四氯化矽

四氯化矽
	IUPAC名; Silicon (IV) chloride
別名	氯化矽，氯化矽(IV)
識別
CAS號	10026-04-7
PubChem	24816
ChemSpider	23201
SMILES	Cl[Si](Cl)(Cl)Cl;
InChI	1/Cl4Si/c1-5(2,3)4;
UN編號	1818
EINECS	233-054-0
RTECS	VW0525000
性質
化學式	SiCl4
摩爾質量	169.90 g·mol⁻¹
外觀	無色液體
密度	1.48 g/cm3
熔點	-68.8 °C
沸點	56.8 °C
溶解性（水）	劇烈反應
溶解性	可溶於苯、氯仿、乙醚、甲苯
蒸氣壓	260 hPa當20°C
折光度n; D	1.41156
結構
晶體結構	四面體
配位幾何	4
熱力學
ΔfHm⦵298K	−687 kJ·mol−1
S⦵298K	240 J·mol−1·K−1
危險性
警示術語	R：R14, R36/37/38
安全術語	S：S2, S7/8, S26
MSDS	MSDS at Oxford University
歐盟編號	014-002-00-4
歐盟分類	刺激性（Xi）
NFPA 704	0 3 2 W
相關物質
其他陰離子	四氟化矽; 四溴化矽; 四碘化矽
其他陽離子	四氯化碳; 四氯化鍺; 氯化錫; 四氯化鈦
相關氯代矽烷	氯矽烷; 二氯矽烷; 三氯矽烷
附加數據頁
結構和屬性	折射率、介電系數等
熱力學數據	相變數據、固、液、氣性質
光譜數據	UV-Vis、IR、NMR、MS等
	若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

四氯化矽是化學式為SiCl₄的無機化合物，由永斯·貝采利烏斯於1823年發現。^[6]

製備[編輯]

四氯化矽可以由各種矽化合物（例如矽鐵合金（英語：ferrosilicon）和碳化矽）或二氧化矽與碳的混合物的氯化而成，其中最常使用矽鐵合金的氯化生產四氯化矽。^[7]

在實驗室里，SiCl
4是由矽和氯在600 °C（1,112 °F）下直接反應而成的：^[3]

Si + 2 Cl
2 → SiCl
4

化學性質[編輯]

與四氯化碳不同，四氯化矽與水迅速反應生成二氧化矽和氯化氫。反應也會產生中間體SiCl₃(OH)、SiCl₂(OH)₂和SiCl(OH)₃，它們可以在低溫下分離。^[8]

SiCl_{4}+2H_{2}O\rightarrow SiO_{2}+4HCl

四氯化矽也會和氟化氫交換鹵素，生成通式為SiCl_xF_4-x的中間體，最終產生四氟化矽。^[9]

SiCl_{4}+4HF\rightarrow SiF_{4}+4HCl

它和正丁基鋰在乙醚里反應，生成四丁基矽烷：^[10]

{\ce {SiCl4{}+4LiC4H9->[\mathrm {Et_{2}O} ][]Si(C4H9)4{}+4LiCl}}

它與甲醇或乙醇反應則分別得到矽酸四甲酯和矽酸四乙酯：^[11]

SiCl_{4}+4ROH\rightarrow Si(OR)_{4}+4HCl

高溫下與矽發生歸中反應：

Si+SiCl_{4}\rightarrow Si_{2}Cl_{6}

+ 同系物

用途[編輯]

四氯化矽沸點較低，多次分餾可用於生產多晶矽^[7]；也可用於生產高純的合成石英玻璃（熔融石英）。它可被氫氣還原為矽，也可水解為二氧化矽。大量的高純矽應用在半導體工業和光電池中。

危害[編輯]

攝入和吸入四氯化矽有毒，而且它對皮膚、眼睛和粘膜有刺激性。和其它氯代矽烷一樣，四氯化矽的毒性源自水解形成的氯化氫。^[12]此外，在多晶矽的製造過程中，四氯化矽會污染環境。^[13]

參考資料[編輯]

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擴展閱讀[編輯]

Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements 2nd. Oxford:Butterworth-Heinemann. 1997. ISBN 0-7506-3365-4.

外部連結[編輯]

MSDS—牛津大學

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[8] Goubeau, Josef; Warncke, Rudolf. Zur Hydrolyse von Halogeniden. I. Die Hydrolyse des Siliciumtetrachlorids. Zeitschrift für anorganische Chemie (Wiley). 1949, 259 (1-4): 109–120. ISSN 0372-7874. doi:10.1002/zaac.19492590109 （德語）.

[9] Guber, A.; Köhler, U. Halogen exchange reactions of silicon tetrachloride with fluorine and fluorine-containing substances. Journal of Fluorine Chemistry (Elsevier BV). 1992, 58 (2-3): 321. ISSN 0022-1139. doi:10.1016/s0022-1139(00)80784-8.

[10] Pawlenko, Stephan. Organosilicon chemistry. Berlin: W. de Gruyter. 1986: 18. ISBN 978-3-11-086238-6. OCLC 815507315 （意大利語）.

[11] rsg. von Georg Brauer. Unter Mitarb. von M. Baudler. Handbuch der präparativen anorganischen Chemie / 1.. Stuttgart: Enke. 1975: 702. ISBN 3-432-02328-6. OCLC 310719485 （德語）.

[12] López, S.; Bergueiro, J.; Fidalgo, J. Silicon Tetrachloride. Encyclopedia of Toxicology. Elsevier. 2014. doi:10.1016/b978-0-12-386454-3.01236-7.

[13] Solar Energy Firms Leave Waste Behind in China. The Washington Post. 9 March 2008 [2022-08-14]. （原始內容存檔於2022-06-14）.

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