كلوروتريفلوروسيلان

الموسوعة الحرة

الكلوروتريفلوروسيلان مركب غازي غير عضوي صيغته SiClF3 ، ويتكون من السيليكون والفلور والكلور . وهو سيلان يستبدل ذرات الهيدروجين بذرات الفلور والكلور .

إنتاج

بتسخين خليط من كلوريد الألومنيوم اللامائي وسداسي فلوروسيليكات الصوديوم إلى درجة حرارة تتراوح بين 190 و250  درجة مئوية، ينبعث خليط من الغازات يحتوي على كلوروترايفلوروسيلان. يتم تكثيف هذه الغازات عند  درجة حرارة -196 درجة مئوية وتقطيرها تجزيئياً عند درجات حرارة تصل إلى -78  درجة مئوية. [ 2 ]

يمكن صنع SiClF 3 عن طريق تفاعل غازات رباعي كلوريد السيليكون ورباعي فلوريد السيليكون عند 600  درجة مئوية، مما ينتج خليطًا من فلوروكلوروسيلانات بما في ذلك حوالي ربع SiClF 3. [ 3 ]

يمكن تحضير SiClF₃ عن طريق تفاعل رباعي كلوريد السيليكون مع ثلاثي فلوريد الأنتيمون . ويُستخدم خماسي كلوريد الأنتيمون كعامل مساعد. تُقطر النواتج لفصلها عن رباعي فلورو السيلان وثنائي كلورو ثنائي فلورو السيلان . [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

عند درجات حرارة عالية تتجاوز 500  درجة مئوية، يمكن أن يتفاعل رباعي فلوريد السيليكون مع ثلاثي كلوريد الفوسفور لإنتاج بعض SiClF3 . وهذا أمر غير معتاد لأن SiF4 مستقر للغاية. [ 7 ]

يمكن أن يتفاعل رباعي كلوريد السيليكون مع ثلاثي فلورو (ثلاثي كلورو ميثيل) سيلان لإنتاج SiClF 3 و CCl 3 SiCl 3 . [ 8 ]

يمكن تفكيك مركب 2 -كلوروإيثيل ثلاثي فلورو سيلان أو 1،2-ثنائي كلوروإيثيل ثلاثي فلورو سيلان باستخدام ليزر الأشعة تحت الحمراء لإنتاج SiClF₃ و C₂H₄ ( الإيثيلين ) أو كلوريد الفينيل . وبضبط الليزر على تردد اهتزاز نظير معين من السيليكون، يمكن تفكيك النظائر المختلفة بشكل انتقائي للحصول على منتج يركز نظيرًا واحدًا فقط من السيليكون. فعلى سبيل المثال، يمكن زيادة تركيز السيليكون-30 إلى 80% باستخدام خط 934.5 سم⁻¹ في ليزر ثاني أكسيد الكربون . [ 9 ] 

أُجريت أول عملية تحضير منشورة لمركب SiClF₃ بواسطة شومب وغامبل عن طريق تفجير سداسي فلورو ثنائي السيلان في الكلور: Si₂F₆ + Cl₂ → 2SiClF₃ . قد تشمل النواتج الأخرى لهذا الانفجار السيليكون غير المتبلور، و SiCl₂F₂ ، و SiF₄ . [ 10 ]

يتفاعل الكلور مع رباعي فلوريد السيليكون في وجود رقائق الألومنيوم عند 500-600  درجة مئوية لإنتاج رباعي كلوريد السيليكون في الغالب وبعض SiClF 3. [ 11 ]

يؤدي تسخين كلوريد الزئبق مع SiF 3 Co(CO) 4 إلى كسر الرابطة لتكوين SiClF 3 بنسبة 90٪ . [ 12 ]

ينتج عن مزيج SiF 4 وكلوروديميثيل فوسفين بعض SiClF 3. [ 13 ]

يتفاعل ثلاثي فلورو سيلان SiHF 3 مع غاز الكلور لإنتاج SiClF 3 و HCl. [ 14 ]

