В неорганической химии хлорсиланы представляют собой группу 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 самых больших 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 для производства трихлорсилана : [2]
Метилтрихлорсилан (CH3SiCl3 ) , диметилдихлорсилан ( (CH3 ) 2SiCl2 ) и триметилсилилхлорид ( (CH3 ) 3SiCl ) производятся прямым способом . Реакция метилхлорида с кремний- медным сплавом . Каждый из этих трех метилхлорсиланов является распространенным реагентом в химии кремнийорганических соединений.
Метилхлорсиланы реагируют с водой, образуя хлористый водород , давая силоксаны. В случае триметилсилилхлорида гидролизованный продукт — гексаметилдисилоксан :
Аналогичная реакция диметилдихлорсилана дает силоксановые полимеры или кольца:
Многие соединения, содержащие связи Si-Cl, могут быть преобразованы в гидриды с использованием алюмогидрида лития . Этот вид преобразования был продемонстрирован для получения силана:
Тетрахлорид кремния и трихлорсилан являются промежуточными продуктами в производстве сверхчистого кремния в полупроводниковой промышленности. Хлорсиланы, полученные из сырого кремния, очищаются методами фракционной перегонки , а затем восстанавливаются водородом, давая кремнийЧистота 99,999 999 999 % .
Органические хлорсиланы часто используются в качестве покрытий для кремниевых и стеклянных поверхностей, а также в производстве силиконовых (полисилоксановых) полимеров. В то время как фенилхлорсиланы и многие другие могут быть использованы, метилсилоксаны производятся в наибольших количествах. [ необходима цитата ]
Метилхлорсиланы имеют от одной до трех метильных групп . В случае диметилдихлорсилана доступны два атома хлора, так что реакция с избытком воды производит линейную цепочку эфироподобных связей между атомами кремния. Как и в полиэфирах , эти гибкие связи производят резиноподобный полимер, полидиметилсилоксан (PDMS). Метилтрихлорсилан может быть использован для индукции разветвления и сшивания в молекулах PDMS, в то время как хлортриметилсилан служит для завершения цепей основной цепи, ограничивая молекулярную массу.
Другие кислотообразующие виды, особенно ацетат , могут заменить хлор в синтезе силикона с небольшими различиями в химии готового полимера. Эти аналоги хлорсиланов довольно распространены в герметиках и клеях, продаваемых потребителям, а также в качестве прекурсоров для медицинского силикона из-за пониженной токсичности.