Chlorsilany

Strukturní vzorec trichlorsilanu

Chlorsilany jsou skupina organokřemičitých sloučenin, které mají v molekulách nejméně jednu vazbu křemík–chlor. Jejich základní sloučeninou je chlorid křemičitý a nejvíce vyráběnou sloučeninou z této skupiny je trichlorsilan.

Výroba

Hydrochlorsilany

Hydrochlorsilany se vyrábí Müllerovým–Rochowovým procesem, který spočívá v reakci křemíku s chlorovodíkem za vysoké teploty a přítomnosti mědi jako katalyzátoru. Souhrnná rovnice vypadá takto:

2 Si + 6 HCl → 2 HSiCl₃ + 2 H₂

Trichlorsilan (HSiCl₃) je hlavním produktem; dichlorsilan (H₂SiCl₂) a chlorid křemičitý vznikají jako vedlejší produkty. Tento postup nezávisle na sobě objevili Eugene G. Rochow a Richard Müller v roce 1940.

Methylchlorsilany

Methyltrichlorsilan (CH₃SiCl₃), dimethyldichlorsilan ((CH₃)₂SiCl₂) a trimethylsilylchlorid ((CH₃)₃SiCl) se vyrábějí podobně jako hydrochlorsilany. Jedná se o významná organokřemičitá činidla.

Reakce

Chlorsilany reagují s vodou za vzniku chlorovodíku, siloxanů a někdy i oxidu křemičitého. Z trimethylsilylchloridu se takto tvoří hexamethyldisiloxan:

2 (CH₃)₃SiCl + H₂O → [(CH₃)₃Si]₂O + 2 HCl

Produkt obdobné reakce dimethyldichlorsilanu bude polymerní nebo cyklický siloxan:

n (CH₃)₂SiCl₂ + n H₂O → [(CH₃)₂SiO]_n + 2n HCl

Použití

Chlorid křemičitý a trichlorsilan jsou meziprodukty při výrobě ultračistého křemíku na výrobu polovodičů. Chlorsilany získané ze surového křemíku procházejí frakční destilací a následně jsou redukovány vodíkem na křemík obsahující nanejvýš 10⁻⁹ % nečistot.

Organické chlorsilany se používají jako složky nátěrů na křemíkové a skleněné předměty a při výrobě polysiloxanů. Nejčastěji se k tomuto účelu používají methylsiloxany, lze ovšem použít i fenylchlorsilany.

Methylchlorsilany mohou mít jednu až tři methylové skupiny. Dichlordimethylsilany obsahují dva atomy chloru a reakcí s vodou z nich tak vznikají lineární řetězce vazeb Si-Si podobných etherům. Stejně jako u polyetherů zde vzniká polymer, konkrétně polydimethylsiloxan (PDMS). K rozvětvování jeho řetězců a tvorbě překřížených struktur lze použít trichlormethylsilan, zatímco chlortrimethylsilan see použije na vytváření hlavního řetězce a sníýžení molekulové hmotnosti výsledného produktu.

Použitím různých skupiny odvozených od kyselin, jako je acetyl, namísto chloru se chemické vlastnbosti vzniklého polymeru příliš nezmění. Takovéto analogy chlorsilanů jsou běžně obsaženy v tmelech a lepidlech a díky omezené toxicitě se také používají na výrobu silikonu pro lékařské účely.

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Chlorosilane na anglické Wikipedii.

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Chlorsilany na Wikimedia Commons

Portály: Chemie