ملكيات

الحجم الجزيئي والزوايا

يبلغ طول الرابطة بين السيليكون والكلور 1.996  أنغستروم، وبين السيليكون والفلور 1.558  أنغستروم. زاوية الرابطة ∠FSiCl تساوي 110.2 درجة، وزاوية الرابطة ∠FSiF تساوي 108.7 درجة. [ 4 ] يُعد طول الرابطة بين السيليكون والكلور قصيرًا بشكل غير معتاد، مما يشير إلى وجود رابطة ثنائية بنسبة 31%. يُمكن تفسير ذلك بأن روابط الفلوريد ذات الشحنة الأيونية العالية تسحب بعض الشحنة، مما يسمح بوجود شحنة موجبة جزئية على الكلور. [ 15 ]

يبلغ عزم ثنائي القطب الجزيئي 0.636 ديباي . [ 4 ] 

العقارات الكبيرة

بين 129.18 و 308.83 كلفن، يُعطى ضغط البخار بوحدة مليمتر زئبقي عند درجة حرارة T بالكلفن بالعلاقة التالية: log 10 P = 102.6712 -2541.6/T -43.347 log 10 T + 0.071921T -0.000045231 T 2 . [ 16 ]

تبلغ حرارة تكوين الكلوروتريفلوروسيلان -315.0 كيلو كالوري/مول عند 298 كلفن. [ 17 ]

ردود الفعل

يتم تحلل الكلوروتريفلوروسيلان بواسطة الماء لإنتاج السيليكا.

يتفاعل الكلوروتريفلوروسيلان مع ثلاثي ميثيل ستانان ((CH3 ) 3SnH ) في درجة حرارة الغرفة لإنتاج ثلاثي فلوروسيلان في حوالي 60 ساعة. [ 18 ]

يستخدم

تشمل الاستخدامات المقترحة غازًا عازلًا ذو جهد انهيار عالٍ، وإمكانية منخفضة للاحتباس الحراري ، ومادة أولية لصنع سخام السيليكا المفلور، وغازًا لترسيب البخار.

يمكن لمركب الكلوروتريفلوروسيلان أن يُكوّن مركب إضافة مع البيريدين صيغته SiClF₃ · 2py (حيث py = بيريدين) [ 19 ] . كما يوجد مركب إضافة مع ثلاثي ميثيل أمين . [ 20 ] [ 21 ] يُحضّر هذا المركب بمزج بخار ثلاثي ميثيل أمين مع الكلوروتريفلوروسيلان وتكثيفه للحصول على مادة صلبة عند درجة حرارة -78  درجة مئوية. عند نقع هذا المركب في سائل ثلاثي ميثيل أمين لأكثر من ثماني ساعات، يتكوّن معقد ثنائي الأمين (2Me₃N · SiClF₃ ) [21]. عند درجة حرارة 0 درجة مئوية، كان ضغط تفكك معقد أحادي الأمين 23  مم زئبق [ 21 ] .

يتميز مركب SiClF 3 − بشكله الهرمي الثلاثي المزدوج، حيث تقع ذرة الكلور وذرة الفلور على محوره. ويتشكل هذا المركب عندما تصطدم أشعة غاما بالجزيء المتعادل. [ 22 ]

يمكن أن يشكل كلوروتترافلوروسيليكات (IV) (SiClF 4 − ) مركبًا بلوريًا مستقرًا أصفر باهتًا هو كلوروتترافلوروسيليكات رباعي إيثيل الأمونيوم. [ 23 ]

