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四氯化矽

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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  checkY
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[1]
熔點 -68.8 °C[2]
沸點 56.8 °C[2]
溶解性 劇烈反應[1]
溶解性 可溶於氯仿乙醚甲苯[3]
蒸氣壓 260 hPa當20°C[1]
折光度n
D
1.41156[4]
結構
晶體結構 四面體
配位幾何 4
熱力學
ΔfHm298K −687 kJ·mol−1[5]
S298K 240 J·mol−1·K−1[5]
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
熱力學數據 相變數據、固、液、氣性質
光譜數據 UV-VisIRNMRMS
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無機化合物,由永斯·貝采利烏斯於1823年發現。[6]

製備

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四氯化矽可以由各種矽化合物(例如矽鐵合金英語ferrosilicon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

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四氯化碳不同,四氯化矽與水迅速反應生成二氧化矽氯化氫。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]

四氯化矽也會和氟化氫交換鹵素,生成通式為SiClxF4-x的中間體,最終產生四氟化矽[9]

它和正丁基鋰乙醚里反應,生成四丁基矽烷[10]

它與甲醇乙醇反應則分別得到矽酸四甲酯矽酸四乙酯[11]

高溫下與矽發生歸中反應

+ 同系物

用途

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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

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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

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Record of Siliciumtetrachlorid in the GESTIS Substance Database from the IFA英語Institute for Occupational Safety and Health
  2. ^ 2.0 2.1 Silicon Compounds, Silicon Halides. Collins, W.: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; John Wiley & Sons, Inc, 2001.
  3. ^ 3.0 3.1 P. W. Schenk. Phosphorus(V) fluoride. G. Brauer (編). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. 1. NY,NY: Academic Press. 1963: 282–683. 
  4. ^ Lide, David R. (編). CRC Handbook of Chemistry and Physics 90th. Boca Raton, Florida: CRC Press英語CRC Press. 2009: 140. ISBN 978-1-4200-9084-0 (英語). 
  5. ^ 5.0 5.1 Zumdahl, S. S. Chemical Principles 6th. Houghton Mifflin. 2009: A22. ISBN 0-618-94690-X. 
  6. ^ Rauter, Gustav. Ueber das Siliciumtetrachlorid. Justus Liebig's Annalen der Chemie (Wiley). 1892, 270 (1-2): 235–266. ISSN 0075-4617. doi:10.1002/jlac.18922700114 (德語). 
  7. ^ 7.0 7.1 Simmler, W., Silicon Compounds, Inorganic, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, 2005, doi:10.1002/14356007.a24_001 
  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. ^ hrsg. 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). 

擴展閱讀

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

外部連結

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