甲矽烷
| 甲矽烷 | |||
|---|---|---|---|
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| IUPAC名 silicane | |||
| 別名 | 矽化氫 矽烷 | ||
| 識別 | |||
| CAS號 | 7803-62-5 
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| PubChem | 23953 | ||
| ChemSpider | 22393 | ||
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYAE | ||
| Gmelin | 273 | ||
| UN編號 | 2203 | ||
| ChEBI | 29389 | ||
| RTECS | VV1400000 | ||
| 性質 | |||
| 化學式 | SiH4 | ||
| 摩爾質量 | 32.12 g·mol⁻¹ | ||
| 外觀 | 無色氣體 | ||
| 密度 | 0.7 g/ml（液態） 1.313 g L−1（氣態）[1] | ||
| 熔點 | −185 °C（88 K）（[1]） | ||
| 沸點 | −111.9 °C（161 K）（[1]） | ||
| 溶解性（水） | 緩慢水解[1] | ||
| 結構 | |||
| 分子構型 | 正四面體 Si-H鍵長 1.4798 Å[2] | ||
| 偶極矩 | 0 D | ||
| 熱力學[3] | |||
| ΔfHm⦵298K | 34.31 kJ/mol | ||
| S⦵298K | 204.61 J/mol·K | ||
| 熱容 | 42.81 J/mol·K | ||
| 危險性 | |||
GHS危險性符號 
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| GHS提示詞 | Danger | ||
| H-術語 | H220, H280 | ||
| P-術語 | P210, P222, P230, P280, P377, P381, P403, P410+403 | ||
| 主要危害 | 極易燃燒，在空氣中自燃 | ||
| NFPA 704 |
 4
2
3
| ||
| 爆炸極限 | 1.37–100% | ||
| PEL | 無[4] | ||
| 相關物質 | |||
| 相關氫化物 | 甲烷、甲鍺烷 | ||
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |||
甲矽烷（英語：Silane），也稱甲硅烷、矽甲烷，化學式為SiH4，是一種矽烷；有時也被簡稱為矽烷（勿混淆）。它的結構與甲烷類似，只是用矽取代了甲烷中的碳。在室溫下，矽烷是一種易燃的氣體，在空氣中，無需外加火源，矽烷就可以自燃。但是有學者認為，矽烷本身是很穩定的，在自然狀態下，是以聚合物的狀態存在的。在超過420攝氏度的環境下，矽烷會分解成矽和氫，因此矽烷可以被用來以薄膜沉積提純矽，是半導體工業重要的特用電子級氣體之一[5]。
甲矽烷是在1857年由德國化學家海因里希·布夫（Heinrich Buff）和弗里德里希·維勒（Friedrich Wöhler）通過鹽酸和矽化鋁反應發現的。[6]
製備[編輯]
工業上，多晶塊狀矽首先在攝氏200度置於流床反應器下化合：矽與通入的氯化氫形成三氯矽烷和氫氣。反應式如下：
將經過蒸餾純化的三氯化矽置於有催化劑的resinous bed反應器而產生歧化反應，形成矽烷和四氯化矽。反應式如下：
安全[編輯]
甲矽烷會在54 °C（129 °F）下自燃。[7]至今已有多起因甲矽烷泄漏導致的燃燒和爆炸引起的傷亡事故。[8][9][10]
相較於純甲矽烷，經非活性氣體（如氮氣和氬氣）稀釋的甲矽烷暴露於空氣時更容易燃燒，在純氮里只要加入1%的矽烷和就有可能引發爆炸。[11]
和甲烷不同，甲矽烷是劇毒，大鼠暴露於4小時的甲矽烷中的致死劑量（LC50）是0.96%（9,600 ppm）。另外，甲矽烷接觸眼睛產生的矽酸會刺激眼睛。[12]
參見[編輯]
參考資料[編輯]
- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Haynes 2011，第4.87頁.
- ^ Haynes 2011，第9.29頁.
- ^ Haynes 2011，第5.14頁.
- ^ NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. #0556. NIOSH.
- ^ 台灣特品化學公司 (PDF). [2018-07-02]. （原始內容 (PDF)存檔於2015-09-21）.
- ^ Mellor, J. W. "A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry", vol. VI, Longmans, Green and Co. (1947), p. 216.
- ^ Silane MSDS 互聯網檔案館的存檔，存檔日期2014-05-19.
- ^ Chen, J. R. Characteristics of fire and explosion in semiconductor fabrication processes. Process Safety Progress. 2002, 21 (1): 19–25. S2CID 110162337. doi:10.1002/prs.680210106.
- ^ Chen, J. R.; Tsai, H. Y.; Chen, S. K.; Pan, H. R.; Hu, S. C.; Shen, C. C.; Kuan, C. M.; Lee, Y. C. & Wu, C. C. Analysis of a silane explosion in a photovoltaic fabrication plant. Process Safety Progress. 2006, 25 (3): 237–244. S2CID 111176344. doi:10.1002/prs.10136.
- ^ Chang, Y. Y.; Peng, D. J.; Wu, H. C.; Tsaur, C. C.; Shen, C. C.; Tsai, H. Y. & Chen, J. R. Revisiting of a silane explosion in a photovoltaic fabrication plant. Process Safety Progress. 2007, 26 (2): 155–158. S2CID 110741985. doi:10.1002/prs.10194.
- ^ Kondo, S.; Tokuhashi, K.; Nagai, H.; Iwasaka, M. & Kaise, M. Spontaneous Ignition Limits of Silane and Phosphine. Combustion and Flame. 1995, 101 (1–2): 170–174. doi:10.1016/0010-2180(94)00175-R.
- ^ MSDS for silane (PDF). vngas.com. 原始內容存檔於2009-02-20.
延伸閱讀[編輯]
- Haynes, William M. (編). CRC Handbook of Chemistry and Physics 92nd. CRC Press. 2011. ISBN 978-1439855119.
外部連結[編輯]
- organofunctional silanes from Degussa AG （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- organofunctional silanes for building protection - water repellents - masonry protection - Graffiti Controll - sealer - easy to clean surface from Degussa AG （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- http://www.siridion.com （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） chlorosilanes for telecommunication and electronic materials from Degussa
- 以矽烷化合物製備多晶矽原料
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