مراجع

  1. ↑ شركة Inorganic Syntheses (22 سبتمبر 2009). Inorganic Syntheses . جون وايلي وأولاده. ص  266. ISBN 9780470132654.{{cite book}}له |first1=اسم عام ( مساعدة )
  2. ^ شمايزر، مارتن؛ جينكنر، هربرت (1952). "ملاحظة: Zur Kenntnis anorganischer Säurefluoride (I)" (PDF) . Zeitschrift für Naturforschung . 7 (3): 191-192 . دوى : 10.1515/znb-1952-0310 . S2CID 95929863 . 
  3. ↑ US 2395826 ، هيل، جوليان دبليو وليندسي جونيور الخامس، ريتشارد، "تحضير الكلوروفلوروسيلانات"، صدر في 3 مايو 1946 
  4. 1 2 3 كوكس، أ.ب.؛ جايتون، ت.ر.؛ ريغو، كاليفورنيا (نوفمبر 1988). "طيف الميكروويف، والبنية، وثابت اقتران رباعي الأقطاب، وعزم ثنائي القطب لكلوروترايفلوروسيلان ويودوتريفلوروسيلان". مجلة التركيب الجزيئي . 190 : 419-434 . Bibcode : 1988JMoSt.190..419C . doi : 10.1016/0022-2860(88)80301-6 .
  5. ↑ بوث، هارولد سيمونز؛ سوينهارت، كارل ف. (يوليو 1935). "فلوروكلوروسيلانات". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 57 (7): 1333-1337 . Bibcode : 1935JAChS..57.1333B . doi : 10.1021/ja01310a050 .
  6. ↑ التقارير السنوية عن تقدم الكيمياء . 1940. ص 151. 
  7. ↑ سوريش، بي إس؛ بادما، دي كيه (سبتمبر 1985). "تفاعلات تبادل الهالوجين لرباعي فلوريد السيليكون مع ثلاثي كلوريد الفوسفور وكلوريد الفوسفوريل". مجلة كيمياء الفلور . 29 (4): 463-466 . Bibcode : 1985JFluC..29..463S . doi : 10.1016/S0022-1139(00)85111-8 .
  8. ^ فايدنبروخ، مانفريد. بييرارد ، كلود (أبريل 1977). "تفاعلات هالوجينيدين دي السيليسيوم والجرمانيوم والزين مع ديازوميثان وثنائي كلوروكاربن- وكيل نقل". Chemische Berichte (في المانيا). 110 (4): 1545–1554 . دوى : 10.1002/cber.19771100437 .
  9. ↑ ديمينتييف، بيتر س.؛ نيزوفتسيف، أنطون س.؛ تشيسنوكوف، يفغيني ن. (يوليو 2011). "التفاعل الضوئي بالأشعة تحت الحمراء لمركب 2-كلوروإيثيل ترايفلوروسيلان". مجلة الكيمياء الضوئية والبيولوجيا الضوئية أ: الكيمياء . 222 (1): 77-80 . Bibcode : 2011JPPA..222...77D . doi : 10.1016/j.jphotochem.2011.05.004 .
  10. ↑ شومب، والتر سي؛ غامبل، إي. لي (أكتوبر 1932). "فلوروكلوريدات السيليكون". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 54 (10): 3943-3949 . Bibcode : 1932JAChS..54.3943S . doi : 10.1021/ja01349a018 .
  11. ↑ زوكرمان، ج. ج. (17 سبتمبر 2009). التفاعلات والأساليب غير العضوية، تكوين الروابط مع الهالوجينات . جون وايلي وأولاده. ص 361. ISBN  9780470145388.
  12. ↑ تشو، يونغ (3 سبتمبر 2013). كيمياء السيليكون العضوي: 2: محاضرات عامة قُدِّمت في الندوة الدولية الثانية حول كيمياء السيليكون العضوي . إلسيفير. ص 443. ISBN  9781483284828.
  13. ↑ مجلة الجمعية الكيميائية الصينية . الجمعية الكيميائية الصينية. 1999. ص 450. ISBN  9780021926541.
  14. ^ جملين ، ليوبولد (1996). السيليكون: حجم الملحق . سبرينغر. ص. 103. ردمك  9783540937289.
  15. ↑ باولينغ ، لينوس (يناير 1960). طبيعة الرابطة الكيميائية وبنية الجزيئات والبلورات: مقدمة في الكيمياء البنيوية الحديثة . مطبعة جامعة كورنيل. ص 312. ISBN  0801403332.{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
  16. ↑ ياوز، كارل ل.؛ نيجهاوان، ساشين؛ بو، لي (1995). "الملحق ج: معاملات معادلة ضغط البخار". دليل ضغط البخار . المجلد 4. الصفحات 352-357 . doi : 10.1016/S1874-8813(06)80008-9 . ISBN   9780884153948.
  17. ↑ غوردون، إم إس؛ فرانسيسكو، جيه إس؛ شليغل، إتش بي (1993). "دراسات نظرية في الكيمياء الحرارية والتحلل الحراري للسيلانات، والهالوسيلانات، والألكيلسيلانات" (ملف PDF) . التقدم في كيمياء السيليكون . 2. دار نشر JAI: 153.
  18. ^ جملين ، ليوبولد (1996). السيليكون: حجم الملحق . سبرينغر. ص. 83. ردمك  9783540937289.
  19. ^ هنسن، كارل. فاغنر، هانز بيرنهارد (فبراير 1976). "Über einige Verbindungen Gemischter Siliciumhalogenide mit Pyridin". Chemische Berichte (في المانيا). 109 (2): 411-414 . دوى : 10.1002/cber.19761090201 .
  20. ↑ سومر، ليو هاري (1965). الكيمياء الفراغية، والآلية، والسيليكون: مقدمة في الكيمياء الفراغية الديناميكية وآليات تفاعل مراكز السيليكون . ماكجرو هيل. الصفحات 19-20 . 
  21. 1 2 3 فيرغسون، جيه إي؛ غرانت، دي كيه؛ هيكفورد، آر إتش؛ ويلكنز، سي جيه (1959). "21. تنسيق ثلاثي ميثيل أمين بواسطة هاليدات السيليكون والجرمانيوم والقصدير". مجلة الجمعية الكيميائية (مستأنفة) : 99-103 . doi : 10.1039/JR9590000099 .
  22. ^ هاسيغاوا، أكينوري. أوشيمورا، شونشيرو؛ كوسيكي، كوهجي؛ هاياشي ، ميتشيرو (يناير 1978). “الطيف ESR وبنية الأنيون الجذري SiF3Cl−”. رسائل الفيزياء الكيميائية . 53 (2): 337– 340. بيب كود : 1978CPL ....53..337H . دوى : 10.1016/0009-2614(78)85410-4 .
  23. ↑ إدواردز، إتش جي إم؛ فوسيت، في؛ روز، إس جيه؛ سميث، دي إن (مايو 1992). "تحضير ودراسة طيف رامان لأيون كلوروتترافلوروسيليكات (IV)، SiF4Cl−". مجلة التركيب الجزيئي . 268 (4): 353-361 . Bibcode : 1992JMoSt.268..353E . doi : 10.1016/0022-2860(92)80222-4 .

