيلان العضوية بكثرة كطلاءات لأسطح السيليكون والزجاج ، وفي إنتاج بوليمرات السيليكون (البولي سيلوكسان). وبينما يمكن استخدام مركبات فينيل الكلوروسيلان وغيرها الكثير، فإن مركبات ميثيل سيلوكسان هي الأكثر إنتاجاً.

تحتوي مركبات ميثيل كلوروسيلان على مجموعة ميثيل واحدة إلى ثلاث مجموعات . في حالة ثنائي ميثيل ثنائي كلوروسيلان ، تتوفر ذرتان من الكلور، مما يؤدي إلى تفاعل مع كمية زائدة من الماء ينتج عنه سلسلة خطية من روابط شبيهة بروابط الإيثر بين ذرات السيليكون. وكما هو الحال في متعددات الإيثر ، تُنتج هذه الروابط المرنة بوليمرًا مطاطيًا، هو متعدد ثنائي ميثيل سيلوكسان (PDMS). يمكن استخدام ميثيل ثلاثي كلوروسيلان لتحفيز التفرع والتشابك في جزيئات PDMS، بينما يعمل كلورو ثلاثي ميثيل سيلان على إنهاء سلاسل العمود الفقري، مما يحد من الوزن الجزيئي.

يمكن لأنواع أخرى مُكوِّنة للأحماض، وخاصة الأسيتات ، أن تحل محل الكلور في تصنيع السيليكون مع اختلاف طفيف في التركيب الكيميائي للبوليمر النهائي. وتُعد هذه النظائر من الكلوروسيلانات شائعة الاستخدام في مواد منع التسرب والمواد اللاصقة المُسوَّقة للمستهلكين، كما تُستخدم كمواد أولية للسيليكون الطبي، نظرًا لانخفاض سميتها.

مراجع

  1. ^ روش، ل.؛ جون، ب. ريتماير، ر. (2003). “مركبات السيليكون العضوية”. موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.a24_021 . رقم ISBN 978-3-527-30673-2..
  2. ↑ بي دبليو شينك (1963). "السيليكون والجرمانيوم". في جي براور (محرر). دليل الكيمياء اللاعضوية التحضيرية، الطبعة الثانية . المجلد 2، الصفحة 691. نيويورك، نيويورك: دار النشر الأكاديمية. 
  3. ↑ باتشالي، ب.؛ وايس، ج. (1997). "العملية المباشرة لإنتاج ميثيل كلوروسيلانات: تأملات في الكيمياء وتكنولوجيا العمليات". كيمياء السيليكون العضوية III . ص 478-483 . doi : 10.1002/9783527619900.ch79 . ISBN  978-3-527-29450-3.