四氯化硅

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四氯化硅
IUPAC名
Silicon (IV) chloride
别名 氯化硅,氯化硅(IV)
识别
CAS号 10026-04-7
PubChem 24816
ChemSpider 23201
SMILES
InChI
UN编号 1818
EINECS 233-054-0
RTECS VW0525000
性质
化学式 SiCl4
摩尔质量 169.90 g·mol-1 g·mol⁻¹
外观 无色液体
密度 1.483 g/cm3
熔点 -68.74 °C
沸点 57.65 °C
溶解性 分解
溶解性 溶于, 氯仿, , 乙醚, 盐酸
蒸氣壓 25.9 kPa at 20°C
结构
晶体结构 四面体
配位几何 4
热力学
ΔfHmo298K −687 kJ·mol−1[1]
So298K 240 J·mol−1·K−1[1]
危险性
警示术语 R:R14, R36/37/38
安全术语 S:S2, S7/8, S26
MSDS MSDS at Oxford University
欧盟编号 014-002-00-4
欧盟分类 Irritant (Xi)
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
3
2
W
相关物质
其他阴离子 四氟化硅
四溴化硅
四碘化硅
其他阳离子 四氯化碳
四氯化鍺
氯化錫
四氯化钛
相关chlorosilanes Chlorosilane
Dichlorosilane
三氯氢硅
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

四氯化硅是化学式为SiCl4无机化合物,1823年由永斯·贝采利乌斯首次发现。

化学[编辑]

四氯化硅室温下为无色粘稠液体,可通过氯气反应制备:

Si + 2 Cl2 → SiCl4

四氯化碳不同,四氯化硅与水迅速反应生成二氧化硅氯化氢。该水解速率差异归咎于硅原子更大的原子半径、硅原子存在的3d轨道以及Si-Cl键较低的键能。

SiCl4 + 2 H2O → SiO2 + 4 HCl

甲醇乙醇反应则得到硅酸四甲酯英语Tetramethyl orthosilicate硅酸四乙酯

SiCl4 + 4 ROH → Si(OR)4 + 4 HCl

高温下与硅发生归中反应

Si + SiCl4 → Si2Cl6 + 同系物

用途[编辑]

四氯化硅沸点较低,可用于多次分馏生产高纯;也可用于生产高纯的合成石英玻璃(熔融石英)。它可被氢气还原为硅,也可水解二氧化硅。大量的高纯硅应用在半导体工业和光電池中。

環境危害[编辑]

具強腐蝕性的有毒液體遇到潮濕空氣,馬上分解成矽酸和劇毒氣體氯化氫,會刺激人體眼睛、皮膚與呼吸道刺激,遇上星火則會爆炸,用於傾倒或掩埋四氯化矽的土地將變成不毛之地,樹木和草都無法生長。2008 年華盛頓郵報就曾報導位於河南省的某多晶矽企業,不願意投資回收設備,而是將四氯化矽隨意傾倒於鄰近土地上,使該地區的農地無法種植作物,並讓附近居民的健康受到危害,報導指出這一家公司並非唯一一家這麼做的公司。

報導一發表,馬上引起大眾的激烈的反彈,也讓太陽能產業所標榜的「乾淨能源」形象蒙上一層灰,為了保護產業的聲譽,太陽能電池的生產商開始要求多晶矽供應商要做到環境保護責任,2011 年中國也制定法規,規範供應商回收的四氯化矽至少要達到 98.5%,之後情況逐漸改善。未來這些問題有望完全消失,因為美國國家可再生能源實驗室(National Renewable Energy Laboratory)正尋找以乙醇代替氯基化合物的方法,以避免產生四氯化矽。

参考[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 Zumdahl, S. S. Chemical Principles 6th. Houghton Mifflin. 2009: A22. ISBN 0-618-94690-X. 

参考资料[编辑]

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

外部链接[编辑]