В неорганической химии хлорсиланы — группа реакционноспособных хлорсодержащих химических соединений , родственных силану ( SiH 4 ) и используемых во многих химических процессах. Каждое такое химическое вещество имеет по крайней мере одну связь кремний -хлор ( Si-Cl ). Трихлорсилан производится в крупнейших масштабах. Исходным хлорсиланом является тетрахлорид кремния ( SiCl 4 ) . [1]
К ним относятся хлорсилан (H 3 SiCl) , дихлорсилан (H 2 SiCl 2 ) и, что наиболее важно, трихлорсилан (HSiCl 3 ) . Идеализированное уравнение производства трихлорсилана : [2]
Метилтрихлорсилан (CH 3 SiCl 3 ) , диметилдихлорсилан ((CH 3 ) 2 SiCl 2 ) и триметилсилилхлорид ((CH 3 ) 3 SiCl) получают прямым способом . Реакция хлористого метила со сплавом кремния и меди . Каждый из этих трех метилхлорсиланов является обычным реагентом в кремнийорганической химии.
Метилхлорсиланы реагируют с водой с образованием хлористого водорода , давая силоксаны. В случае триметилсилилхлорида продуктом гидролиза является гексаметилдисилоксан :
Аналогичная реакция диметилдихлорсилана дает силоксановые полимеры или кольца:
Многие соединения, содержащие связи Si-Cl, можно превратить в гидриды с помощью алюмогидрида лития . Такое превращение было продемонстрировано для получения силана:
Тетрахлорид кремния и трихлорсилан являются полупродуктами в производстве сверхчистого кремния в полупроводниковой промышленности. Хлорсиланы, полученные из сырого кремния, очищают методом фракционной перегонки , а затем восстанавливают водородом с получением кремнияЧистота 99,999 999 999 % .
Органические хлорсиланы часто используются в качестве покрытий для кремниевых и стеклянных поверхностей, а также при производстве силиконовых (полисилоксановых) полимеров. Хотя можно использовать фенилхлорсиланы и многие другие, в наибольших количествах производятся метилсилоксаны. [ нужна цитата ]
Метилхлорсиланы имеют от одной до трех метильных групп . В случае диметилдихлорсилана доступны два атома хлора, так что реакция с избытком воды образует линейную цепочку эфироподобных связей между атомами кремния. Как и в полиэфирах , эти гибкие связи образуют каучуковый полимер полидиметилсилоксан (ПДМС). Метилтрихлорсилан можно использовать для индукции разветвления и сшивки в молекулах ПДМС, тогда как хлортриметилсилан служит для замыкания основных цепей, ограничивая молекулярную массу.
Другие кислотообразующие соединения, особенно ацетат , могут заменить хлор при синтезе силикона с небольшой разницей в химическом составе готового полимера. Эти аналоги хлорсиланов довольно распространены в герметиках и клеях, продаваемых потребителям, а также в качестве предшественников медицинского силикона из-за пониженной токсичности.