قراءة إضافية

  • وودارتشيك، إف جيه؛ ويلسون، إي بي (مارس 1971). "الرنين المزدوج للترددات الراديوية والميكروويف كأداة في تحليل أطياف الميكروويف". مجلة التحليل الطيفي الجزيئي . 37 (3): 445-463 . Bibcode : 1971JMoSp..37..445W . doi : 10.1016/0022-2852(71)90176-7 .
  • شيريدان، جون؛ جوردي، والتر (مارس 1950). "أطياف الميكروويف والثوابت الجزيئية لمشتقات ثلاثي فلورو سيلان. SiF3H، SiF3CH3، SiF3Cl، وSiF3Br". مجلة Physical Review . 77 (5): 719. Bibcode : 1950PhRv...77..719S . doi : 10.1103/PhysRev.77.719 .
  • شيريدان، جون؛ جوردي، والتر (1951). "أطياف الموجات الميكروية والبنى الجزيئية لمشتقات ثلاثي فلورو سيلان". مجلة الفيزياء الكيميائية . 19 (7): 965. Bibcode : 1951JChPh..19..965S . doi : 10.1063/1.1748418 .
  • أولت، بروس س. (ديسمبر 1979). "دراسات عزل المصفوفة بالأشعة تحت الحمراء لزوج أيون M+SiF5- ونظائره من الكلور والفلور". الكيمياء اللاعضوية . 18 (12): 3339-3343 . doi : 10.1021/ic50202a012 .
  • ستانتون، سي تي؛ ماكنزي، إس إم؛ سارديلا، دي جيه؛ ليفي، آر جي؛ دافيدوفيتس، بول (أغسطس 1988). "تفاعلات ذرة البورون مع رباعي هاليدات السيليكون والجرمانيوم". مجلة الكيمياء الفيزيائية . 92 (16): 4658-4662 . doi : 10.1021/j100327a020 .