Тетрабромид кремния , также известный как тетрабромсилан, представляет собой неорганическое соединение с формулой SiBr4 . [ 1] Эта бесцветная жидкость имеет удушливый запах из-за своей тенденции к гидролизу с выделением бромистого водорода . [2] Общие свойства тетрабромида кремния очень похожи на свойства более часто используемого тетрахлорида кремния . [2]
Свойства тетрасиланов , все из которых являются тетраэдрическими, существенно зависят от природы галогенида . Эти тенденции применимы также к смешанным галогенидам. Температуры плавления , температуры кипения и длины связей увеличиваются с атомной массой галогенида. Противоположная тенденция наблюдается для энергий связей Si-X .
Ковалентно насыщенные комплексы кремния, такие как SiBr 4 , наряду с тетрагалогенидами германия (Ge) и олова (Sn), являются кислотами Льюиса . [5] Хотя тетрагалогениды кремния подчиняются правилу октета , они добавляют основные лиганды Льюиса, образуя аддукты с формулой SiBr 4 L и SiBr 4 L 2 (где L — основание Льюиса). [6] [7] [8] Кислотные свойства Льюиса тетрагалогенидов имеют тенденцию увеличиваться следующим образом: SiI 4 < SiBr 4 < SiCl 4 < SiF 4 . Эта тенденция объясняется относительной электроотрицательностью галогенов. [7] [4]
Прочность связей Si-X уменьшается в ряду: Si-F > Si-Cl > Si-Br > Si-I. [4] [3]
Тетрабромид кремния синтезируется реакцией кремния с бромистым водородом при температуре 600 °C. [9]
Побочные продукты включают дибромсилан ( SiH2Br2 ) и трибромсилан ( SiHBr3 ) . [9]
Его также можно получить путем обработки смеси кремния и меди бромом: [10]
Как и другие галогенсиланы, SiBr 4 может быть преобразован в гидриды, алкоксиды , амиды и алкилы , т. е. продукты со следующими функциональными группами: связи Si-H, Si-OR, Si-NR 2 , Si-R и Si-X соответственно. [2]
Тетрабромид кремния можно легко восстановить гидридами или комплексными гидридами. [3]
Реакции со спиртами и аминами протекают следующим образом: [3]
Реакции Гриньяра с алкилгалогенидами металлов являются особенно важными реакциями из-за их способности производить кремнийорганические соединения, которые могут быть преобразованы в силиконы . [3]
Реакции перераспределения происходят между двумя различными тетрагалогенидами кремния (а также галогенированными полисиланами) при нагревании до 100 ˚C, что приводит к образованию различных смешанных галогенсиланов. [2] [4] Температуры плавления и кипения этих смешанных галогенсиланов обычно увеличиваются по мере увеличения их молекулярной массы . [11] (Может происходить с X= H, F, Cl, Br и I)
Тетрабромид кремния легко гидролизуется при контакте с воздухом, вызывая его испарение: [12]
Тетрабромид кремния стабилен в присутствии кислорода при комнатной температуре, но при 670–695 ˚C образуются бромсилоксаны. [12]
Из-за его близкого сходства с тетрахлоридом кремния существует несколько применений, уникальных для SiBr 4 . Пиролиз SiBr 4 имеет преимущество в осаждении кремния с большей скоростью, чем у SiCl 4 , однако SiCl 4 обычно предпочтительнее из-за его доступности в высокой чистоте. [13] Пиролиз SiBr 4 с последующей обработкой аммиаком дает покрытия из нитрида кремния (Si 3 N 4 ), твердое соединение, используемое для керамики, герметиков и производства многих режущих инструментов. [13]